CN115037348A - 一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，包括：Ku和Ka转换单元，包括功率调节模块，调节接收的信号；第一变频模块，处理接收的信号；功率检测模块，对中频信号进行功率检测并将功率值输送至控制模块；中频模块，对中频信号进行增益调节；第二变频模块，将调节后的中频信号变换同轴导波系统的信号；合成模块，将同轴导波系统的信号、信标模块产生的信标信号以及噪声模块产生的噪声信号合成；转发器还包括印刷阵子接收天线，将空间电磁波转换同轴导波系统的信号并发送至相应的转换单元；印刷阵子发射天线，将接收的同轴导波系统的信号转换为空间电磁波信号辐射出去；控制模块，处理接收的控制和查询指令并发送给相应的转换单元。

Description

一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器
技术领域
本发明属于卫星通信技术领域，更具体地，涉及一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器。
背景技术
在卫星通讯领域，卫星地球站在日常的设备维护、系统测试、信号监测中，为了减少成本，减少对卫星转发器寿命的影响，通常使用模拟卫星转发器代替真实卫星转发器。
卫星通信装备配发部队以后，需要进行卫星通信设备的日常训练，但由于卫星资源紧张，无法满足部队开展高强度、多任务的通信训练工作。另外，现有的转发器是通过通过喇叭型天线，体积大不易安装。
因此，亟待需要提供一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，解决卫星资源紧张，无法满足部队开展高强度、多任务的通信训练工作以及现有的转发器体积大不易安装的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，至少用以解决卫星资源紧张，无法满足部队开展高强度、多任务的通信训练工作以及现有的转发器体积大不易安装的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，包括：
Ku转换单元，所述Ku转换单元用于对接收的同轴导波系统的信号进行转换并通过印刷阵子发射天线输出；
Ka转换单元，所述Ka转换单元用于对接收的同轴导波系统的信号进行转换并通过印刷阵子发射天线输出；
所述Ku转换单元和Ka转换单元均包括：
功率调节模块，用于对接收的同轴导波系统的信号的功率进行调节；
第一变频模块，将功率调节后的同轴导波系统的信号进行频率变换和滤波处理，输出中频信号；
功率检测模块，对所述第一变频模块输出的中频信号进行功率检测并将获取的功率值输送至控制模块；
中频模块，所述中频模块与所述第一变频模块连接，用于对第一变频模块输入的中频信号以及控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节；
第二变频模块，将增益调节后的中频信号变换为同轴导波系统的信号；
信标模块，用于产生信标信号并将所述信标信号发送至合成模块；
噪声加载模块，所述噪声加载模块包括噪声源和噪声通道，通过所述噪声源和所述噪声通道产生噪声信号；
合成模块，将所述第二变频模块产生的同轴导波系统的信号、所述信标模块产生的信标信号以及所述噪声加载模块产生的噪声信号进行合成并通过印刷阵子发射天线输出；
转发器还包括：
印刷阵子接收天线，所述印刷阵子接收天线分别与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用以将空间电磁波转换为同轴导波系统的信号并发送至相应的Ku转换单元和Ka转换单元；
印刷阵子发射天线，所述印刷阵子接收天线分别与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用以将接收的同轴导波系统的信号转换为空间电磁波信号辐射出去；
控制模块，所述控制模块与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用于处理接收到的控制和查询指令并发送给相应的Ku转换单元和Ka转换单元。
可选地，所述印刷阵子发射天线将接收的同轴导波系统的信号转换为空间电磁波辐射出去，并通过控制天线电气性能，使辐射出去的空间电磁波按照预定区域进行传播；
所述印刷阵子接收天线通过控制天线的电气性能，接收预定区域内的空间电磁波，并降空间电磁波转换为同轴导波系统的信号，发送至相应的Ku转换单元和Ka转换单元。
可选地，转发器还包括：
WIFI模块，所述WIFI模块与终端设备连接，用于接收所述终端设备的控制指令和查询指令并将其接收到的指令发送至所述控制模块。
可选地，转发器还包括：
电源模块，所述电源模块主要是将外部输入的电源进行处理，并将处理后的电源发送至所述转发器。
可选地，所述电源为双电源。
可选地，所述功率调节模块主要用于对接收的同轴导波系统的信号的功率进行调节，具体包括：对功率较大的信号进行衰减，对功率较小的信号进行放大。
可选地，所述中频模块用于对第一变频模块输入的中频信号以及控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节具体包括：
对第一变频模块输入的中频信号进行放大以及对中频信号进行滤波处理，滤除杂散信号和第一变频模块的本振泄露信号以及将功率检测模块获取的功率值通过控制模块进行处理并根据控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节。
可选地，所述第二变频模块具体包括：
对增益调节后的中频信号进行频率变换和滤波处理，将所述中频信号变换为同轴导波系统的信号。
可选地，所述噪声源用于产生窄带和全带宽两种噪声信号；所述噪声通道是对噪声源产生的噪声信号进行放大和衰减以及滤除带外杂散信号。
可选地，所述合成模块将所述同轴导波系统的信号、信标信号以及噪声信号进行合成之后且并通过印刷阵子发射天线输出之前还包括：对合成信号进行滤波以及放大处理。
本发明的有益效果在于：
本发明无线Ku/Ka具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器是在无线Ka、Ku频段模拟转发器的基础上，通过增加功率调节模块、变频模块、合成模块、噪声加载模块以及控制模块实现了Ku/Ka模拟转发器的噪声加载；而增加噪声加载功能，通过内部的合成模块，将噪声加载到发射链路上，并通过调整噪声输出功率改变模拟转发器的输出信号信噪比，来模拟自由空间损耗和雨衰，解决了卫星资源紧张，无法满足部队开展高强度、多任务的通信训练工作；另外，本发明通过印刷阵子天线收发信号，印刷阵子天线体积小、重量轻，易于安装。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明实施例1的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器的结构示意图。
图2示出了本发明实施例1的印刷阵子接收天线和发射天线连接关系的结构示意图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1
参考图1和图2，示出了一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器的结构示意图。
如图1和图2所示，一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，包括：
Ku转换单元，所述Ku转换单元用于对接收的同轴导波系统的信号进行转换并通过印刷阵子发射天线输出；
Ka转换单元，所述Ka转换单元用于对接收的同轴导波系统的信号进行转换并通过印刷阵子发射天线输出；
所述Ku转换单元和Ka转换单元均包括：
功率调节模块，用于对接收的同轴导波系统的信号的功率进行调节；
第一变频模块，将功率调节后的同轴导波系统的信号进行频率变换和滤波处理，输出中频信号；
功率检测模块，对所述第一变频模块输出的中频信号进行功率检测并将获取的功率值输送至控制模块；
中频模块，所述中频模块与所述第一变频模块连接，用于对第一变频模块输入的中频信号以及控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节；
第二变频模块，将增益调节后的中频信号变换为同轴导波系统的信号；
信标模块，用于产生信标信号并将所述信标信号发送至合成模块；
噪声加载模块，所述噪声加载模块包括噪声源和噪声通道，通过所述噪声源和所述噪声通道产生噪声信号；
合成模块，将所述第二变频模块产生的同轴导波系统的信号、所述信标模块产生的信标信号以及所述噪声加载模块产生的噪声信号进行合成并通过印刷阵子发射天线输出；
转发器还包括：
印刷阵子接收天线，所述印刷阵子接收天线分别与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用以将空间电磁波转换为同轴导波系统的信号并发送至相应的Ku转换单元和Ka转换单元；
印刷阵子发射天线，所述印刷阵子接收天线分别与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用以将接收的同轴导波系统的信号转换为空间电磁波信号辐射出去；
控制模块，所述控制模块与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用于处理接收到的控制和查询指令并发送给相应的Ku转换单元和Ka转换单元。
具体地，所述印刷阵子发射天线将接收的同轴导波系统的信号转换为空间电磁波辐射出去，并通过控制天线电气性能，使辐射出去的空间电磁波按照预定区域进行传播；
所述印刷阵子接收天线通过控制天线的电气性能，接收预定区域内的空间电磁波，并降空间电磁波转换为同轴导波系统的信号，发送至相应的Ku转换单元和Ka转换单元。
印刷阵子天线当发射使用时，天线将同轴导波系统的信号转换为空间电磁波，并通过控制天线电气性能，使空间辐射出的电磁波按照照射范围所传播。
印刷阵子天线当接收使用时，通过控制天线的电气性能，对一定角度区域内的电磁波进行接收，将空间电磁波转换为同轴导波系统的信号，连接至接收设备。
具体地，所述功率调节模块主要用于对接收的同轴导波系统的信号的功率进行调节，具体包括：对功率较大的信号进行衰减，对功率较小的信号进行放大。
具体地，所述中频模块用于对第一变频模块输入的中频信号以及控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节具体包括：
对第一变频模块输入的中频信号进行放大以及对中频信号进行滤波处理，滤除杂散信号和第一变频模块的本振泄露信号以及将功率检测模块获取的功率值通过控制模块进行处理并根据控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节。
所述第二变频模块具体包括：
对增益调节后的中频信号进行频率变换和滤波处理，将所述中频信号变换为同轴导波系统的信号。
所述噪声源用于产生窄带和全带宽两种噪声信号；所述噪声通道是对噪声源产生的噪声信号进行放大和衰减以及滤除带外杂散信号。
所述合成模块将所述同轴导波系统的信号、信标信号以及噪声信号进行合成之后且并通过发射天线输出之前还包括：对合成信号进行滤波以及放大处理。
本发明具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器是在无线Ka、Ku频段模拟转发器的基础上，通过增加功率调节模块、变频模块、合成模块、噪声加载模块以及控制模块实现了Ku/Ka模拟转发器的噪声加载；而增加噪声加载功能，可通过内部的合成模块，将噪声加载到发射链路上，并通过调整噪声输出功率改变模拟转发器的输出信号信噪比，来模拟自由空间损耗和雨衰，解决了卫星资源紧张，无法满足部队开展高强度、多任务的通信训练工作；另外，本发明通过印刷阵子天线收发信号，印刷阵子天线体积小、重量轻，易于安装。
具体地，转发器还包括：
WIFI模块，所述WIFI模块与终端设备连接，用于接收所述终端设备的控制指令和查询指令并将其接收到的指令发送至所述控制模块。
在本实施例中，可使用手机或者电脑设备连接Ku/Ka双频段无线卫星通信模拟转发器上的无线WiFi，使用设备浏览器用户登录，来对模拟转发器进行操作控制和状态查询，以及噪声加载功能的开启和噪声输出功率的调节。
电源模块，所述电源模块主要是将外部输入的电源进行处理，并将处理后的电源发送至所述转发器。
在本实施例中，所述电源为双电源，本发明中的双电源供电，可进行电源自适应切换，可通过外部电池供电，无需连接外部电缆，可以实现便捷安装和使用；该转发器还包括一个箱体，各功能模块可以集成于一个箱体内，模拟转发器在采用电池供电时，可将Ku/Ka双频段无线卫星通信模拟转发器安装于升降杆上，或者采用无人机吊装，无需担心外部线缆带来的问题。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，包括：
Ku转换单元，所述Ku转换单元用于对接收的同轴导波系统的信号进行转换并通过印刷阵子发射天线输出；
Ka转换单元，所述Ka转换单元用于对接收的同轴导波系统的信号进行转换并通过印刷阵子发射天线输出；
所述Ku转换单元和Ka转换单元均包括：
功率调节模块，用于对接收的同轴导波系统的信号的功率进行调节；
第一变频模块，将功率调节后的同轴导波系统的信号进行频率变换和滤波处理，输出中频信号；
功率检测模块，对所述第一变频模块输出的中频信号进行功率检测并将获取的功率值输送至控制模块；
中频模块，所述中频模块与所述第一变频模块连接，用于对第一变频模块输入的中频信号以及控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节；
第二变频模块，将增益调节后的中频信号变换为同轴导波系统的信号；
信标模块，用于产生信标信号并将所述信标信号发送至合成模块；
噪声加载模块，所述噪声加载模块包括噪声源和噪声通道，通过所述噪声源和所述噪声通道产生噪声信号；
合成模块，将所述第二变频模块产生的同轴导波系统的信号、所述信标模块产生的信标信号以及所述噪声加载模块产生的噪声信号进行合成并通过印刷阵子发射天线输出；
转发器还包括：
印刷阵子接收天线，所述印刷阵子接收天线分别与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用以将空间电磁波转换为同轴导波系统的信号并发送至相应的Ku转换单元和Ka转换单元；
印刷阵子发射天线，所述印刷阵子接收天线分别与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用以将接收的同轴导波系统的信号转换为空间电磁波信号辐射出去；
控制模块，所述控制模块与Ku转换单元和Ka转换单元连接，用于处理接收到的控制和查询指令并发送给相应的Ku转换单元和Ka转换单元。
2.根据权利要求1所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，
所述印刷阵子发射天线将接收的同轴导波系统的信号转换为空间电磁波辐射出去，并通过控制天线电气性能，使辐射出去的空间电磁波按照预定区域进行传播；
所述印刷阵子接收天线通过控制天线的电气性能，接收预定区域内的空间电磁波，并降空间电磁波转换为同轴导波系统的信号，发送至相应的Ku转换单元和Ka转换单元。
3.根据权利要求2所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，转发器还包括：
WIFI模块，所述WIFI模块与终端设备连接，用于接收所述终端设备的控制指令和查询指令并将其接收到的指令发送至所述控制模块。
4.根据权利要求1所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，转发器还包括：
电源模块，所述电源模块主要是将外部输入的电源进行处理，并将处理后的电源发送至所述转发器。
5.根据权利要求4所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，所述电源为双电源。
6.根据权利要求1所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，所述功率调节模块主要用于对接收的同轴导波系统的信号的功率进行调节，具体包括：对功率较大的信号进行衰减，对功率较小的信号进行放大。
7.根据权利要求1所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，所述中频模块用于对第一变频模块输入的中频信号以及控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节具体包括：
对第一变频模块输入的中频信号进行放大以及对中频信号进行滤波处理，滤除杂散信号和第一变频模块的本振泄露信号以及将功率检测模块获取的功率值通过控制模块进行处理并根据控制模块反馈的参数信号对中频信号进行增益调节。
8.根据权利要求1所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，所述第二变频模块具体包括：
对增益调节后的中频信号进行频率变换和滤波处理，将所述中频信号变换为同轴导波系统的信号。
9.根据权利要求1所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，
所述噪声源用于产生窄带和全带宽两种噪声信号；所述噪声通道是对噪声源产生的噪声信号进行放大和衰减以及滤除带外杂散信号。
10.根据权利要求1所述的具有印刷阵子天线的双频段通信模拟转发器，其特征在于，所述合成模块将所述同轴导波系统的信号、信标信号以及噪声信号进行合成之后且并通过印刷阵子发射天线输出之前还包括：对合成信号进行滤波以及放大处理。
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