CN112531350A - 相控阵天线、通信装置及动中通设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种相控阵天线、通信装置及动中通设备，涉及卫星移动通信技术领域，该相控阵天线包括：相连接的天馈组件和控制电路；控制电路，用于向天馈组件提供多个控制信号；天馈组件，用于接收至少一个卫星发送的卫星信号，并在不同的控制信号的控制下，调整卫星信号形成的n个波束的指向方向和极化方式，本申请通过调整多个波束的指向方向和极化方式，从而使得相控阵天线用于通信时，可以实现通信连续的目的。

Description

相控阵天线、通信装置及动中通设备

技术领域

本申请属于卫星移动通信技术领域，尤其涉及相控阵天线、通信装置及动中通设备。

背景技术

动中通设备指的是处于移动状态中的卫星地面站通信设备，旨在为运动中的车辆、轮船、飞机等应用载体提供实时卫星等平台的跟踪通信，不间断地传输多媒体信息，以满足各种应急通信和移动条件下多媒体通信的需要。

在动中通设备上，安装的天线可以为相控阵天线，相控阵天线通过调相器调整天线的相位，可以形成指向不同的一个或多个波束，从而可以利用该波束在指定方向上向卫星发射信号或接收卫星发送的信号。然而，动中通设备上的相控阵天线多为单波束，那么，在通信过程中，该相控阵天线只能指向一个卫星，即，在一个时刻仅与指定方向上的一个卫星通信。那么，当单波束天线应用在低轨卫星通信系统中进行通信时，就需要频繁的在多个卫星之间进行切换，而每次切换时都会造成一定时间的通信中断。

即使动中通设备上的相控阵天线为双波束天线或多波束天线，现有的双波束天线或多波束天线也通常只能分时工作，在多个卫星之间进行切换时，同样存在通信中断问题。由此，亟待一种新型的相控阵天线，以解决多星切换时的通信中断问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种相控阵天线、通信装置及动中通设备，通过调整多个波束的指向方向和极化方式，从而使得相控阵天线用于通信时，可以实现通信连续的目的。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种相控阵天线，所述相控阵天线应用于动中通设备，所述动中通设备与至少一个卫星通信连接，所述相控阵天线包括：相连接的天馈组件和控制电路；所述控制电路，用于向所述天馈组件提供多个控制信号；所述天馈组件，用于接收所述至少一个卫星发送的卫星信号，并在不同的控制信号的控制下，调整所述卫星信号形成的n个波束的指向方向和极化方式；其中，n为大于或者等于2的整数，所述极化方式包括垂直极化、水平极化、左旋圆极化、右旋圆极化中的至少一种。

第一方面提供的相控阵天线，通过控制电路向天馈组件提供多个控制信号，使得天馈组件在接收至少一个卫星发送的卫星信号时，在不同的控制信号的控制下，可以调整卫星信号形成的n个波束的指向方向和极化方式。由于该n个波束的指向方向可以调整，由此，可以与不同的卫星同时进行通信，从而解决相控阵天线与多个卫星通信时出现的中断问题。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述天馈组件包括：依次连接的天线模块、处理模块和波束合成网络模块；所述天线模块，用于接收所述卫星信号，并将所述卫星信号分解成m对一级信号，一对一级信号包括第一初始极化信号和第二初始极化信号，其中，m为大于或等于2的整数，所述第一初始极化信号、所述第二初始极化信号分别对应的极化方式为水平极化和垂直极化，或者，所述第一初始极化信号、所述第二初始极化信号分别对应的极化方式为左旋圆极化和右旋圆极化；所述处理模块，用于在不同的控制信号的控制下，将所述m对一级信号调整后生成m组二级信号，一组二级信号包括n个二级中间极化信号，所述n个二级中间极化信号对应的极化方式包括所述水平极化、所述垂直极化、所述左旋圆极化、所述右旋圆极化中的至少一种；所述波束合成网络模块，用于将所述m组二级信号合成所述n个波束。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述天线模块包括：m个阵列天线单元，每个阵列天线单元包括两个一级第二端；

所述每个阵列天线单元用于接收所述卫星信号，将所述卫星信号分解成所述一对一级信号，并将所述一对一级信号中的所述第一初始极化信号和所述第二初始极化信号分别从所述两个一级第二端输出。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述处理模块包括：m个处理单元，所述m个处理单元与所述m个阵列天线单元一一对应；所述处理单元包括两个二级第一公共端和n个二级第二公共端，所述处理单元的二级第一公共端与所述阵列天线单元的一级第二端一一对应且连接；所述处理单元用于对所述阵列天线单元输出的所述第一初始极化信号、所述第二初始极化信号的相位和/或幅度分别进行调整，并根据所述第一初始极化信号和所述第二初始极化信号生成所述一组二级信号，并将所述一组二级信号从所述n个二级第二公共端输出，其中，每个二级第二公共端输出所述一组二级信号中的1个二级中间极化信号。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述波束合成网络模块包括：n个波束合成网络单元；每个波束合成网络单元包括m个三级第一端和1个三级第二端，所述第x个波束合成网络单元的所述m个三级第一端与每个处理单元的所述n个二级第二公共端中的第x个二级第二公共端一一对应且连接，所述第x个二级第二公共端用于输出第x个二级中间极化信号，1≤x≤n，x为整数；所述波束合成网络单元用于将所述m组二级信号的每组二级信号中的第x个二级中间极化信号合成为一个波束，所述每组二级信号中的第x个二级中间极化信号对应的极化方式相同。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述处理单元包括：两个功分器、两组调整器和n个合路器，一组调整器对应一个功分器；每个功分器连接一个二级第一公共端和n个二级第一分支端，所述功分器用于对所述一级信号进行功率分配，生成n个一级中间极化信号，其中，所述一级中间极化信号的极化方式与对应的一级信号的极化方式相同；每组调整器包括n个调整器，每个调整器包括第一调整端和第二调整端，所述每组调整器中的所述n个调整器的第一调整端与对应的功分器的所述n个二级第一分支端一一对应且连接，所述调整器用于对1个所述一级中间极化信号的相位和/或幅度进行调整；每个合路器包括两个二级第二分支端和一个二级第二公共端，所述每个合路器的两个二级第二分支端与所述每组调整器中的第y个调整器的第二调整端一一对应且连接，所述合路器用于对不同组调整器调整后的两个所述一级中间极化信号进行功率合成，生成一个所述二级中间极化信号，1≤y≤n，y为整数。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述调整器包括：相连接的调相器和调幅器；所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；所述调相器连接第一调整端，所述调幅器连接第二调整端，所述调相器用于在不同的第一控制信号的控制下，调整所述一级中间极化信号的相位，所述调幅器用于在不同的第二控制信号的控制下，对调整相位后的所述一级中间极化信号的幅度进行调整；或者，所述调幅器连接第一调整端，所述调相器连接第二调整端，所述调幅器用于在不同的第二控制信号的控制下，调整所述一级中间极化信号的幅度，所述调相器用于在不同的第一控制信号的控制下，对调整幅度后的所述一级中间极化信号的相位进行调整。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述处理单元还包括：两个预处理子单元，一个预处理子单元包括：相连接的滤波器和低噪声放大器；所述一个预处理子单元连接于所述阵列天线单元的一个所述一级第二端和一个所述功分器的所述二级第一公共端之间；针对一个预处理子单元，所述滤波器与所述一级第二端连接，所述滤波器用于对所述一级信号进行滤波；所述低噪声放大器与所述二级第一公共端连接；所述低噪声放大器用于对滤波后的所述一级信号进行降噪和放大处理。

第二方面，提供一种通信装置，包括以上第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的相控阵天线。

第三方面，提供一种动中通设备，包括以上第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的通信装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种应用场景图；

图2是本申请实施例提供的一种相控阵天线的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种相控阵天线的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种天馈组件的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的另一种天馈组件的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种处理单元的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的又一种处理单元的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的又一种处理单元的结构示意图。

附图标记：

1-动中通设备；2-相控阵天线；10-天馈组件；20-控制电路；100-天线模块；110-阵列天线单元；200-处理模块；210-处理单元；300-波束合成网络模块；310-波束合成网络单元；211-功分器；212-调整器；2121-调相器；2122-调幅器；213-合路器；220-预处理子单元；221-滤波器；222-低噪声放大器；T1B-一级第二端；T2A-二级第一公共端；T2B-二级第二公共端；T2Aa-二级第一分支端；T2Bb-二级第二分支端；T2Ca-第一调整端；T2Cb-第二调整端；T3A-三级第一端；T3B-三级第二端；1100-一级信号；1101-第一初始极化信号；1102-第二初始极化信号；1200-一级中间极化信号；2100-二级信号；2110-二级中间极化信号；K1-第一控制信号；K2-第二控制信号。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“左”、“右”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语可以是相对的概念，它们用于相对性的描述和澄清，其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“电连接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。“电连接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接电性连接。

图1示出了本申请实施例提供的一种动中通设备适用的应用场景图。图1中所示的卫星通信链路一般包括卫星、地面站、控制中心站以及移动终端。在该卫星通信链路中，通过卫星作为中继站传递信号，可以实现移动用户之间或者移动用户与固定用户之间的通信。

其中，如图1所示，控制中心站设置有服务器。控制中心站用于管理卫星和各个地面站。在此基础上，通常地面站根据使用环境的不同，可以划分为静中通设备、动中通设备等。

需要说明的是，静中通设备可以理解为静止的地面站，指的是在固定地点，地面站通过卫星接入网络，建立于卫星站点之间的通信连接。而动中通设备可以理解为移动的地面站，指的是地面站设置在应用载体上，在跟随应用载体移动的过程中，实时跟踪卫星，与卫星站点之间进行通信连接。该应用载体例如为车辆、轮船、飞机等。

在图1中的动中通设备上，安装的天线可以为相控阵天线，相控阵天线是一种以阵列天线为基本架构，配合移相器来实现能进行波束在全空域高速扫描的大型综合天线阵列。相控阵天线通过调整天线的相位，可以产生某一指向的波束，从而可以利用该波束向卫星发射信号或接收卫星发送的卫星信号。

然而，动中通设备上的相控阵天线多为单波束，即，在通信过程中，该相控阵天线的波束只能指向一个卫星。那么，当单波束天线应用在低轨卫星通信系统中进行通信时，就需要频繁的在多个卫星之间进行切换，而每次切换时将会造成一定时间的通信中断。

即使动中通设备上的相控阵天线为双波束天线或多波束天线，现有的双波束天线或多波束天线也通常只能分时工作，在多个卫星之间进行切换时，同样存在通信中断问题。由此，亟待一种新型的相控阵天线，以解决在多个卫星之间切换过程中出现的通信中断问题。

此外，现有技术中的相控阵天线一般为单一圆极化天线或者为单一线极化天线，应用范围非常有限，由此，新型的相控阵天线还需要可实现任意极化天线功能，以扩大应用范围。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种相控阵天线，通过控制电路向天馈组件提供多个控制信号，使得天馈组件在接收至少一个卫星发送的卫星信号时，在不同的控制信号的控制下，可以调整卫星信号形成的n个波束的指向方向和极化方式。由于该n个波束的指向方向可以调整，由此，可以与不同的卫星同时进行通信，从而解决相控阵天线与多个卫星通信时出现的中断问题。

下面结合图2~图8对本申请实施例提供的相控阵天线的结构进行详细说明。图2示出了本申请实施例提供的一种相控阵天线的结构示意图。该相控阵天线应用于动中通设备，动中通设备与至少一个卫星通信连接。

如图2所示，相控阵天线2包括：相连接的天馈组件10和控制电路20。

控制电路20，用于向天馈组件10提供多个控制信号。

天馈组件10，用于接收至少一个卫星发送的卫星信号，并在不同的控制信号的控制下，调整卫星信号形成的n个波束的指向方向和极化方式。

其中，n为大于或者等于2的整数，极化方式包括垂直极化、水平极化、左旋圆极化、右旋圆极化中的至少一种。

应理解，卫星信号指的是接收的一个或多个卫星的电磁波信号。波束是指电磁波在空间形成的形状，类似于手电筒向黑暗处射出的光束。所谓指向方向指的波束在全空间域内覆盖的区域范围的朝向。所谓极化通常是指与电磁波传输方向垂直的平面内瞬时电场矢量的方向，一般可以分为线极化和圆极化。线极化包括水平极化和垂直极化，圆极化包括左旋圆极化和右旋圆极化。

应理解，调整卫星信号形成的n个波束的指向方向和极化方式后，每个波束对应的指向方向、极化方式可以至少有一种不同。例如：每个波束对应的指向方向不同，或者，每个波束对应的极化方式不同，或者，每个波束对应的指向方式、极化方式均不同。

应理解，由于天馈组件10可以形成相互独立的、指向不同的多个波束，由此，在与卫星进行通信时，可以分别指向不同的卫星，与不同的卫星同时进行通信，从而可以解决相控阵天线与多个卫星通信时出现的中断问题。又因为形成的n个波束对应的极化方式具有多种，由此，使用该相控阵天线，可以实现与任意极化方式的卫星进行通信的目的，扩大了应用范围。

示例的，当相控阵天线形成2个波束时，一个波束可以用来与A卫星通信，另一个波束可以用于与B卫星建立备用通信链路，或者，一个波束在另一个波束无法使用前，可以提前建立新的通信链路，以确保整个通信过程无间断。

应理解，上述相控阵天线以接收卫星信号为例，可以当作接收相控阵天线。同理，相控阵天线还可以作为发射相控阵天线，发射相控阵天线的天馈组件可以向至少一个卫星发射信号，发射的信号也位于n个指向方向和极化方式可调整的波束上，由此，发射相控阵天线配合接收相控阵天线，可以和多个卫星进行通信。

本申请实施例提供的相控阵天线，通过控制电路向天馈组件提供多个控制信号，使得天馈组件在接收至少一个卫星发送的卫星信号时，在不同的控制信号的控制下，可以调整卫星信号形成的n个波束的指向方向和极化方式。由于该n个波束的指向方向可以调整，由此，可以与不同的卫星同时进行通信，从而解决相控阵天线与多个卫星通信时出现的中断问题。

此外，又因为形成的n个波束的极化方式具有多种，由此，使用该相控阵天线，可以实现与任意极化方式的卫星进行通信的目的，扩大了应用范围。

可选地，作为一种可能的实现方式，图3示出了本申请实施例提供的又一种相控阵天线的结构示意图。

如图3所示，相控阵天线中的天馈组件10包括：依次连接的天线模块100、处理模块200和波束合成网络模块300。

天线模块100，用于接收卫星信号，并将卫星信号分解成m对一级信号，一对一级信号包括第一初始极化信号和第二初始极化信号，m为大于或等于2的整数。

其中，第一初始极化信号、第二初始极化信号分别对应的极化方式为水平极化和垂直极化；或者，第一初始极化信号、第二初始极化信号分别对应的极化方式为左旋圆极化和右旋圆极化。

示例性的，天线模块100接收至少一个卫星的卫星信号，并将卫星信号分解成了两对一级信号（即，m=2），此时，两对一级信号包括的第一初始极化信号和第二初始极化信号的极化方式均为水平极化和垂直极化。或者，两对一级信号包括的第一初始极化信号和第二初始极化信号的极化方式均为左旋圆极化和右旋圆极化。

或者，第一对一级信号包括的第一初始极化信号和第二初始极化信号的极化方式为水平极化和垂直极化，而第二对一级信号包括的第一初始极化信号和第二初始极化信号的极化方式为左旋圆极化和右旋圆极化。

处理模块200，用于在不同的控制信号的控制下，将m对一级信号调整后生成m组二级信号，一组二级信号包括n个二级中间极化信号，n个二级中间极化信号对应的极化方式包括水平极化、垂直极化、左旋圆极化、右旋圆极化中的至少一种。

应理解，处理模块200一共将m对一级信号调整并生成了m×n个二级中间极化信号。

应理解，处理模块200将每对一级信号调整并生成了n个二级中间极化信号，n个二级中间极化信号的极化方式与对应的一级信号中的第一初始极化信号和第二初始极化信号的极化方式可以相同，也可以不同。

其中，n个二级中间极化信号的极化方式可以相同，也可以不同。

示例性一，处理模块200将一对一级信号调整并生成了两个二级中间极化信号（即n=2），一级信号中第一初始极化信号对应的极化方式为垂直极化，第二初始极化信号对应的极化方式为水平极化，而生成的第1个二级中间极化信号对应的极化方式为左旋圆极化，第2个二级中间极化信号对应的极化方式为右旋圆极化。

示例性二，处理模块200将一对一级信号调整并生成了4个二级中间极化信号（即n=4），一级信号中第一初始极化信号对应的极化方式为垂直极化，第二初始极化信号对应的极化方式为水平极化，而生成的第1个二级中间极化信号对应的极化方式为水平极化，第2个二级中间极化信号对应的极化方式为垂直极化，第3个二级中间极化信号对应的极化方式为右旋圆极化，第4个二级中间极化信号对应的极化方式为左旋圆极化。

波束合成网络模块300，用于将m组二级信号合成n个波束。

应理解，波束的极化方式与合成波束的二级中间极化信号的极化方式相同，也就是说，相同极化方式的二级中间极化信号可以用于合成一个波束。

示例性的，假设合成两个波束，分别为波束一和波束二，则该相控阵天线在使用时，波束一可以用来与卫星W1来通信，波束二即可用于与卫星W2来建立备用通信链路。

可选地，作为一种可能的实现方式，图4示出了本申请实施例提供的一种天馈组件10的结构示意图。图5示出了本申请实施例提供的另一种天馈组件10的结构示意图。

如图4和图5所示，天线模块100包括：m个阵列天线单元110，每个阵列天线单元110包括两个一级第一端。

阵列天线单元110用于接收卫星信号，将卫星信号分解成一对一级信号，并将一对一级信号中的第一初始极化信号和第二初始极化信号分别从两个一级第二端T1B输出。

应理解，每个阵列天线单元110都能接收至少一个卫星的卫星信号，将卫星信号分解一对一级信号，也就是说，可以将卫星信号分解成垂直极化和水平极化两种极化方式的信号，或者，可以将卫星信号分解成左旋圆极化和右旋圆极化两种极化方式的信号。

阵列天线单元110通常可以为微带贴片阵列，当然，也可以是其他形式的天线单元，本申请实施例对此不进行特殊限制。

可选地，作为一种可能的实现方式，如图4和图5所示，处理模块200包括：m个处理单元210，m个处理单元210与m个阵列天线单元110一一对应。也就是说，一个处理单元210连接一个阵列天线单元110。

处理单元210包括两个二级第一公共端T2A和n个二级第二公共端T2B，处理单元210的二级第一公共端T2A与阵列天线单元110的一级第二端T1B一一对应且连接。

也就是说，处理单元210的第1个二级第一公共端T2A与阵列天线单元110的第1个一级第二端T1B对应且连接，处理单元210的第2个二级第一公共端T2A与阵列天线单元110的第2个一级第二端T1B对应且连接。由此，阵列天线单元110的第1个一级第二端T1B输出的一级信号传输给处理单元210的第1个二级第一公共端T2A，阵列天线单元110的第2个一级第二端T1B输出的一级信号传输给处理单元210的第2个二级第一公共端T2A。

处理单元210用于对阵列天线单元110输出的第一初始极化信号、第二初始极化信号的相位和/或幅度分别进行调整，并根据第一初始极化信号和第二初始极化信号生成一组二级信号，并将一组二级信号从n个二级第二公共端T2B输出。

其中，n个二级第二公共端T2B中的每个二级第二公共端T2B输出一组二级信号中的1个二级中间极化信号。也就是说，每组二级信号中的第1个二级中间极化信号可以从第1个二级第二公共端T2B输出，第2个二级中间极化信号可以从第2个二级第二公共端T2B输出，依次类推，第n个二级中间极化信号可以从第n个二级第二公共端T2B输出。

示例性的，图4以处理单元210包括两个二级第二公共端T2B（即n=2）为例，当处理单元210根据阵列天线单元110输出的第一初始极化信号、第二初始极化信号生成一组二级信号时，由于该一组二级信号包括2个二级中间极化信号，因此，该2个二级中间极化信号分别从2个二级第二公共端T2B输出。

示例性的，图5以处理单元210包括3个二级第二公共端T2B（即n=3）为例，当处理单元210根据阵列天线单元110输出的第一初始极化信号、第二初始极化信号生成一组二级信号时，由于该一组二级信号包括3个二级中间极化信号，因此，该3个二级中间极化信号分别从3个二级第二公共端T2B输出。

应理解，处理单元210对阵列天线单元110输出的第一初始极化信号的相位和/或幅度进行调整，同时，也对阵列天线单元110输出的第二初始极化信号的相位和/或幅度进行调整。基于此，通过调整第一初始极化信号和第二初始极化信号的相位和/或幅度，可以改变对应的二级中间极化信号的极化方式，从而影响后续由二级中间极化信号合成的波束的极化方式。同时，通过调整第一初始极化信号和第二初始极化信号的相位，还可以改变对应的波束的指向方向。

可选地，作为一种可能的实现方式，如图4和图5所示，波束合成网络模块300包括：n个波束合成网络单元310。

每个波束合成网络单元310包括m个三级第一端T3A和1个三级第二端T3B，第x个波束合成网络单元310的m个三级第一端T3A与每个处理单元210的n个二级第二公共端T2B中的第x个二级第二公共端T2B一一对应且连接，第x个二级第二公共端T2B用于输出第x个二级中间极化信号，1≤x≤n，x为整数。

波束合成网络单元310用于将m组二级信号的每组二级信号中的第x个二级中间极化信号合成为一个波束，每组二级信号中的第x个二级中间极化信号对应的极化方式相同。

示例性的，如图4所示，假设n=2，当x=1时，第1个波束合成网络单元310的m个三级第一端T3A与m个处理单元210中每个处理单元210的第1个二级第二公共端T2B一一对应且连接；当x=2时，第2个波束合成网络单元310的m个三级第一端T3A与m个处理单元210中每个处理单元210的第2个二级第二公共端T2B一一对应且连接。

应理解，由于每组二级信号中的第x个二级中间极化信号对应的极化方式相同，由此，合成的波束与该多个二级中间极化信号对应的极化方式相同。

应理解，由于每组二级信号中的第x个二级中间极化信号的相位可以调整，由此，合成的波束的指向方向可以跟随二级中间极化信号的相位变化而变化。

可选地，作为一种可能的实现方式，图6示出了本申请实施例提供的一种处理单元210的结构示意图。

如图6所示，处理单元210包括：两个功分器211，两组调整器和n个合路器，一组调整器对应一个功分器211。

每个功分器211连接一个二级第一公共端T2A和n个二级第一分支端T2Aa，功分器211用于对一级信号进行功率分配，生成n个一级中间极化信号。

应理解，功分器211可以为一分二功分器、一分三功分器、一分N功分器等，N为大于或者等于2的整数，功分器211的类型具体可以根据需要进行设置，本申请实施例对此没有任何限制。

应理解，一级中间极化信号的个数n与功分器211的类型相匹配，例如，功分器211为一分二功分器，则对应可以生成2个一级中间极化信号。

其中，一级中间极化信号的极化方式与对应的一级信号的极化方式相同。

也就是说，一级信号对应的极化方式为垂直极化时，该一级信号进行功率分配后生成的n个一级中间极化信号的极化方式均为垂直极化；一级信号对应的极化方式为水平极化时，该一级信号进行功率分配后生成的n个一级中间极化信号的极化方式均为水平极化；一级信号对应的极化方式为左旋圆极化时，该一级信号进行功率分配后生成的n个一级中间极化信号的极化方式均为左旋圆极化；一级信号对应的极化方式为右旋圆极化时，该一级信号进行功率分配后生成的n个一级中间极化信号的极化方式均为右旋圆极化。

每组调整器包括n个调整器，每个调整器包括第一调整端T2Ca和第二调整端T2Cb，每组调整器中的n个调整器的第一调整端T2Ca与对应的功分器211的n个二级第一分支端T2Aa一一对应且连接，调整器用于对1个一级中间极化信号的相位和/或幅度进行调整。

示例性的，如图6所示，n=2，则每组调整器包括2个调整器，第1组调整器中的第1个调整器的第一调整端T2Ca与第1个功分器211的第1个二级第一分支端T2Aa对应且连接，第1组调整器中的第2个调整器的第一调整端T2Ca与第1个功分器211的第2个二级第一分支端T2Aa对应且连接。同理，第2组调整器中的第1个调整器的第一调整端T2Ca与第2个功分器211的第1个二级第一分支端T2Aa对应且连接，第2组调整器中的第2个调整器的第一调整端T2Ca与第2个功分器211的第2个二级第一分支端T2Aa对应且连接。由此，两组调整器可以对阵列天线单元110输出的两个一级信号功率分配成的4个一级中间极化信号的相位和/或幅度各自进行调整。

每个合路器213包括两个二级第二分支端T2Bb和一个二级第二公共端T2B，每个合路器213的两个二级第二分支端T2Bb与每组调整器中的第y个调整器的第二调整端T2Cb一一对应且连接，合路器213用于对不同组调整器调整后的两个一级中间极化信号进行功率合成，生成一个二级中间极化信号，1≤y≤n，y为整数。

示例性的，如图6所示，n=2，处理单元210包括2个合路器213，且每组调整器包括2个调整器，此时，1≤y≤2。当y=1时，则第1个合路器213的第1个二级第二分支端T2Bb与第一组调整器中的第1个调整器的第二调整端T2Cb对应且连接，第1个合路器213的第2个二级第二分支端T2Bb与第二组调整器中的第1个调整器的第二调整端T2Cb对应且连接。

当y=2时，则第2个合路器213的第1个二级第二分支端T2Bb与第一组调整器中的第2个调整器的第二调整端T2Cb对应且连接，第2个合路器213的第2个二级第二分支端T2Bb与第二组调整器中的第2个调整器的第二调整端T2Cb对应且连接。

应理解，由于每个调整器对一级中间极化信号的相位和/或幅度进行了调整，由此，合路器213可以合成对应任意一种极化方式的二级信号。基于此，每组调整器中的第y个调整器以及对应的合路器213共同组成了一个射频通道。

可选地，作为一种可能的实现方式，图7示出了另一种处理单元210的结构示意图。如图7所示，调整器包括：相连接的调相器2121和调幅器2122；控制信号包括第一控制信号K1和第二控制信号K2。

调相器2121连接第一调整端T2Ca，调幅器2122连接第二调整端T2Cb，调相器2121用于在不同的第一控制信号K1的控制下，调整一级中间极化信号的相位，调幅器2122用于在不同的第二控制信号K2的控制下，对调整相位后的一级中间极化信号的幅度进行调整；

或者，调幅器2122连接第一调整端T2Ca，调相器2121连接第二调整端T2Cb，调幅器2122用于在不同的第二控制信号K2的控制下，调整一级中间极化信号的幅度，调相器2121用于在不同的第一控制信号K1的控制下，对调整幅度后的一级中间极化信号的相位进行调整。

应理解，同时调整每组调整器中第y个调整器中的调相器2121，则可以调整对应合路器213合成的二级中间极化信号的相位，从而可以实现对二级中间极化信号对应的波束的指向方向的调整。

示例性的，如图7所示，同时调整第一组调整器包括的第1个调整器中的调相器2121和第二组调整器包括的第1个调整器中的调相器2121，则可以调整对应合路器213合成的二级中间极化信号的相位，从而可以实现对二级中间极化信号对应的波束一的指向方向的调整。

同时调整第一组调整器包括的第2个调整器中的调相器2121和第二组调整器包括的第2个调整器中的调相器2121，则可以调整对应合路器213合成的二级中间极化信号的相位，从而可以实现对二级中间极化信号对应的波束二的指向方向的调整。

应理解，控制调相器2121的第一控制信号K1和控制调幅器2122的第二控制信号K2可以相同，也可以不同。

应理解，调幅与调相的先后顺序对信号来说并无影响，因此，调相器2121与调幅器2122的连接顺序可以根据需要进行设置。如图7所示，例如，调相器2121的一端与第一调整端T2Ca连接，另一端与调幅器2122连接，调幅器2122还与第二调整端T2Cb连接，由此，功分器211输出的一级中间极化信号先输入调相器2121进行调相，再输入调幅器2122进行调幅。

可选地，作为一种可能的实现方式，图8示出了另一种处理单元210的结构示意图。如图8所示，处理单元210还包括：两个预处理子单元220，一个预处理子单元220包括：相连接的滤波器221和低噪声放大器222。

一个预处理子单元220连接于阵列天线单元110的一个一级第二端T1B和一个功分器211的二级第一公共端T2A之间。

针对一个预处理子单元220，滤波器221与一级第二端T1B连接，滤波器用于对一级信号进行滤波；低噪声放大器222与二级第一公共端T2A连接；低噪声放大器用于对滤波后的一级信号进行降噪和放大处理。

当相控阵天线作为发射相控阵天线时，一个预处理子单元220包括相连接的滤波器221和功率放大器。同时，原有的合路器变成了功分器，原有的功分器变成了合路器。

针对一个预处理子单元220，滤波器221与一级第二端T1B连接，功率放大器与二级第一公共端T2A连接，功率放大器将接收到的信号进行功率放大，滤波器221用于将功率放大的信号进行滤波生成一级信号，并发送给阵列天线单元110。

应理解，该相控阵天线还包括电源，该电源用于为相控阵天线中的调幅器2122、调相器2121等用电器件进行供电。

应理解，如图4~图8所示的处理单元210，可以由集成芯片制备而成，也可以由独立的电子元件分离搭建组成。

本申请实施例还提供一种通信装置，包括本申请实施例所述的相控阵天线。

该通信装置还可以包括其他传感器、控制器、上下变频器、调制解调器等，本申请实施例对此不进行任何限制。

本申请实施例提供的通信装置的有益效果与上述相控阵天线的有益效果相同，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种动中通设备，包括本申请实施例所述的通信装置。

本申请实施例提供的动中通设备的有益效果与上述相控阵天线的有益效果相同，在此不再赘述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种相控阵天线，其特征在于，所述相控阵天线应用于动中通设备，所述动中通设备与至少一个卫星通信连接，所述相控阵天线包括：相连接的天馈组件和控制电路；

所述控制电路，用于向所述天馈组件提供多个控制信号；

所述天馈组件，用于接收所述至少一个卫星发送的卫星信号，并在不同的控制信号的控制下，调整所述卫星信号形成的n个波束的指向方向和极化方式；

其中，n为大于或者等于2的整数，所述极化方式包括垂直极化、水平极化、左旋圆极化、右旋圆极化中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的相控阵天线，其特征在于，所述天馈组件包括：依次连接的天线模块、处理模块和波束合成网络模块；

所述天线模块，用于接收所述卫星信号，并将所述卫星信号分解成m对一级信号，一对一级信号包括第一初始极化信号和第二初始极化信号，其中，m为大于或等于2的整数，所述第一初始极化信号、所述第二初始极化信号分别对应的极化方式为水平极化和垂直极化，或者，所述第一初始极化信号、所述第二初始极化信号分别对应的极化方式为左旋圆极化和右旋圆极化；

所述处理模块，用于在不同的控制信号的控制下，将所述m对一级信号调整后生成m组二级信号，一组二级信号包括n个二级中间极化信号，所述n个二级中间极化信号对应的极化方式包括所述水平极化、所述垂直极化、所述左旋圆极化、所述右旋圆极化中的至少一种；

所述波束合成网络模块，用于将所述m组二级信号合成所述n个波束。

3.根据权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，所述天线模块包括：m个阵列天线单元，每个阵列天线单元包括两个一级第二端；

所述每个阵列天线单元用于接收所述卫星信号，将所述卫星信号分解成所述一对一级信号，并将所述一对一级信号中的所述第一初始极化信号和所述第二初始极化信号分别从所述两个一级第二端输出。

4.根据权利要求3所述的相控阵天线，其特征在于，所述处理模块包括：m个处理单元，所述m个处理单元与所述m个阵列天线单元一一对应；

所述处理单元包括两个二级第一公共端和n个二级第二公共端，所述处理单元的二级第一公共端与所述阵列天线单元的一级第二端一一对应且连接；

所述处理单元用于对所述阵列天线单元输出的所述第一初始极化信号、所述第二初始极化信号的相位和/或幅度分别进行调整，并根据所述第一初始极化信号和所述第二初始极化信号生成所述一组二级信号，并将所述一组二级信号从所述n个二级第二公共端输出，其中，每个二级第二公共端输出所述一组二级信号中的1个二级中间极化信号。

5.根据权利要求4所述的相控阵天线，其特征在于，所述波束合成网络模块包括：n个波束合成网络单元；

每个波束合成网络单元包括m个三级第一端和1个三级第二端，第x个波束合成网络单元的所述m个三级第一端与每个处理单元的所述n个二级第二公共端中的第x个二级第二公共端一一对应且连接，所述第x个二级第二公共端用于输出第x个二级中间极化信号，1≤x≤n，x为整数；

所述波束合成网络单元用于将所述m组二级信号的每组二级信号中的第x个二级中间极化信号合成为一个波束，所述每组二级信号中的第x个二级中间极化信号对应的极化方式相同。

6.根据权利要求4或5所述的相控阵天线，其特征在于，所述处理单元包括：两个功分器、两组调整器和n个合路器，一组调整器对应一个功分器；

每个功分器连接一个二级第一公共端和n个二级第一分支端，所述功分器用于对所述一级信号进行功率分配，生成n个一级中间极化信号，其中，所述一级中间极化信号的极化方式与对应的一级信号的极化方式相同；

每组调整器包括n个调整器，每个调整器包括第一调整端和第二调整端，所述每组调整器中的所述n个调整器的第一调整端与对应的功分器的所述n个二级第一分支端一一对应且连接，所述调整器用于对1个所述一级中间极化信号的相位和/或幅度进行调整；

每个合路器包括两个二级第二分支端和一个二级第二公共端，所述每个合路器的两个二级第二分支端与所述每组调整器中的第y个调整器的第二调整端一一对应且连接，所述合路器用于对不同组调整器调整后的两个所述一级中间极化信号进行功率合成，生成一个所述二级中间极化信号，1≤y≤n，y为整数。

7.根据权利要求6所述的相控阵天线，其特征在于，所述调整器包括：相连接的调相器和调幅器；所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；

所述调相器连接第一调整端，所述调幅器连接第二调整端，所述调相器用于在不同的第一控制信号的控制下，调整所述一级中间极化信号的相位，所述调幅器用于在不同的第二控制信号的控制下，对调整相位后的所述一级中间极化信号的幅度进行调整；或者，

所述调幅器连接第一调整端，所述调相器连接第二调整端，所述调幅器用于在不同的第二控制信号的控制下，调整所述一级中间极化信号的幅度，所述调相器用于在不同的第一控制信号的控制下，对调整幅度后的所述一级中间极化信号的相位进行调整。

8.根据权利要求7所述的相控阵天线，其特征在于，所述处理单元还包括：两个预处理子单元，一个预处理子单元包括：相连接的滤波器和低噪声放大器；

所述一个预处理子单元连接于所述阵列天线单元的一个所述一级第二端和一个所述功分器的所述二级第一公共端之间；

针对一个预处理子单元，所述滤波器与所述一级第二端连接，所述滤波器用于对所述一级信号进行滤波；

所述低噪声放大器与所述二级第一公共端连接；所述低噪声放大器用于对滤波后的所述一级信号进行降噪和放大处理。

9.一种通信装置，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的相控阵天线。

10.一种动中通设备，其特征在于，包括：如权利要求9所述的通信装置。

Images