CN113131994B - 一体化智能船载卫星通讯系统 - Google Patents

一体化智能船载卫星通讯系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113131994B
CN113131994B CN202110435153.9A CN202110435153A CN113131994B CN 113131994 B CN113131994 B CN 113131994B CN 202110435153 A CN202110435153 A CN 202110435153A CN 113131994 B CN113131994 B CN 113131994B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
antenna
module
data stream
subsystem
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110435153.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113131994A (zh
Inventor
王宇
方为
张喆仁
肖瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Xingkai Communication Equipment Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Xingkai Communication Equipment Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Xingkai Communication Equipment Co ltd filed Critical Shenzhen Xingkai Communication Equipment Co ltd
Priority to CN202110435153.9A priority Critical patent/CN113131994B/zh
Publication of CN113131994A publication Critical patent/CN113131994A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113131994B publication Critical patent/CN113131994B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851Systems using a satellite or space-based relay
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明公开一体化智能船载卫星通讯系统,该系统包括天线子系统和基带子系统;其中,天线子系统包括协议交互模块,天线子系统通过协议交互模块与基带子系统进行通信连接;天线子系统,用于对卫星发射的无线信号进行实时跟踪,实现无线信号的接收和发射,并将无线信号转换为数据流信号;基带子系统,用于对数据流信号进行接收和处理,并传输至外部设备和/或天线子系统。本发明通过在天线子系统中设有连接天线子系统和基带子系统的协议交互模块,将天线子系统和基带子系统高度集成在一个软件平台中,从而实现船载卫星通讯终端系统的一体化,使得该卫星通信系统具有高度安全性,并同时兼具可靠性和可验证性,提高我国在地面设备制造领域的竞争力。

Description

一体化智能船载卫星通讯系统
技术领域
本发明属于卫星通讯领域,尤其涉及一种一体化智能船载卫星通讯终端系统。
背景技术
全球卫星产业的宽带化发展趋势为我国打破全球卫星产业格局打开了机会窗口,其中,全球卫星通信市场分为卫星制造和发射、卫星服务运营和地面设备制造三大领域。我国经过多年的努力,在通信卫星制造和发射领域已经位于国际前列,但在卫星服务运营和地面设备制造上仍旧与发达国家仍有较大差距。
当前,全球卫星通信产业正面临从窄带向宽带演进的进程,其中在服务运营领域,国际主流的卫星通信运营商正在进行Ku/Ka频段的同步卫星移动通信宽带化和现代化改造;而在地面设备制造领域,当前产业发展的主要瓶颈问题是当前业界采用的广波束下海洋通信终端多采用“国产天线+国外调制解调器”的集成方式,该集成方式在信息安全可控、高通量演进、终端智能控制上存在严重的缺陷;该集成方式缺少详细完备的可靠性论证和设计,在系统长期使用上存在严重隐患。
因此,针对当前卫星通讯终端的不足,结合我司在Modem及天线两个层面的核心产权技术创新性的提出将基带系统与天线系统融合的一体化智能船载卫星通讯终端系统。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种一体化智能船载卫星通讯终端系统,旨在解决现有技术中海洋通信中采用“国产天线+国外调制解调器”的集成方式,该集成方式存在安全隐患和可靠性难验证等技术问题。
为实现上述目的,本发明提出一种一体化智能船载卫星通讯系统,所述船载卫星通讯系统包括天线子系统和基带子系统;其中,所述天线子系统包括协议交互模块,所述天线子系统通过所述协议交互模块与所述基带子系统进行通信连接;所述天线子系统,用于对卫星发射的无线信号进行实时跟踪,实现无线信号的接收和发射,并将所述无线信号转换为数据流信号;所述基带子系统,用于对所述数据流信号进行接收和处理,并传输至外部设备和/或所述天线子系统。
进一步的,所述天线子系统还包括射频链路及信号检测模块、天线寻星及伺服稳控模块;其中,所述射频链路及信号检测模块和所述天线寻星及稳控模块均与所述协议交互模块连接;所述射频链路及信号检测模块,用于将所述无线信号解调为所述数据流信号,实现对卫星发射的所述无线信号进行信号链路的分发、检测及馈电;所述天线寻星及伺服稳控模块,用于接收所述射频链路及信号检测模块分发的所述数据流信号,并对所述数据流信号进行分析,用于实现天线寻星、跟踪,使得天线实时对准卫星,保证通讯正常连接。
进一步的,所述射频链路及信号检测模块包括射频电路、功分电路、第一信标检测电路、链路切换电路以及馈电电路;其中,所述射频电路分别与所述功分电路和所述馈电电路电连接;所述第一信标检测电路分别与所述功分电路和所述链路切换电路电连接。
进一步的,所述射频链路及信号检测模块还包括低噪放电路,所述低噪放电路分别与所述射频电路和所述功分电路连接,用于对所述射频电路输出的有线信号进行降噪放大处理。
进一步的,所述射频电路包括天馈和双工器;其中,所述天馈与所述双工器双向连接,所述双工器分别与所述低噪放电路和所述馈电电路电连接;其中,所述双工器将数据流信号输出至所述低噪放电路,并接收所述馈电电路的数据流信号。
进一步的,所述天线寻星及伺服稳控模块包括主控电路、第二信标检测电路、角度反馈电路、姿态反馈电路以及电机驱动电路;其中,所述第二信标检测电路与所述第一信标检测电路连接,用于接收所述第一信标检测电路传输的数据流信号;所述主控电路分别与所述第二信标检测电路、所述角度反馈电路、所述姿态反馈电路以及所述电机驱动电路电连接;其中,所述第二信标检测电路、所述角度反馈电路、所述姿态反馈电路输出采集信号至所述主控电路,所述主控电路输出控制信号控制所述电机驱动电路进行转动。
进一步的,所述姿态反馈电路包括姿态反馈中心单元、载体姿态反馈单元、载体位置反馈单元以及卫星信息反馈单元;其中,所述载体姿态反馈单元、所述载体位置反馈单元以及所述卫星信息反馈单元分别与所述姿态反馈中心单元连接,所述姿态反馈中心单元与所述主控电路连接;所述载体姿态反馈单元,用于输出天线载体的姿态信息;所述载体位置反馈单元,用于输出天线载体的位置信息;所述卫星信息反馈单元,用于输出发射所述无线信号的卫星信息。
进一步的,所述角度反馈电路包括零位开关和增量式编码器;其中,所述增量式编码器与所述零位开关连接;所述零位开关为所述天线载体的坐标系零位基准,所述增量式编码器用于依据所述零位开关反馈所述天线载体的实际角度信息。
进一步的,所述电机驱动电路包括电机驱动芯片和电机;其中,所述电机驱动芯片和所述电机连接;所述电机驱动芯片电连接所述主控电路,用于依据所述主控电路输出的数据流信号控制所述电机进行转动。
进一步的,所述基带子系统包括调制解调模块和业务处理控制模块;其中,所述调制解调模块与所述天线子系统连接,用于对所述天线子系统输出的数据流信号进行接收和处理;所述业务处理控制模块与所述调制解调模块连接;用于对所述调制解调模块输出的数据流信号进行业务处理和信息控制。
相对于现有技术,本发明提出的技术方案中,通过在天线子系统中设有连接天线子系统和基带子系统的协议交互模块,将天线子系统和基带子系统高度集成在一个软件平台中,从而实现船载卫星通讯终端系统的一体化,使得该卫星通信系统具有高度安全性,并同时兼具可靠性和可验证性,提高我国在地面设备制造领域的竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,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发明的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一体化智能船载卫星通讯系统一实施例的结构示意图;
图2为图1中射频链路及信号检测模块的结构示意图;
图3为图1中天线寻星及伺服稳控模块的结构示意图;
图4A为天线载体姿态位置解算算法的步骤流程示意图;
图4B为卫星信息和载体姿态的指令角实时解算算法的步骤流程示意图;
图5为卫星信标信号强度实时解算算法的步骤流程示意图;
图6为电机实时控制算法的步骤流程示意图。
附图标号说明:
标号 名称 标号 名称
1 一体化智能船载卫星通讯系统 20 基带子系统
10 天线子系统 201 调制解调模块
101 协议交互模块 202 业务处理控制模块
100 射频链路及信号检测模块 200 天线寻星及伺服稳控模块
110 射频电路 210 主控电路
111 天馈 220 第二信标检测电路
112 双工器 230 角度反馈电路
120 功分电路 231 零位开关
130 第一信标检测电路 232 增量式编码器
140 链路切换电路 240 姿态反馈电路
141 链路切换 241 姿态反馈中心单元
142 链路控制信号 242 载体姿态反馈单元
150 馈电电路 243 载体位置反馈单元
151 上变频放大器 244 卫星信息反馈单元
152 馈电器 250 电机驱动电路
160 低噪放电路 251 电机驱动芯片
252 电机
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明,本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
另外,若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本申请要求的保护范围之内。
请,一并参阅图1至图3,图1为本发明一体化智能船载卫星通讯系统一实施例的结构示意图;图2为图1中射频链路及信号检测模块的结构示意图;图3为图1中天线寻星及伺服稳控模块的结构示意图。
如图1所示,本发明该一体化智能船载卫星通讯系统1主要应用在海洋通信或者传载通信中。该船载卫星通讯系统1包括天线子系统10和基带子系统20。
其中,天线子系统10包括协议交互模块101,天线子系统10通过协议交互模块101与基带子系统20进行通信连接;其中,天线子系统10,用于对卫星发射的无线信号进行实时跟踪,实现无线信号的接收和发射,并将无线信号转换为数据流信号;基带子系统20,用于对数据流信号进行接收和处理,并传输至外部设备和/或天线子系统10。同时,基带子系统20,还用于将外部设备的数据流信号进行接收和处理,通过协议交互模块101从而传输至天线子系统10。其中,对数据流信号的处理包括对对数据流信号的解调处理和对数据流信号的调制处理,依据不同的需求进行选择。
具体的,卫星信号属于无线信号的一种,天线子系统10实现对卫星发射的卫星信号进行实时跟踪,同时实现信号的收发,具体是指接收卫星发射的卫星信号以及发射无线信号用于卫星接收;基带子系统20是对接收到的卫星信号进行解调,同时对发送的信号进行调制;协议交互模块101是实现天线子系统10与基带子系统20之间的通信连接以及信息交互,以使天线子系统10更好的实现对卫星信号的跟踪及精准识别。
本实施例提出的一体化智能船载卫星通讯系统1中,通过在天线子系统10中设有连接天线子系统10和基带子系统20的协议交互模块101,将天线子系统10和基带子系统20高度集成在一个软件平台中,从而实现船载卫星通讯终端系统的一体化,使得该卫星通信系统1具有高度安全性,并同时兼具可靠性和可验证性,提高我国在地面设备制造领域的竞争力。
具体的,天线子系统10还包括射频链路及信号检测模块100、天线寻星及伺服稳控模块200。其中,射频链路及信号检测模块100和天线寻星及稳控模块200均与协议交互模块101通信连接。
射频链路及信号检测模块100,用于将无线信号解调为数据流信号,实现对卫星发射的无线信号进行信号链路的分发、检测及馈电;具体的,射频链路及信号检测模块100,用于实现卫星信号链路的分发、检测及馈电等功能。
天线寻星及伺服稳控模块200,用于接收射频链路及信号检测模块100分发的数据流信号,并对数据流信号进行分析,用于实现天线寻星、跟踪,使得天线实时对准卫星,保证通讯正常连接。
其中,基带子系统20包括调制解调模块201和业务处理控制模块202。调制解调模块201与天线子系统10连接,用于对天线子系统10输出的数据流信号进行接收和处理;业务处理控制模块202与调制解调模块201连接;用于对调制解调模块201输出的数据流信号进行业务处理和信息控制。
在具体应用中,调制解调模块201,用于实现对卫星信号的解调和调制,该模块的集成是整个卫星通讯系统1的重要突破,具体的,调制解调模块201主要涵盖了依次连接的中频信号处理电路、AD及DA转换电路、信号调制与解调电路、信道处理电路、频谱及载波优化电路、功率控制电路等常用通用技术模块,在此不做特殊限定。业务处理控制模块202,用于实现卫星通讯系统1的基带子系统中内部物理层、应用层等之间的交互及管理,具体可以为后台数据监控、网络管理等等子模块。
如图2所示,射频链路及信号检测模块100包括射频电路110、功分电路120、第一信标检测电路130、链路切换电路140以及馈电电路150。其中,射频电路110分别与功分电路120和馈电电路150电连接;第一信标检测电路130分别与功分电路120和链路切换电路140电连接。
射频链路及信号检测模块100还包括低噪放电路160,低噪放电路160分别与射频电路110和功分电路120连接,用于对射频电路110输出的有线信号进行降噪放大处理。
在具体应用中,射频电路110具体可以包括天馈111和双工器112;其中,天馈111与双工器112双向连接,双工器112分别与低噪放电路160和馈电电路150电连接;其中,双工器112将数据流信号输出至低噪放电路160,并接收馈电电路150的数据流信号。
在实际应用中,天馈111是指天线向周围空间辐射电磁波的系统,具体可以包括天线和馈线两个小类,在此不坐特殊限定,以适用海洋船载环境为条件进行选择。双工器112是异频双工电台,其作用是将发射和接收信号相隔离,保证接收和发射都能同时正常工作,它是由两组不同频率的带通滤波器组成,避免本机发射信号传输到接收机。因此需要双工器112与天馈111双向连接,一通道进行数据接收,另一通道进行数据发射。
低噪放电路160具体可以为低噪放器件,是一类比较特殊的电子放大器,主要用于通讯系统中将接收自天线的信号进行放大,以便于后级的电子设备处理;由于来自天线的信号一般都非常微弱,因此好的低噪放器件需要在放大信号的同时产生尽可能低的噪音以及失真。因此,低噪音器件一般情况下均位于非常靠近天线的部位,以减小信号通过传输线的损耗;低噪放电路160与双工器112的输出通道进行连接。
功分电路120具体可以为功分器,功分器是将从接收到的下变频后的信号耦合输出两路信号,其中一路作为调制解调用,另一路作为信标检测的信号源。因此,功分电路120连接在低噪放电路160的后面,将低噪放电路160输出的数据流耦合输出两路信号,其中一路输出至调制解调模块202用,另一路输出至第一信标检测电路130作为信号源。
第一信标检测电路130是根据设定卫星信标对信号强度进行解析,输出信号强度值(Received Signal Strength Indicator,简称RSSI)及自动增益控制值(AutomaticGain Control,简称AGC)。第一信标检测130将输出的RSSI值和AGC值至协议交互模块101以供分析和处理。
链路切换电路140可以具体分为链路切换141和链路控制信号142,链路切换电路140是由于卫星带宽资源的不同,由于工作频段不同,因此需要根据工作频段对链路进行控制切换,以匹配所用卫星宽带。其主要原理是根据LNB器件的工作特性通过对LNB的控制实现对不同频段的切换。因此,依据链路控制信号142的不同频段变化,链路切换141对链路进行控制切换。
馈电电路150具体可以分为上变频放大器151和馈电器152,其中,馈电器152是将DC电源通过射频线耦合输出至下变频放大器151,下变频放大器151将馈电器152输出的信号进行放大并传输至双工器112的输入通道,最后通过天馈111进行发射传输,完成通信连接。
如图3所示,天线寻星及伺服稳控模块200包括主控电路210、第二信标检测电路220、角度反馈电路230、姿态反馈电路240以及电机驱动电路250;其中,第二信标检测电路220与第一信标检测电路130连接,用于接收第一信标检测电路传输的数据流信号;主控电路210分别与第二信标检测电路220、角度反馈电路230、姿态反馈电路240以及电机驱动电路250电连接;其中,第二信标检测电路220、角度反馈电路230、姿态反馈电路240输出采集信号至主控电路210,主控电路210输出控制信号控制电机驱动电路250进行转动。
本实施例中,姿态反馈电路240包括姿态反馈中心单元241、载体姿态反馈单元242、载体位置反馈单元243以及卫星信息反馈单元244;其中,载体姿态反馈单元242、载体位置反馈单元243以及卫星信息反馈单元244分别与姿态反馈中心单元241连接,姿态反馈中心单元241与主控电路210连接;载体姿态反馈单元242,用于输出天线载体的姿态信息;载体位置反馈单元243,用于输出天线载体的位置信息;卫星信息反馈单元244,用于输出发射无线信号的卫星信息。
角度反馈电路230包括零位开关231和增量式编码器232;其中,增量式编码器232与零位开关231连接;零位开关231为天线载体的坐标系零位基准,增量式编码器232用于依据零位开关231反馈天线载体的实际角度信息。
电机驱动电路250包括电机驱动芯片251和电机252;其中,电机驱动芯片251和电机252连接;电机驱动芯片251电连接主控电路210,用于依据主控电路210输出的数据流信号控制电机252进行转动。
在具体应用中,姿态反馈电路240中的载体姿态反馈单元242是基于惯性测量单元实现对外部天线载体姿态的实时解析,输出天线载体三个轴向的实时姿态角。姿态反馈电路240中的载体位置反馈单元243是基于天线载体经纬度位置信息进行反馈,输出天线载体的经纬度位置信息。姿态反馈电路240中的卫星信息反馈单元244是基于天线载体接收到的卫星信号,发射该卫星信号的卫星相关信息,例如卫星的经纬度,卫星信号的频率以及卫星发射信号的极化方式等。其中,姿态反馈中心单元241分别单独与载体姿态反馈单元242、载体位置反馈单元243以及卫星信息反馈单元244进行连接,同时收集载体姿态反馈单元242、载体位置反馈单元243以及卫星信息反馈单元244三个单元反馈的信息进行计算,核算出天线载体对卫星的理论角度。
进一步的,角度反馈电路230包括零位开关231和增量式编码器232,其中,零位开关231是作为天线坐标系零位初始化的基准;增量式编码器232用于实现对天线实际角度的实时跟踪及反馈。角度反馈电路230是基于零位开关231、增量式编码器232来实现对天线实际角度的实时反馈。
进一步的,第二信标检测电路220是接收第一信标检测电路130传输的一路信号,根据设定卫星信标、载波信息对信号强度进行再次解析和确认,输出信号强度RSSI值及AGC值给主控电路210。
主控电路210分别单独与第二信标检测电路220、角度反馈电路230、姿态反馈电路240进行连接,同时收集第二信标检测电路220、角度反馈电路230、姿态反馈电路240三个电路输出的数据,通过PID控制和实时修正进行计算和分析,从而输出准确的信息给电机驱动电路250进行控制。电机驱动电路250包括电机驱动芯片251和电机252;电机驱动电路250是根据理论角度与实际角度之间的误差通过PID控制来驱动电机实时跟踪。
本实施例中,通过第二信标检测电路220与角度反馈电路230的融合,该卫星系统1的主要目标是保证天线载体实时时刻对准卫星,同时保证信号质量以实现信号的正常收发,实现通讯的实时链接。与此同时,我们还增加姿态反馈电路240,在姿态传感器进行运动补偿的基础上,融合卫星信标信号强度值反馈环实现对运动的实时修正补偿。
综上,本发明相对现有技术,有以下优点:
一、高度集成化一体化,将传统的分离式组件集成开发,基于独特的电路及电磁干扰设计,实现天线子系统与基带子系统的高度集成,真正实现卫星通讯终端系统的一体化;
二、智能化,基于信标检测、功率检测、环境检测及姿态检测等数据,融合相应的算法及后台监控实现对系统的实时监测、控制及预警;
三、高安全,纯粹的国产自研系统,采用严格的加密算法,保证通信的信息安全。对于更高级别的安全响应可采用私有协议,真正实现高度安全;
四、高可靠,通过集成化设计,将大量的内部器件模块化、芯片化、数字化,减少内部器件数量、优化内部链接形式,同时器件采取降额设计,大幅度提高器件的可靠性和性能。
本发明核心是将两个子系统集成在一个硬件架构中,同时融合同一软件平台。该一体化智能船载卫星通讯终端系统1具体实施方式如下:
一、硬件平台的搭建,如上述电路的组合
主芯片选取及基本环境搭建,根据系统性能要求,选取匹配的控制芯片及逻辑芯片搭配相应的外围电路实现硬件平台的基础搭建。
外围功能硬件搭建,外围功能硬件搭建主要包括电源供电模块、射频信号处理硬件模块、电机驱动硬件模块、调制解调硬件模块。其中电源模块根据系统需要进行电源芯片的选取及电路规划;射频信号处理模块主要是将Ku频段转换为中频,同时实现链路馈电、信号分路等;电机驱动硬件基于成熟的电机驱动芯片进行搭建;调制解调硬件模块基于传输速率要求选取数模转换、模数转换芯片实现收发链路的硬件搭建。
本次发明中硬件的核心是高频信号处理、中频信号处理、运动自动控制三大模块融合过程中的电磁干扰及串扰问题的处理。这部分采用模块化、腔体化、分层走线等方法来实现。
二、软件平台搭建
软件系统搭建,整体系统基于linux平台进行开发,通过实时操作系统实现多任务多线程的实时运行。该发明中软件系统为系统实现的关键组成,承担着系统运行、各模块间协调控制、逻辑状态切换、远程连接等功能。
智能稳控模块搭建:智能稳控模块,该模块基于组合导航算法、信标检测、寻星算法以及电机驱动等实现对卫星的实时跟踪,保证卫星信号波动在调制解调范围之内。因此该模块的具体实施包括载体姿态信息解算和指向角计算。
基于组合导航的载体姿态位置解算算法的实现,如图4A所示;
基于卫星信息和载体姿态的指令角实时解算算法的实现,如图4B所示;
卫星信标信号强度实时解算的实现,如图5所示;
射频信号检测模块基于高速数字采样及处理算法、多级滤波技术实现对信号的捕获及解调,同时通过带宽的调制实现信号的精准测量,具体流程如图5所示。
以上,基于指令角、当前角及信标反馈值的电机实时控制算法的实现,如图6所示。
基带系统模块:该模块基于平台化设计思想,融合系统支撑子系统、承载子系统、控制子系统、数据库子系统、业务控制子系统、调度控制子系统等组成。各子系统分别完成系统各模块功能的实现,各模块直接通过指定接口进行互联。
通过以上智能稳控模块和基带系统两个模块的整合及互通实现一体化智能船载卫星通讯终端系统的搭建与实施。参照上文描述,此处不再赘述具体步骤。
综上所述,本领域技术人员容易理解,本发明提出的技术方案中,通过在天线子系统中设有连接天线子系统和基带子系统的协议交互模块,将天线子系统和基带子系统高度集成在一个软件平台中,从而实现船载卫星通讯终端系统的一体化,使得该卫星通信系统具有高度安全性,并同时兼具可靠性和可验证性,提高我国在地面设备制造领域的竞争力。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明实施例的专利范围,凡是在本发明实施例的发明构思下,利用本发明实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明实施例的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种一体化智能船载卫星通讯系统,其特征在于,所述船载卫星通讯系统包括天线子系统和基带子系统;其中,
所述天线子系统包括协议交互模块,所述天线子系统通过所述协议交互模块与所述基带子系统进行通信连接;
所述天线子系统,用于对卫星发射的无线信号进行实时跟踪,实现无线信号的接收和发射,并将所述无线信号转换为数据流信号;
所述基带子系统,用于对所述数据流信号进行接收和处理,并传输至外部设备和/或所述天线子系统;
所述天线子系统还包括射频链路及信号检测模块、天线寻星及伺服稳控模块;其中,
所述射频链路及信号检测模块和所述天线寻星及稳控模块均与所述协议交互模块连接;
所述射频链路及信号检测模块,用于将所述无线信号解调为所述数据流信号,实现对卫星发射的所述无线信号进行信号链路的分发、检测及馈电;
所述天线寻星及伺服稳控模块,用于接收所述射频链路及信号检测模块分发的所述数据流信号,并对所述数据流信号进行分析,用于实现天线寻星、跟踪,使得天线实时对准卫星,保证通讯正常连接。
2.如权利要求1所述的船载卫星通讯系统,其特征在于,所述射频链路及信号检测模块包括射频电路、功分电路、第一信标检测电路、链路切换电路以及馈电电路;其中,
所述射频电路分别与所述功分电路和所述馈电电路电连接;
所述第一信标检测电路分别与所述功分电路和所述链路切换电路电连接。
3.如权利要求2所述的船载卫星通讯系统,其特征在于,所述射频链路及信号检测模块还包括低噪放电路,所述低噪放电路分别与所述射频电路和所述功分电路连接,用于对所述射频电路输出的有线信号进行降噪放大处理。
4.如权利要求3所述的船载卫星通讯系统,其特征在于,所述射频电路包括天馈和双工器;其中,所述天馈与所述双工器双向连接,所述双工器分别与所述低噪放电路和所述馈电电路电连接;其中,所述双工器将数据流信号输出至所述低噪放电路,并接收所述馈电电路的数据流信号。
5.如权利要求4所述的船载卫星通讯系统,其特征在于,所述天线寻星及伺服稳控模块包括主控电路、第二信标检测电路、角度反馈电路、姿态反馈电路以及电机驱动电路;其中,
所述第二信标检测电路与所述第一信标检测电路连接,用于接收所述第一信标检测电路传输的数据流信号;
所述主控电路分别与所述第二信标检测电路、所述角度反馈电路、所述姿态反馈电路以及所述电机驱动电路电连接;其中,所述第二信标检测电路、所述角度反馈电路、所述姿态反馈电路输出采集信号至所述主控电路,所述主控电路输出控制信号控制所述电机驱动电路进行转动。
6.如权利要求5所述的船载卫星通讯系统,其特征在于,所述姿态反馈电路包括姿态反馈中心单元、载体姿态反馈单元、载体位置反馈单元以及卫星信息反馈单元;其中,
所述载体姿态反馈单元、所述载体位置反馈单元以及所述卫星信息反馈单元分别与所述姿态反馈中心单元连接,所述姿态反馈中心单元与所述主控电路连接;
所述载体姿态反馈单元,用于输出天线载体的姿态信息;
所述载体位置反馈单元,用于输出天线载体的位置信息;
所述卫星信息反馈单元,用于输出发射所述无线信号的卫星信息。
7.如权利要求6所述的船载卫星通讯系统,其特征在于,所述角度反馈电路包括零位开关和增量式编码器;其中,所述增量式编码器与所述零位开关连接;所述零位开关为所述天线载体的坐标系零位基准,所述增量式编码器用于依据所述零位开关反馈所述天线载体的实际角度信息。
8.如权利要求7所述的船载卫星通讯系统,其特征在于,所述电机驱动电路包括电机驱动芯片和电机;其中,所述电机驱动芯片和所述电机连接;所述电机驱动芯片电连接所述主控电路,用于依据所述主控电路输出的数据流信号控制所述电机进行转动。
9.如权利要求1-8任一所述的船载卫星通讯系统,其特征在于,所述基带子系统包括调制解调模块和业务处理控制模块;其中,
所述调制解调模块与所述天线子系统连接,用于对所述天线子系统输出的数据流信号进行接收和处理;
所述业务处理控制模块与所述调制解调模块连接;用于对所述调制解调模块输出的数据流信号进行业务处理和信息控制。
CN202110435153.9A 2021-04-22 2021-04-22 一体化智能船载卫星通讯系统 Active CN113131994B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110435153.9A CN113131994B (zh) 2021-04-22 2021-04-22 一体化智能船载卫星通讯系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110435153.9A CN113131994B (zh) 2021-04-22 2021-04-22 一体化智能船载卫星通讯系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113131994A CN113131994A (zh) 2021-07-16
CN113131994B true CN113131994B (zh) 2023-07-21

Family

ID=76778948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110435153.9A Active CN113131994B (zh) 2021-04-22 2021-04-22 一体化智能船载卫星通讯系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113131994B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114430507B (zh) * 2021-12-27 2024-02-23 亚太卫星宽带通信(深圳)有限公司 一种卫星间链路基带收发器
CN114142916B (zh) * 2021-12-31 2024-05-14 深圳市星楷通讯设备有限公司 一种适用于卫星信号的识别确认系统及方法
CN114814736A (zh) * 2022-04-26 2022-07-29 中国科学院声学研究所南海研究站 一种多脉冲雷达扫频信号生成与回波采集系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101800358A (zh) * 2010-04-03 2010-08-11 浙江中星光电子科技有限公司 船载卫星天线控制系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101944945B (zh) * 2010-09-27 2013-07-17 交通信息通信技术研究发展中心 船载移动基站及基于船载移动基站的移动通信系统
CN102412436A (zh) * 2011-07-13 2012-04-11 北京爱科迪信息通讯技术有限公司 一种船载卫星天线系统及其控制方法
CN102937815B (zh) * 2012-11-22 2016-01-27 福州大学 一种船载卫星天线自动控制装置
CN208690480U (zh) * 2018-06-05 2019-04-02 上海航天卫星应用有限公司 一种船载卫星通信终端天线系统及通信终端

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101800358A (zh) * 2010-04-03 2010-08-11 浙江中星光电子科技有限公司 船载卫星天线控制系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于北斗海事卫星船载终端的设计与应用;丁祥;;互联网天地(09);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113131994A (zh) 2021-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113131994B (zh) 一体化智能船载卫星通讯系统
AU2008201459B2 (en) Integrated distance measuring equipment and transponder system and method
WO2020088100A1 (zh) 一种增强移动通信基站空天覆盖能力的系统及方法
US20060141954A1 (en) Slice based architecture for a multifunction radio
CN105704846B (zh) 一种随动跟踪wifi传输装置及其控制方法
CN111509404B (zh) 用于卫星广播数据接收与风廓线测量的多功能相控阵天线
CN208255424U (zh) 一种低空无人机被动探测定位系统
JP3682862B2 (ja) 移動無線通信装置
CN109659666B (zh) 智能天线
AU2019386760B2 (en) RTK base station apparatus and signal interaction system and method
CN102508237A (zh) 一种角跟踪系统
KR20180059274A (ko) Tdma 기반의 무선통신시스템에서 송수신 성능을 향상시키기 위한 빔포밍 안테나의 제어 방법 및 이를 수행하는 무선통신장치
CN106301532A (zh) 一种基于嵌入式的无人机测控数据链路系统
CN110149121B (zh) 一种可调超宽带零中频收发机射频模拟前端
CN208384102U (zh) 一种应用于黑匣子的北斗信标设备
CN107395245B (zh) 一种射电天文和业余无线电通信两用科普系统
CN216646824U (zh) 机载北斗双天线指挥型用户机
CN115865116A (zh) 一种国产无人装备综合通导一体化系统及设备
CN108123735A (zh) 一种用于抵抗高频线缆损耗的移动终端设备
CN111510195B (zh) 天基搜救收发终端
CN113572541B (zh) 一种卫星数传系统无线信号高可靠测试方法
Liu et al. Automatic UAV Relay Communication System Based on Microwave Directional Antenna
CN108616304B (zh) 一种车载多路由组网对流层散射通信系统
CN115720110A (zh) 一种卫星通信系统和通信方法
CN117938191A (zh) 一种机载用l+s频段融合遥测收发系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant