CN207517893U - 双频共口面卫星通信天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双频共口面卫星通信天线，包括天线罩和馈源。馈源的馈源反射面与双频段波导管顶端口相对。双频段波导管底端口与分频器连接。分频器与低频段正交模耦合器连接。低频段正交模耦合器与低频段低噪声放大器、低频段发射功放连接，低频段低噪声放大器、低频段发射功放与相应一个卫星调制解调器连接。分频器经高频段波导管与高频段正交模耦合器连接。高频段正交模耦合器与高频段低噪声放大器、高频段发射功放连接，高频段低噪声放大器、高频段发射功放与相应一个卫星调制解调器连接。本实用新型基于一套反射面构建出了可收发两种不同频段信号的双频段馈源网络，馈源网络性能良好，提升了卫星通信天线的通讯性能。

Description

双频共口面卫星通信天线

技术领域

本实用新型涉及一种双频共口面卫星通信天线，属于卫星通信天线设计领域。

背景技术

卫星通信所用的反射面由天线罩形成的天线反射面和馈源形成的馈源反射面组成，天线反射面用以对无线电波进行聚焦及发射，馈源反射面用以对无线电波进行整理，使其中某一频段的信号能够进入波导管，而超出这一频段的信号被滤除但不会影响正常频段的工作。

目前，因采用单一频段的馈源，大多数卫星通信天线还是采取着单一频段的工作方式。但是由于单一频段可通信的信号带宽很有限，因此在实施卫星通信中通常采用一颗卫星进行多频段工作的方式，即一颗卫星上同时具有C频段、Ku频段以及Ka频段的信号传输功能，从而提升卫星资源的利用。但是，不同频段的信号在同时使用的过程中，其之间极易造成相互干扰，故而会极大降低通信信号传输的准确性与可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双频共口面卫星通信天线，其基于一套反射面构建出了可收发两种不同频段信号的双频段馈源网络，馈源网络性能良好，提升了卫星通信天线的通讯性能。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种双频共口面卫星通信天线，它包括形成天线反射面的天线罩和形成馈源反射面的馈源，其特征在于：馈源的馈源反射面与其下方设置的双频段波导管的顶端口相对；双频段波导管的底端口与分频器的双频端口连接；分频器的低频端口与低频段正交模耦合器的信号传输端口连接；低频段正交模耦合器的输出端口与低频段低噪声放大器的输入端口连接，低频段正交模耦合器的输入端口与低频段发射功放的输出端口连接，低频段低噪声放大器的输出端口、低频段发射功放的输入端口分别与相应的一个卫星调制解调器的接收端口、发送端口连接；分频器的高频端口经由高频段波导管与高频段正交模耦合器的信号传输端口连接；高频段正交模耦合器的输出端口与高频段低噪声放大器的输入端口连接，高频段正交模耦合器的输入端口与高频段发射功放的输出端口连接，高频段低噪声放大器的输出端口、高频段发射功放的输入端口分别与相应的一个卫星调制解调器的接收端口、发送端口连接。

本实用新型的优点是：

本实用新型基于一套反射面构建出了可收发两种不同频段信号的双频段馈源网络，馈源网络性能良好，对其中任一频段信号的损失极小，可确保卫星通信天线在其中任一频段进行通信时的工作效率等同于现有技术中单一频段的信号通信效果，大大提升了天线的使用效率，明显降低了对天线安装位置的要求，且线极化方向可在垂直与水平方向上灵活调整，适用于Ku/Ka双频段、C/Ku双频段、C/Ka双频段的信号通信。

附图说明

图1是本实用新型双频共口面卫星通信天线的组成示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型双频共口面卫星通信天线包括形成天线反射面的天线罩10和形成馈源反射面的馈源20(如馈源喇叭)，天线反射面和馈源反射面构成了卫星通信所用的反射面。如图，馈源20朝下设置的馈源反射面与其下方设置的双频段波导管30的顶端口相对。双频段波导管30的底端口与分频器40的双频端口连接。分频器40的低频端口与低频段正交模耦合器50的信号传输端口连接。低频段正交模耦合器50的输出端口与低频段低噪声放大器71的输入端口连接，低频段正交模耦合器50的输入端口与低频段发射功放72的输出端口连接，低频段低噪声放大器71的输出端口、低频段发射功放72的输入端口分别与相应的一个卫星调制解调器100的接收端口、发送端口连接。分频器40的高频端口经由高频段波导管60与高频段正交模耦合器80的信号传输端口连接。高频段正交模耦合器80的输出端口与高频段低噪声放大器91的输入端口连接，高频段正交模耦合器80的输入端口与高频段发射功放92的输出端口连接，高频段低噪声放大器91的输出端口、高频段发射功放92的输入端口分别与相应的一个卫星调制解调器100的接收端口、发送端口连接。

在实际实施中，双频段波导管30为仅允许设定的高频段和低频段信号都通过的信号传输器件，分频器为用于将设定的高频段信号与低频段信号在通讯信号接收过程中互相分离以及在通讯信号发送过程中互相合并在一起的电子器件，高频段波导管60为仅允许设定的高频段信号通过的信号传输器件。

本实用新型特别适用于Ku/Ka双频段、C/Ku双频段、C/Ka双频段这三组双频信号的传输通信，当然不限于此。

在通讯领域中，通常地，C频段的频率介于3.7GHz～7.025GHz，Ku频段的频率介于10.7GHz～14.5GHz，Ka频段的频率介于17.7GHz～31GHz。

当本实用新型应用于Ku/Ka双频段信号通讯时，双频段波导管30为仅允许Ku频段和Ka频段信号通过的波导管，分频器40为将Ku频段和Ka频段信号在通讯信号接收过程中互相分离以及在通讯信号发送过程中互相合并的器件，高频段波导管60为仅允许Ka频段信号通过的波导管。

当本实用新型应用于C/Ku双频段信号通讯时，双频段波导管30为仅允许C频段和Ku频段信号通过的波导管，分频器40为将C频段和Ku频段信号在通讯信号接收过程中互相分离以及在通讯信号发送过程中互相合并的器件，高频段波导管60为仅允许Ku频段信号通过的波导管。

当本实用新型应用于C/Ka双频段信号通讯时，双频段波导管30为仅允许C频段和Ka频段信号通过的波导管，分频器40为将C频段和Ka频段信号在通讯信号接收过程中互相分离以及在通讯信号发送过程中互相合并的器件，高频段波导管60为仅允许Ka频段信号通过的波导管。

在实际设计中，低频段正交模耦合器50的输入端口与输出端口之间的信号线极化方向相垂直(即相差90度)，高频段正交模耦合器80的输入端口与输出端口之间的信号线极化方向相垂直(即相差90度)。低频段正交模耦合器50、高频段正交模耦合器80的这种输入端口与输出端口所传送信号相垂直的设计，可以使输入信号与输出信号之间保持良好的隔离，从而避免两者相互干扰。通常地，例如，输入端口传输垂直极化波，输出端口传输水平极化波。

如图1，在本实用新型中，低频段正交模耦合器50、高频段正交模耦合器80可均安装在一个线极化旋转装置200上。

具体来说，低频段正交模耦合器50、高频段正交模耦合器80在各自对应的线极化旋转装置200的转动控制下，其自身输入端口、输出端口可以在垂直方向与水平方向上进行转换调整，即从输入端口的线极化方向为垂直方向，输出端口的线极化方向为水平方向的状态转换至输出端口的线极化方向为垂直方向，输入端口的线极化方向为水平方向的状态。极化方向的调整目的在于与卫星的极化方向相对准，以提高通讯准确率和效率。

在实际实施时，低频段正交模耦合器50、高频段正交模耦合器80的极化调整是有先后次序的，调整时应先调整低频段正交模耦合器50的极化方向，然后再调整高频段正交模耦合器80的极化方向，因此，两个线极化旋转装置200可以进行联动控制。

在本实用新型中，天线罩10和馈源20构成的反射面、低频段正交模耦合器50、低频段低噪声放大器71、低频段发射功放72、高频段正交模耦合器80、高频段低噪声放大器91、高频段发射功放92、卫星调制解调器100为本领域的已有器件，双频段波导管30、分频器40、高频段波导管60、线极化旋转装置200为本领域的熟知器件或设备，故其具体构成不在这里详述。

本实用新型的工作过程为：

在执行通讯信号接收过程中，通讯信号经由天线罩10的一次反射和馈源20的二次反射后进入仅允许设定的高、低频段信号通过的双频段波导管30进行滤波处理，而后设定的双频段信号被送入分频器40。分频器40对高、低频段信号进行分离，令低频段信号从低频端口送出而高频段信号从高频端口送出。于是，低频段信号被送入低频段正交模耦合器50，而后经由低频段低噪声放大器71进行除噪放大处理后送入相应的卫星调制解调器100的接收端口，完成低频段信号的接收过程。同理，由分频器40送出的高频段信号在经过仅允许设定的高频段信号通过的高频段波导管60的滤波处理后被送入高频段正交模耦合器80，而后经由高频段低噪声放大器91进行除噪放大处理后送入相应的卫星调制解调器100的接收端口，完成高频段信号的接收过程。

在执行通讯信号发送过程中，卫星调制解调器100发出的高频段信号被送入高频段发射功放92进行放大处理，而后送入高频段正交模耦合器80，进而经过高频段波导管60的传输后被送入分频器40。卫星调制解调器100发出的低频段信号被送入低频段发射功放72进行放大处理，而后送入低频段正交模耦合器50，继而被送入分频器40。分频器40对接收的高、低频段信号进行合并处理，而后将合并得到的双频段信号送入双频段波导管30，从而双频段波导管30将双频段信号依次通过馈源20、天线罩10的两次反射后发送出去，完成双频段信号的发送过程。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型基于一套反射面构建出了可收发两种不同频段信号的双频段馈源网络，馈源网络性能良好，对其中任一频段信号的损失极小，可确保卫星通信天线在其中任一频段进行通信时的工作效率等同于现有技术中单一频段的信号通信效果。

2、本实用新型可满足卫星通信天线对于两种频段信号的线极化或圆极化条件下的使用需求，且对于线极化方式，极化方向可在垂直与水平两方向上灵活调整。

3、本实用新型使一付卫星通信天线发挥的作用等效于同时工作的两付卫星通信天线，大大提升了天线使用效率，特别适用于在车船类移动载体上因天线安装位置限制而无法独立安装多付天线，单一频段的一个天线又无法满足工作要求的情形，明显降低了对天线安装位置的要求。

4、本实用新型可适用于Ku/Ka双频段、C/Ku双频段、C/Ka双频段的信号通信，可应用于后馈天线、前馈天线，可大大增强车船类移动载体的通信能力，设备成本低，适于普及推广。

以上所述是本实用新型较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种双频共口面卫星通信天线，它包括形成天线反射面的天线罩和形成馈源反射面的馈源，其特征在于：馈源的馈源反射面与其下方设置的双频段波导管的顶端口相对；双频段波导管的底端口与分频器的双频端口连接；分频器的低频端口与低频段正交模耦合器的信号传输端口连接；低频段正交模耦合器的输出端口与低频段低噪声放大器的输入端口连接，低频段正交模耦合器的输入端口与低频段发射功放的输出端口连接，低频段低噪声放大器的输出端口、低频段发射功放的输入端口分别与相应的一个卫星调制解调器的接收端口、发送端口连接；分频器的高频端口经由高频段波导管与高频段正交模耦合器的信号传输端口连接；高频段正交模耦合器的输出端口与高频段低噪声放大器的输入端口连接，高频段正交模耦合器的输入端口与高频段发射功放的输出端口连接，高频段低噪声放大器的输出端口、高频段发射功放的输入端口分别与相应的一个卫星调制解调器的接收端口、发送端口连接。

2.如权利要求1所述的双频共口面卫星通信天线，其特征在于：

当应用于Ku/Ka双频段信号通讯时，所述双频段波导管为仅允许Ku频段和Ka频段信号通过的波导管，所述分频器为将Ku频段和Ka频段信号在通讯信号接收过程中互相分离以及在通讯信号发送过程中互相合并的器件，所述高频段波导管为仅允许Ka频段信号通过的波导管；

当应用于C/Ku双频段信号通讯时，所述双频段波导管为仅允许C频段和Ku频段信号通过的波导管，所述分频器为将C频段和Ku频段信号在通讯信号接收过程中互相分离以及在通讯信号发送过程中互相合并的器件，所述高频段波导管为仅允许Ku频段信号通过的波导管；

当应用于C/Ka双频段信号通讯时，所述双频段波导管为仅允许C频段和Ka频段信号通过的波导管，所述分频器为将C频段和Ka频段信号在通讯信号接收过程中互相分离以及在通讯信号发送过程中互相合并的器件，所述高频段波导管为仅允许Ka频段信号通过的波导管。

3.如权利要求1或2所述的双频共口面卫星通信天线，其特征在于：

所述低频段正交模耦合器的输入端口与输出端口之间的信号线极化方向相垂直，所述高频段正交模耦合器的输入端口与输出端口之间的信号线极化方向相垂直。

4.如权利要求3所述的双频共口面卫星通信天线，其特征在于：

所述低频段正交模耦合器、所述高频段正交模耦合器均安装在一个线极化旋转装置上。