CN113708041A - 一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法 - Google Patents

一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113708041A
CN113708041A CN202111003657.XA CN202111003657A CN113708041A CN 113708041 A CN113708041 A CN 113708041A CN 202111003657 A CN202111003657 A CN 202111003657A CN 113708041 A CN113708041 A CN 113708041A
Authority
CN
China
Prior art keywords
array antenna
band
antenna
satellite communication
dual
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.)
Pending
Application number
CN202111003657.XA
Other languages
English (en)
Inventor
邹鑫
张舟
白军
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.)
Chongqing Liangjiang Satellite Mobile Communication Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Liangjiang Satellite Mobile Communication 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 Chongqing Liangjiang Satellite Mobile Communication Co Ltd filed Critical Chongqing Liangjiang Satellite Mobile Communication Co Ltd
Priority to CN202111003657.XA priority Critical patent/CN113708041A/zh
Publication of CN113708041A publication Critical patent/CN113708041A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/125—Means for positioning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明公开了一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法。本发明将Ku阵列天线和Ka阵列天线分别安装在一个共用天线底座的两个面，并通过伺服系统控制共用天线底座的翻转和倾角控制。同时，Ku/Ka阵列天线均设计为标准L频段中频输入输出，并配合基带单元的选通切换开关模块，实现了共用基带单元，以兼容Ku和Ka频段和不同模式的应用。

Description

一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法
技术领域
本发明涉及卫星通信终端领域，具体涉及一种卫星通信双频阵列天线终端。
背景技术
当前，卫星通信蓬勃发展，高轨、低轨、导航等卫星应用场景越来越丰富。与此同时，卫星通信的主流频段主要为S、C、Ku和Ka频段，而宽带通信主要集中在Ku和Ka频段。以前部署的宽带通信卫星大多为Ku频段，由于Ku频段资源趋紧饱和，后续的通信卫星尤其是当前热门的低轨通信卫星，主要的频段资源为Ka频段。
由于后续系统和前期系统的不兼容，目前为了支持Ku频段或者Ka频段的卫星通讯，通常采用单个阵列天线来单独，在同时设置两个频段的通讯时，需要采用两套伺服机构和基带单元来进行独立的控制，在进行Ku频段卫星与Ka频段卫星之间的切换时，需要经过复杂的切换，浪费时间、操作复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提出一种兼容Ku频段和Ka频段的卫星通信双频阵列天线终端，解决了Ku频段卫星通信和Ka频段卫星通信兼容的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种卫星通信双频阵列天线终端，如图1所示，包括：Ku阵列天线，Ka阵列天线，共用天线底座，伺服机构和基带单元；所述Ku阵列天线安装于共用天线底座的一面，并将中频输入和中频输出通过射频电缆连接到基带单元；所述Ka阵列天线安装到共用天线底座的另一面，并将中频输入和中频输出通过射频电缆连接到基带单元；所述共用天线底座安装到伺服机构上。
一种卫星通信双频阵列天线工作频段切换方法，应用于一种卫星通信双频阵列天线终端，包括：
S1：接收到工作频段转换指令；
S2：当需要工作于Ku频段时，所述的伺服机构将安装有Ku阵列天线的面翻转朝上；当需要工作于Ka频段时，所述的伺服机构将安装有Ka阵列天线的面翻转朝上；
S3：调整共用天线底座的倾角实现Ku阵列天线或Ka阵列天线与卫星的粗对准；
S4：Ku阵列天线或Ka阵列天线通过波束扫描实现对卫星的精确跟踪；
S5：选通切换开关模块切换基带处理模块的工作频段；
S6：Ku阵列天线或Ka阵列天线正常工作。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.本发明通过一套伺服机构对共用天线底座进行面翻转和倾角控制，实现了对Ku/Ka不同频段阵列天线的切换和卫星的粗对准，减小了天线体积，简化了系统复杂程度；
2.本发明通过基带单元中的选通切换开关模块，实现基带处理模块与Ku阵列天线和Ka阵列天线之间的选通连接，实现了共用基带单元，能够兼容多种通信模式，简化了系统复杂程度，缩小了体积和功耗；
3.本发明基带单元中的基带处理模块采用高速射频采样基带处理模块，既能够满足最大处理带宽800MHz的大带宽通信的要求，也能够适应Ka/Ku频段的窄带应用，甚至可以在没有信标机的情况下对信标信号进行处理，兼容多种通信模式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种卫星通信双频阵列天线终端的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种卫星通信双频阵列天线终端的电路连接示意图；
图3为本发明实施例提供的一种卫星通信双频阵列天线工作频段切换方法流程图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-天线罩，2-Ku阵列天线，3-共用天线底座，4-Ka阵列天线，5-伺服机构，6-机箱，7-基带单元，8-射频线缆，9-选通切换开关模块，10-基带处理模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明实施例提供了一种卫星通信双频阵列天线终端，包括天线罩1，Ku阵列天线2，共用天线底座3，Ka阵列天线4，伺服机构5，机箱6和基带单元7；所述Ku阵列天线2安装于共用天线底座3的一面，Ku阵列天线2所包括的一个或多个天线单元具备Ku频段到L频段中频上下变频的能力，并将Ku阵列天线2的中频输入和中频输出连接到基带单元7。所述Ka阵列天线4安装到共用天线底座3的另一面，Ka阵列天线4所包括的一个或多个天线单元具备Ka频段到L频段中频上下变频的能力，并将Ka阵列天线4的中频输入和中频输出连接到基带单元7；所述基带单元7包括选通切换开关模块9和基带处理模块10，选通切换开关模块9用以实现基带处理模块10和Ku阵列天线2或Ka阵列天线4之间的选通连接。所述基带单元7安装于机箱6内部，通过射频线缆8分别连接到Ku阵列天线2和Ka阵列天线4。所述共用天线底座3安装于伺服机构5上，由伺服机构5控制共用天线底座3，以实现面翻转及倾角控制。
本发明实施例提供了一种卫星通信双频阵列天线工作频段切换方法，应用于一种卫星通信双频阵列天线终端，包括：
当终端工作于Ku频段时，伺服机构5将Ku阵列天线2面翻转朝上，调整倾角实现粗对准卫星，Ku阵列天线2再进行波束扫描实现对卫星的精确跟踪。基带单元7中的选通切换开关模块9切换至Ku阵列天线2的中频，基带处理模块10对Ku频段变频后的L频段中频信号进行信号处理。终端实现Ku频段的通信。
当终端工作于Ka频段时，伺服机构5将Ka阵列天线2面翻转朝上，调整倾角实现粗对准卫星，Ka阵列天线2再进行波束扫描实现对卫星的精确跟踪。基带单元7中的选通切换开关模块9切换至Ka阵列天线4的中频，基带处理单元10对Ka频段变频后的L频段中频信号进行信号处理。终端实现Ka频段的通信。
本领域普通技术人员可以理解实现上述事实和方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，涉及的程序或者所述的程序可以存储于一计算机所可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：此时引出相应的方法步骤，所述的存储介质可以是ROM/RAM、磁碟、光盘等等
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种卫星通信双频阵列天线终端，其特征在于，包括：Ku阵列天线，Ka阵列天线，共用天线底座，伺服机构，基带单元；所述Ku阵列天线安装于共用天线底座的一面，并与基带信号处理单元连接；所述Ka阵列天线安装于共用天线底座的另一面，并与基带单元连接；所述共用天线底座安装到伺服机构上；所述基带单元包括选通切换开关模块和基带处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种卫星通信双频阵列天线终端，其特征在于，所述的Ku阵列天线包括一个或多个天线单元，用于实现Ku频段到L频段中频上下变频。
3.根据权利要求1所述的一种卫星通信双频阵列天线终端，其特征在于，所述的Ka阵列天线包括一个或多个天线单元，用于实现Ka频段到L频段中频上下变频。
4.根据权利要求1所述的一种卫星通信双频阵列天线终端，其特征在于，所述的基带单元中的选通切换开关模块，用于基带信号处理单元与Ku阵列天线和Ka阵列天线之间的选通连接。
5.根据权利要求1所述的一种卫星通信双频阵列天线终端，其特征在于，所述的基带单元中的基带处理模块为高速射频采样基带处理模块。
6.根据权利要求1所述的一种卫星通信双频阵列天线终端，其特征在于，所述的基带单元安装在机箱中。
7.根据权利要求1所述的一种卫星通信双频阵列天线终端，其特征在于，所述的伺服机构为一维伺服机构。
8.一种卫星通信双频阵列天线工作频段切换方法，应用于权利要求1-7所述的任意一种卫星通信双频阵列天线终端，其特征在于，包括：
S1：接收到工作频段转换指令；
S2：根据工作频段切换工作天线；
S3：调整共用天线底座的倾角实现卫星的粗对准；
S4：Ku阵列天线或Ka阵列天线通过波束扫描实现对卫星的精确跟踪；
S5：选通切换开关切换基带处理模块的工作频段；
S6：Ku阵列天线或Ka阵列天线正常工作。
9.根据权利要求8所述的一种卫星通信双频阵列天线工作频段切换方法，其特征在于，所述的S2具体包括：当需要工作于Ku频段时，所述的伺服机构将安装有Ku阵列天线的面翻转朝上；当需要工作于Ka频段时，所述的伺服机构将安装有Ka阵列天线的面翻转朝上。
CN202111003657.XA 2021-08-30 2021-08-30 一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法 Pending CN113708041A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111003657.XA CN113708041A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111003657.XA CN113708041A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113708041A true CN113708041A (zh) 2021-11-26

Family

ID=78656714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111003657.XA Pending CN113708041A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113708041A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115657085A (zh) * 2022-09-21 2023-01-31 北京跟踪与通信技术研究所 多通道抗干扰装置及信号处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105470649A (zh) * 2015-12-21 2016-04-06 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种Ku/Ka双频段分时复用馈源网络
CN105826660A (zh) * 2016-06-06 2016-08-03 南京濠暻通讯科技有限公司 一种双频动中通卫星接收天线系统
CN107707295A (zh) * 2017-09-28 2018-02-16 中电科航空电子有限公司 一种双模双频段的机载卫星通信系统
CN209232944U (zh) * 2018-10-30 2019-08-09 苏州科可瑞尔航空技术有限公司 一种片式双频机载卫星通信天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105470649A (zh) * 2015-12-21 2016-04-06 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种Ku/Ka双频段分时复用馈源网络
CN105826660A (zh) * 2016-06-06 2016-08-03 南京濠暻通讯科技有限公司 一种双频动中通卫星接收天线系统
CN107707295A (zh) * 2017-09-28 2018-02-16 中电科航空电子有限公司 一种双模双频段的机载卫星通信系统
CN209232944U (zh) * 2018-10-30 2019-08-09 苏州科可瑞尔航空技术有限公司 一种片式双频机载卫星通信天线

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115657085A (zh) * 2022-09-21 2023-01-31 北京跟踪与通信技术研究所 多通道抗干扰装置及信号处理方法
CN115657085B (zh) * 2022-09-21 2024-04-16 北京跟踪与通信技术研究所 多通道抗干扰装置及信号处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10116061B2 (en) Beam steerable communication apparatus
US8462753B2 (en) Low profile mobile tri-band antenna system
CN105449362B (zh) 一种双星双波束s频段卫星通信相控阵天线
CN111478726B (zh) 一种用于小型通信卫星的通信系统
CN106252887A (zh) 一种卫星通信收发组件及两维有源相控阵天线
US20080258986A1 (en) Antenna array for a hi/lo antenna beam pattern and method of utilization
CN104682017A (zh) 一种多波束相控阵卫星通信阵列天线及方向性控制系统
CN111834746B (zh) 一种双极化射频前端系统
US6456257B1 (en) System and method for switching between different antenna patterns to satisfy antenna gain requirements over a desired coverage angle
WO2007064094A1 (en) Low profile mobile tri-band antenna system
CN105826660A (zh) 一种双频动中通卫星接收天线系统
Jung et al. Novel antenna system design for satellite mobile multimedia service
CN113708041A (zh) 一种卫星通信双频阵列天线终端及工作频段切换方法
CN110535488A (zh) 一种基于方向固定的方向性天线的毫米波通信系统
US20230361888A1 (en) Calibration circuit for calibrating phases and gains between channels in multi-channel beamforming system, multi-channel beamforming system including the same and channel calibration method using the same
CN107615585A (zh) 一种相控阵芯片、相控阵波束扫描方法和装置
CN111224701B (zh) 波束成形装置、控制波束成形的方法、装置及设备
Baggen et al. Design considerations for compact mobile Ku-band satellite terminals
Karmakar et al. A beam-forming network for a circular switched-beam phased array antenna
Bialkowski et al. A two-ring circular phased-array antenna for mobile satellite communications
Abdel-Wahab et al. Affordable large scale active-phased array antenna for Ka-band mobile SATCOM applications
WO2021003030A1 (en) Antenna feed networks and related antennas and methods
CN115378444B (zh) 射频系统和通信设备
CN114039218A (zh) 一种基于四通道四波束t/r芯片的多轨合一卫通相控阵系统
CN113438007B (zh) 卫星通信方法、装置、系统和存储介质

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