CN201188617Y - 智能化便携式卫星通信地球站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能化便携式卫星通信地球站由天线箱和终端箱组成。包括：天线反射面、馈源及极化调整装置、方位/俯仰调整装置、天线控制器、L频段卫星信标跟踪接收机、GPS接收机、卫星通信调制解调器、信号编解码器等部件。天线控制器通过倾斜仪和GPS接收机确定天线所在地理位置和天线反射面的初始俯仰角，控制极化调整装置使天线的极化角与卫星转发器的极化角匹配，然后卫星通信调制解调器、信号编解码器等装置传输L频段卫星信标跟踪接收机输出的卫星信标信号，进行通信信号传输。支持话音、数据、音视频信号，能实现远程数据传输、事故现场应急通信和现场视频转播等；体积小、重量轻，使用简单，展开和收藏快速，适用于野外工作环境。

Description

智能化便携式卫星通信地球站

技术领域：

本实用新型涉及一种卫星通信系统装置，具体涉及一种便携式手提、背负携带的超小口径卫星通信地球站。

背景技术：

现有的地面蜂窝移动通信系统在其业务种类、覆盖范围方面表现出以下不足：

1、其基站基本上是建立在人口相对稠密地区，在业务稀少、偏远地区、海岛、高山等区域，会因为各种原因，往往不可能建站，也就是说，在这样的区域，现有的地面蜂窝移动通信系统完成不了其移动通信业务。

2、由于现有的移动通信系统资源和技术的限制，无法提供如图像、视频等大数据量和高速率的通信业务。

3、在灾难情况下，现有的地面通信网往往容易遭到毁坏，且难以快速恢复。

另一方面，利用地球同步轨道通信卫星的卫星移动通信具有覆盖面广、传输容量大的优点，在地面通信网缺乏或不足的地区，卫星移动通信是目前唯一能迅速提供高速率、大容量的多媒体通信业务的通信手段。

但是，通常的卫星通信地球站是一套复杂的通信设备，其设备庞大笨重，携带困难，尤其操作复杂，在应急应用条件下，常常发生通信业务还没有开通，就必须撤离现场的尴尬事件。或者，须事先提前在现场架设开通，这样，也就失去了作为应急通信设备的意义。

基于上述状况，为实现利用地球同步轨道通信卫星进行应急通信业务，对卫星通信地球站的改进是亟待解决的问题。这就是本案实用新型的技术背景。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能化便携式卫星通信地球站。

本实用新型提供该智能化便携式卫星通信地球站的目的之一是使设备庞大、难于携带、操作复杂的卫星通信地球站变为设备小型化、便于携带，快速反应，快速开通通信业务，快速收藏和撤离现场，达到操作智能化，方便非专业人员操作。

本实用新型提供该智能化便携式卫星通信地球站的另一目的是在地面通信网缺乏或不足的地区迅速开通高速率大容量的话音、数据、音视频和广域网接入等多媒体通信业务。

为解决上述技术问题，实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：

该智能化便携式卫星通信地球站由天线箱和终端箱两个部分组成。

天线箱和终端箱中包括：天线反射面、方位/俯仰型天线座、馈源及极化调整装置、方位/俯仰调整装置、低噪声下变频组件(LNB)、上变频功率放大组件(BUC)、天线控制器、L频段卫星信标跟踪接收机、L频段定向耦合器、GPS接收机、倾斜仪、右限位开关、左限位开关、下限位开关、开关电源、卫星通信调制解调器、信号编解码器、路由器、以太网交换机。

天线反射面设置在方位/俯仰型天线座上，馈源及极化调整装置设置在天线反射面上，LNB设置在馈源上，方位/俯仰调整装置设置在天线座内，方位/俯仰调整装置包括方位电机、方位减速器、方位电机驱动器、俯仰电机、俯仰减速器、俯仰电机驱动器、倾斜传感器、方位右限位开关、方位左限位开关、俯仰下限位开关。该天线反射面设置为多块，通过天线反射面扣组合成一天线反射面。该方位/俯仰型天线座、天线反射面、LNB、BUC、天线控制器、L频段卫星信标跟踪接收机、L频段定向耦合器、GPS接收机、开关电源被收藏在所述天线箱内；其他装置被收藏在所述终端箱内。

天线控制器通过倾斜仪和GPS接收机确定天线所在地理位置和天线反射面的初始俯仰角，根据所用的通信卫星的定位经度，计算出天线所需的极化角和天线俯仰角。天线控制器根据这些参数，控制极化调整装置使天线的极化角与卫星转发器的极化角匹配，然后，按照一定的自动控制算法驱动电机，控制方位/俯仰调整装置，使天线方位/俯仰搜索，在搜索过程中，天线一旦收到卫星信号，经LNB降频放大后由L波段定向耦合器分为两路，一路信号输出给L频段卫星信标跟踪接收机。另一路信号送到卫星通信调制解调器。送到卫星通信调制解调器的这一路称为卫星通信地球站的收信支路。

L频段卫星信标跟踪接收机完成对卫星信标信号的放大、滤波和检波，输出直流电平给天线控制器的A/D变换卡，为控制算法提供信号电平指示。

一旦L频段卫星信标跟踪接收机输出的卫星信标信号电平超过所设定的门限值，天线就进入步进跟踪状态，通过步进跟踪策略，使天线收到最大信号电平，即，天线波束对准卫星。然后，当信号大于一定门限，天线指向处于保持状态；当信号小于门限，天线自动进入步进跟踪状态，因此，天线指向始终对准卫星，保持最佳的接收性能。

卫星通信地球站的收信支路描述如下：一路接收到的卫星信号经卫星通信调制解调器进行下变频、解调后送给路由器、路由器接入以太网交换机，然后通过信号编解码器，获得用户的话音、数据、音视频信号。

卫星通信地球站的发信支路描述如下：用户的话音、数据、音视频信号通过信号编解码器后，接入以太网交换机，通过路由器后送到卫星通信调制解调器，经调制、上变频后送入BUC，经BUC变频放大后送给馈源，然后由天线反射面发射至卫星转发器。

使用智能化便携式卫星通信地球站时，先打开天线箱和终端箱，连接各种电缆，接通电源，在3分钟时间内建立卫星通信链路。通信完毕后，断电、收藏，关闭天线收藏箱和终端箱，在小于2分钟的时间内就可以手提或背负设备离开现场。

由于采用了上述技术方案，本案提供的智能化便携式卫星通信地球站通过与地球同步轨道通信卫星的链路形成卫星通信网络，支持话音、数据、音视频和广域网接入等多媒体通信业务，是实现远程数据传输、事故现场应急通信和现场视频转播等业务的良好手段。体积小、重量轻，使用简单，展开和收藏快速，自动对星并跟踪，适用于野外工作环境。

说明书附图：

图1为本实用新型提供的便携式卫星通信地面接收/发射系统装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的便携式卫星通信地面接收/发射系统装置系统构成框图；

图3为本实用新型提供的便携式卫星通信地面接收/发射系统装置信号传送结构示意图；

图4为本实用新型提供的信号接收装置的原理框图；

图5为本实用新型提供的信号接收装置的电路图；

图6为本实用新型提供的天线控制器传送信号结构框图；

具体实施方式：

如图1所示：该智能化便携式卫星通信地球站由天线箱1和终端箱2两个部分组成。

如图2、图3所示：所述天线箱1内设置有由天线11、馈源装置12、极化调整装置13、方位/俯仰调整装置14、低噪声下变频组件(LNB)15、上变频功率放大组件(BUC)16等组成；

终端箱2内设置有天线控制器21、卫星通信接收装置22、电源23、信号编解码器24、GPS接收机25组成；

所述极化调整装置13包括极化角度传感器131和极化电机132；

所述方位/俯仰调整装置14包括倾斜仪141和俯仰电机142，方位电机143、方位减速器144、方位电机驱动器145、俯仰减速器146、俯仰电机驱动器147、方位右限位开关149、方位左限位开关150、俯仰下限位开关151；所述方位电机驱动器、方位减速器和方位右限位开关、方位左限位开关分别驱动和限定控制该方位电机；所述俯仰电机驱动器、俯仰减速器和俯仰下限位开关分别驱动和限定控制该俯仰电机。；

所述卫星通信装置22包括L波段信标接收机221、L频段定向耦合器224、路由器225、卫星通信调制解调器223和信号编解码器24；

为更加明确体现本案提供的该智能化便携式卫星通信地球站中各部件之间的关系及其控制该装置的控制方法的具体的优点，本案下面结合具体实施方案，对本实用新型做详细说明：

信号编解码器24中处理后的信号送到构成该卫星通信装置22中的路由器225卫星通信调制解调器，并通过上变频功率放大组件装置(BUC)16，将该信号传送到馈源装置12；本案中的信号输入装置241的构成如图6和图7所示，由于是实用新型人自己搭建的电路，并提供了其电路的功能，本领域的普通技术人员根据该电路和电路功能的描述能够实现该电路，在此本案不再详述。

所述低噪声下变频组件(LNB)15接收馈源装置12的反馈信号通过所述卫星通信装置22中的L波段信标接收机223和L频段定向耦合器224反馈回天线控制器21；

同时该极化调整装置13中的极化角度传感器131也接收所述馈源装置12处理后的反馈信号，并将该信号传送到天线控制器21；该天线控制器21通过极化电机132调整该天线的极化方向。

所述天线控制器21接收信号并指令方位俯仰电机，调整天线的角度，该天线11的相关信息通过倾斜仪反馈回该天线控制器21；

所述天线控制器21接收GPS接收机25的定位信号；通过该GPS接收机25的定位信号，该天线控制器调整天线11的姿态，待系统稳定后，天线控制器21和信号编解码器24接收信号输入装置241接收外部信号，进入系统运行。并实现天线与所述馈源装置进行信号传送。综上所述，本案提供的天线控制器的信号传递结构示意图如图8所示。

智能化操作和便携式是本案实用新型的重点，能使其便携的最主要原因是天线的超小型化，而且实现了方便组装和拆卸的天线结构。我们采用了几何光学和物理光学相结合的电讯技术，不但实现了超小型化、便携式的结构形式，同时，实现了高增益、低噪声、低旁瓣电平和高交叉极化隔离度的电性能要求。我们实用新型的超小口径天线的口径为椭圆形，椭圆长轴为0.9米，椭圆短轴为0.6米，整个天线反射面共分为四片，其中一片与天线座连接，其余三片可方便地安装和收藏。

智能化操作和便携式是本案的重点，能使其智能化操作的最主要原因是智能化天线控制技术，智能化天线控制技术是借助一系列传感器，通过智能化控制软件，实现天线波束自动对准卫星和电磁波极化方向的自适应调整。该项技术改变了以往卫星通信地球站复杂的对准卫星的过程，使得非卫星通信专业人员就可以方便地操作卫星通信地球站。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动，但凡是未脱离本实用新型技术方案，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1、一种智能化便携式卫星通信地球站，其特征在于：该地球站包括一天线箱和一终端箱，一天线反射面、一方位/俯仰型天线座、一馈源及极化调整装置、一方位/俯仰调整装置、一低噪声下变频组件(LNB)、一上变频功率放大组件(BUC)、一天线控制器、一L频段卫星信标跟踪接收机、一L频段定向耦合器、一GPS接收机、一开关电源、一卫星通信调制解调器、一信号编解码器、一路由器、一以太网交换机；

所述天线反射面设置在所述方位/俯仰型天线座上，所述馈源及极化调整装置设置在该天线反射面上，所述LNB设置在该馈源上，所述方位/俯仰调整装置设置在所述天线座内；该天线反射面设置为多块，通过天线反射面扣组合成一天线反射面；该方位/俯仰型天线座、天线反射面、LNB、BUC、天线控制器、L频段卫星信标跟踪接收机、L频段定向耦合器、GPS接收机、开关电源被收藏在所述天线箱内；其他装置被收藏在所述终端箱内；

天线控制器接收GPS接收机的定位信号和经由倾斜仪反馈的天线反射面的初始俯仰角信息；

极化调整装置接收天线控制器的控制信号，调整天线极化方向和天线角度；

天线控制器接收卫星信号，经LNB降频放大，由L频段定向耦合器分成两路信号，一路信号由L频段卫星信标跟踪接收机接收，另一路信号由卫星通信调制解调器接收；

L频段卫星信标跟踪接收机接收卫星信标信号；

卫星通信地球站接收卫星信号，该卫星信号经卫星通信调制解调器下变频、解调；经路由器接入以太网交换机，并与广域网信号互换。

2、如权利要求1所述的智能化便携式卫星通信地球站，其特征在于：所述天线反射面为4块，通过天线反射面扣组合成一天线反射面。

3、如权利要求1所述的智能化便携式卫星通信地球站，其特征在于：所述方位/俯仰调整装置包括方位电机、方位减速器、方位电机驱动器、俯仰电机、俯仰减速器、俯仰电机驱动器、倾斜传感器、方位右限位开关、方位左限位开关、俯仰下限位开关；所述方位电机驱动器、方位减速器和方位右限位开关、方位左限位开关分别驱动和限定控制该方位电机；所述俯仰电机驱动器、俯仰减速器和俯仰下限位开关分别驱动和限定控制该俯仰电机。

4、如权利要求1所述的智能化便携式卫星通信地球站，其特征在于：所述极化调整装置包括极化调整传动齿轮、极化电位器和极化电机，所述极化电机通过极化调整传动齿轮带动极化电位器旋转，控制极化角度的调整。

5、如权利要求1所述的智能化便携式卫星通信地球站，其特征在于：所述天线反射面为接收和发射通信信号的天线反射面。

6、如权利要求1所述的智能化便携式卫星通信地球站，其特征在于：所述信号编解码器为编解码处理所需传送的数字信号或模拟信号的信号编码器。

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