CN214799466U - 一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站，该陆地机动站包括：0.45米Ka频段天线面、Ka频段收发机、调制解调器、陆地机动站伺服控制系统、陆地机动站伺服转台。本实用新型解决了现有技术中常规KU/C频段卫通通信系统体积大、重量重、机动性差及通信速度低的技术问题。

Description

一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站

技术领域

本实用新型涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种应用于卫星通信系统的 Ka频段陆地机动站。

背景技术

应用于卫星通信系统中的陆地机动站与卫星便携站的作用相同，主要用于与卫星通信系统中的卫星进行数据交互。随着卫星通信技术的迅猛发展，卫星通信系统所使用的频段资源涉及C频段、Ku频段以及Ka频段等，而不同卫星通信系统所占用的频段资源不同。随着中国卫通集团有限公司首颗Ka高通量卫星的发射成功，国内通信卫星服务能力得到了跨越式发展。终端用户在迫切需求Ka高通量卫星通信服务的同时，也对终端设备的小型化、便携性，对使用卫星通信服务的便捷性、综合性等提出了更高的要求。

目前，应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站由天线面、收发机、调制解调器、路由器以及伺服控制模块等组成，由于陆地机动站在工作时天线面要与卫星对准，因此在陆地机动站工作之前需要人工对陆地机动站进行水平矫正，进而增加了人工的工作量以及降低了矫正效率。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有技术中对陆地机动站进行人工水平矫正增加了人工的工作量以及降低了矫正效率。本实用新型提供了一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站，本实用新型实施例所提供的方案中，通过GPS定位装置以及惯性导航装置确定Ka频段陆地机动站的位置信息以及姿态信息，然后伺服控制模块根据位置信息以及姿态信息自动控制天线面调整极化旋向，避免人工对陆地机动站进行水平矫正，进而导致加了人工的工作量以及降低了矫正效率的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站，该陆地机动站，包括：天线面、收发机、调制解调器、网络路由器、 GPS定位装置、惯性导航装置、伺服控制模块以及伺服转台；其中，

所述天线面，用于将所述收发机发送的第一信号辐射出去，或接收卫星发送的第二信号以及将所述第二信号发送给所述收发机；

所述收发机，用于将所述第一信号发送给所述天线面或接收所述第二信号；

所述调制解调器，与所述收发机连接，用于将所述第一信号进行调制或将所述第二信号进行解调；

所述网络路由器，与所述调制解调器连接，用于根据所述第一信号或所述第二信号实现通信业务；

所述GPS定位装置，用于确定Ka频段陆地机动站的位置信息；

所述惯性导航装置，用于确定所述Ka频段陆地机动站的姿态信息；

所述伺服控制模块，与所述GPS定位装置、所述惯性导航装置以及所述收发机连接，用于根据所述位置信息和所述姿态信息生成控制信息，并将所述控制信息发送给伺服转台；

所述伺服转台，用于通过所述控制信息控制所述天线面进行极化旋向自动调整。

本实用新型实施例所提供的方案中，通过GPS定位装置以及惯性导航装置确定Ka频段陆地机动站的位置信息以及姿态信息，然后伺服控制模块根据位置信息以及姿态信息自动控制天线面调整极化旋向，避免人工对陆地机动站进行水平矫正，进而导致加了人工的工作量以及降低了矫正效率的问题。

可选地，所述收发机、所述调制解调器、所述网络路由器、所述GPS定位装置、所述惯性导航装置以及伺服控制模块集成化、一体化设置。

可选地，所述伺服转台，包括：与所述伺服控制模块连接的方位驱动器、方位零位开关电路、俯仰驱动器、俯仰零位开关电路、极化旋向驱动器、极化旋向零位开关电路，以及与所述方位驱动器和所述天线面连接的方位转轴、与所述俯仰驱动器以及所述天线面连接的俯仰旋转轴、与所述极化旋向驱动器以及所述天线面连接的极化旋向转轴；其中，

所述方位驱动器，用于驱动所述方位转轴在0～360°范围内旋转；所述方位零位开关电路，用于为所述方位转轴提供旋转角度上的第一零位标志，所述第一零位标志用于为计算方位角度提供一个基准；所述俯仰驱动器，用于驱动所述俯仰旋转轴在0～90°范围内旋转；所述俯仰零位开关电路，用于为所述俯仰旋转轴旋转角度上的第二零位标志，所述第二零位标志为俯仰角度计算提供一个基准；所述极化旋向驱动器，用于驱动所述极化旋向转轴在0～180°范围内旋转；所述方位转轴，用于带动天线面在0～360°范围内旋转，调整天线面俯仰角度；所述俯仰旋转轴，用于带动天线面在0～90°范围内旋转，调整天线面俯仰角度；所述极化旋向转轴，用于带动天线面在0～90°范围内旋转，调整天线面极化左右旋向方向。

可选地，所述网络路由器为无线网络路由器。

可选地，还包括：天线罩；所述天线面、所述收发机、所述调制解调器、所述网络路由器、所述GPS定位装置、所述惯性导航装置以及所述伺服控制模块设置于所述天线罩内，用于保护所述天线面。

可选地，还包括：解算单元、载波检测单元以及调试解调器；其中，

所述解算单元，一端与所述GPS定位装置以及所述惯性导航装置连接，另一端与所述伺服控制模块连接，用于接收所述位置信息以及所述姿态信息，并根据所述位置信息确定出所述Ka频段陆地机动站所处区域的波束旋向；

所述载波检测单元，设置于所述收发机和所述伺服控制模块之间，用于检测检测所述第二信号的增益信息，并将所述增益信息发送给所述伺服控制模块；

所述调试解调器，设置于所述收发机和所述伺服控制模块之间，用于将所述第一信号或所述第二信号进行调试解调，并将调试解调后的第一信号发送给所述收发机或将调试解调后的第二信号发送给所述伺服控制模块。

可选地，所述天线面的口径为0.45米。

可选地，所述天线面为铝合金材质的环礁后馈抛物型天线面，天线面一体成型。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的一种伺服转台的结构示意图；

图3a为本实用新型实施例所提供的一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站结构示意图；

图3b为本实用新型实施例所提供的一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站外部结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的一种Ka频段陆地机动站各模块电路连接示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本实用新型技术方案做详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本实用新型技术方案的详细的说明，而不是对本实用新型技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，本实用新型实施例提供的一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站，该陆地机动站包括：天线面1、收发机2、调制解调器3、网络路由器4、GPS定位装置5、惯性导航装置6、伺服控制模块7以及伺服转台8；其中，

所述天线面1，用于将所述收发机2发送的第一信号辐射出去，或接收卫星发送的第二信号以及将所述第二信号发送给所述收发机2；

所述收发机2，用于将所述第一信号发送给所述天线面1或接收所述第二信号；

所述调制解调器3，与所述收发机2连接，用于将所述第一信号进行调制或将所述第二信号进行解调；

所述网络路由器4，与所述调制解调器3连接，用于根据所述第一信号或所述第二信号实现通信业务；

所述GPS定位装置5，用于确定Ka频段陆地机动站的位置信息；

所述惯性导航装置6，用于确定所述Ka频段陆地机动站的姿态信息；

所述伺服控制模块7，与所述GPS定位装置5、所述惯性导航装置6以及所述收发机2连接，用于根据所述位置信息和所述姿态信息生成控制信息，并将所述控制信息发送给伺服转台8；

所述伺服转台8，用于通过所述控制信息控制所述天线面1进行极化旋向自动调整。

进一步，为了减小陆地机动站的体积以及提高陆地机动站的集成化，在一种可能实现的方式中，所述收发机2、所述调制解调器3、所述网络路由器4、所述GPS定位装置5、所述惯性导航装置6以及伺服控制模块7集成化、一体化设置。

进一步，为了实现天线面1极化旋向的自动控制，参见图2，在一种可能实现的方式中，所述伺服转台8，包括：与所述伺服控制模块7连接的方位驱动器9、方位零位开关电路10、俯仰驱动器11、俯仰零位开关电路12、极化旋向驱动器13、极化旋向零位开关电路14，以及与所述方位驱动器9和所述天线面1连接的方位转轴15、与所述俯仰驱动器11以及所述天线面1连接的俯仰旋转轴16、与所述极化旋向驱动器13以及所述天线面1连接的极化旋向转轴17；其中，

所述方位驱动器9，用于驱动所述方位转轴15在0～360°范围内旋转；所述方位零位开关电路10，用于为所述方位转轴15提供旋转角度上的第一零位标志，所述第一零位标志用于为计算方位角度提供一个基准；所述俯仰驱动器11，用于驱动所述俯仰旋转轴16在0～90°范围内旋转；所述俯仰零位开关电路12，用于为所述俯仰转轴16旋转角度上的第二零位标志，所述第二零位标志为俯仰角度计算提供一个基准；所述极化旋向驱动器13，用于驱动所述极化旋向转轴17在0～180°范围内旋转；所述方位转轴15，用于带动天线面 1在0～360°范围内旋转，调整天线面1俯仰角度；所述俯仰旋转轴16，用于带动天线面1在0～90°范围内旋转，调整天线面1俯仰角度；所述极化旋向转轴17，用于带动天线面1在0～90°范围内旋转，调整天线面1极化左右旋向方向。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述网络路由器4为无线网络路由器。

进一步，参见图3a和图3b，在一种可能实现的方式中，还包括：天线罩 18；所述天线面1、所述收发机2、所述调制解调器3、所述网络路由器4、所述GPS定位装置5、所述惯性导航装置6以及所述伺服控制模块7设置于所述天线罩18内，用于保护所述天线面1。

进一步，参见图4，在一种可能实现的方式中，其特征在于，还包括：解算单元19、载波检测单元20以及调试解调器21；其中，

所述解算单元19，一端与所述GPS定位装置5以及所述惯性导航装置6 连接，另一端与所述伺服控制模块7连接，用于接收所述位置信息以及所述姿态信息，并根据所述位置信息确定出所述Ka频段陆地机动站所处区域的波束旋向；

所述载波检测单元20，设置于所述收发机2和所述伺服控制模块7之间，用于检测检测所述第二信号的增益信息，并将所述增益信息发送给所述伺服控制模块7；

所述调试解调器21，设置于所述收发机2和所述伺服控制模块7之间，用于将所述第一信号或所述第二信号进行调试解调，并将调试解调后的第一信号发送给所述收发机2或将调试解调后的第二信号发送给所述伺服控制模块(7)。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述天线面1的口径为0.45米。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述天线面1为铝合金材质的环礁后馈抛物型天线面，天线面一体成型。

为了便于理解下面对上述Ka频段陆地机动站的工作过程进行简要介绍。

具体的，在本实用新型所提供的方案中，惯性导航装置6包括但不限制于陀螺仪以及加速度计等。当将本实用新型提供的Ka频段陆地机动站放置在任一位置之后，Ka频段陆地机动站中的GPS定位装置5确定当前Ka频段陆地机动站所处的任一位置的位置信息，以及惯性导航装置6确定当前Ka频段陆地机动站的姿态信息，然后将位置信息和姿态信息发送给解算单元19，解算单元19接收位置信息以及姿态信息，并根据位置信息确定出所述Ka频段陆地机动站所处区域的波束旋向，将波束旋向和姿态信息发送给伺服控制模块7。

进一步，伺服控制模块7在接收到波束旋向和姿态信息之后，根据波束旋向和姿态信息分别控制方位驱动器9以及方位零位开关电路10调整天线面1 的方位，控制俯仰驱动器11以俯仰零位开关电路12调整天线面1的俯仰角，以及控制极化旋向驱动器13和极化旋向零位开关电路14调整天线面1的极化旋向。

进一步，参见图3a，在本实用新型所提供的方案中，方位驱动器9与方位电机接口连接，方位零位开关电路10与方位零位开关接口连接，俯仰驱动器 11与俯仰电机接口连接，俯仰零位开关电路12与俯仰零位开关接口连接，极化旋向驱动器13与极化电机连接以及极化旋向零位开关电路14与极化旋向零位开关连接。

进一步，在本实用型所提供的Ka频段型陆地机动通信系统采用“一键即通”的设计理念，在使用上进行了优化，用户开通电源后，该陆地机动站将自动完成锁星、入网，无需用户在进行而外的操作设置。该陆地机动站在使用过程中，如果出现跨波束区域，系统将自动完成波束信号的切换，并自动完成跟踪和入网，无需再根据波束信息进行二次或多次的系统配置；系统自动入网后，用户通过互联网可进行正常的业务。

本实用新型实施例所提供的方案中，通过GPS定位装置5以及惯性导航装置6确定Ka频段陆地机动站的位置信息以及姿态信息，然后伺服控制模块7 根据位置信息以及姿态信息自动控制天线面1调整极化旋向，避免人工对陆地机动站进行水平矫正，进而导致加了人工的工作量以及降低了矫正效率的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型示意图也包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种应用于卫星通信系统的Ka频段陆地机动站，其特征在于，包括：天线面(1)、收发机(2)、调制解调器(3)、网络路由器(4)、GPS定位装置(5)、惯性导航装置(6)、伺服控制模块(7)以及伺服转台(8)；其中，

所述天线面(1)，用于将所述收发机(2)发送的第一信号辐射出去，或接收卫星发送的第二信号以及将所述第二信号发送给所述收发机(2)；

所述收发机(2)，用于将所述第一信号发送给所述天线面(1)或接收所述第二信号；

所述调制解调器(3)，与所述收发机(2)连接，用于将所述第一信号进行调制或将所述第二信号进行解调；

所述网络路由器(4)，与所述调制解调器(3)连接，用于根据所述第一信号或所述第二信号实现通信业务；

所述GPS定位装置(5)，用于确定Ka频段陆地机动站的位置信息；

所述惯性导航装置(6)，用于确定所述Ka频段陆地机动站的姿态信息；

所述伺服控制模块(7)，与所述GPS定位装置(5)、所述惯性导航装置(6)以及所述收发机(2)连接，用于根据所述位置信息和所述姿态信息生成控制信息，并将所述控制信息发送给伺服转台(8)；

所述伺服转台(8)，用于通过所述控制信息控制所述天线面(1)进行极化旋向自动调整。

2.如权利要求1所述的陆地机动站，其特征在于，所述收发机(2)、所述调制解调器(3)、所述网络路由器(4)、所述GPS定位装置(5)、所述惯性导航装置(6)以及伺服控制模块(7)集成化、一体化设置。

3.如权利要求2所述的陆地机动站，其特征在于，所述伺服转台(8)，包括：与所述伺服控制模块(7)连接的方位驱动器(9)、方位零位开关电路(10)、俯仰驱动器(11)、俯仰零位开关电路(12)、极化旋向驱动器(13)、极化旋向零位开关电路(14)，以及与所述方位驱动器(9)和所述天线面(1) 连接的方位转轴(15)、与所述俯仰驱动器(11)以及所述天线面(1)连接的俯仰旋转轴(16)、与所述极化旋向驱动器(13)以及所述天线面(1)连接的极化旋向转轴(17)；其中，

所述方位驱动器(9)，用于驱动所述方位转轴(15)在0～360°范围内旋转；所述方位零位开关电路(10)，用于为所述方位转轴(15)提供旋转角度上的第一零位标志，所述第一零位标志用于为计算方位角度提供一个基准；所述俯仰驱动器(11)，用于驱动所述俯仰旋转轴(16)在0～90°范围内旋转；所述俯仰零位开关电路(12)，用于为所述俯仰旋转轴(16)旋转角度上的第二零位标志，所述第二零位标志为俯仰角度计算提供一个基准；所述极化旋向驱动器(13)，用于驱动所述极化旋向转轴(17)在0～180°范围内旋转；所述方位转轴(15)，用于带动天线面(1)在0～360°范围内旋转，调整天线面(1)俯仰角度；所述俯仰旋转轴(16)，用于带动天线面(1)在0～90°范围内旋转，调整天线面(1)俯仰角度；所述极化旋向转轴(17)，用于带动天线面(1)在0～90°范围内旋转，调整天线面(1)极化左右旋向方向。

4.如权利要求3所述的陆地机动站，其特征在于，所述网络路由器(4)为无线网络路由器。

5.如权利要求4所述的陆地机动站，其特征在于，还包括：天线罩(18)；所述天线面(1)、所述收发机(2)、所述调制解调器(3)、所述网络路由器(4)、所述GPS定位装置(5)、所述惯性导航装置(6)以及所述伺服控制模块(7)设置于所述天线罩(18)内，用于保护所述天线面(1)。

6.如权利要求1-5任一项所述的陆地机动站，其特征在于，还包括：解算单元(19)、载波检测单元(20)以及调试解调器(21)；其中，

所述解算单元(19)，一端与所述GPS定位装置(5)以及所述惯性导航装置(6)连接，另一端与所述伺服控制模块(7)连接，用于接收所述位置信息以及所述姿态信息，并根据所述位置信息确定出所述Ka频段陆地机动站所处区域的波束旋向；

所述载波检测单元(20)，设置于所述收发机(2)和所述伺服控制模块(7)之间，用于检测检测所述第二信号的增益信息，并将所述增益信息发送给所述伺服控制模块(7)；

所述调试解调器(21)，设置于所述收发机(2)和所述伺服控制模块(7)之间，用于将所述第一信号或所述第二信号进行调试解调，并将调试解调后的第一信号发送给所述收发机(2)或将调试解调后的第二信号发送给所述伺服控制模块(7)。

7.如权利要求1-5任一项所述的陆地机动站，其特征在于，所述天线面(1)的口径为0.45米。

8.如权利要求1-5任一项所述的陆地机动站，其特征在于，所述天线面(1)为铝合金材质的环礁后馈抛物型天线面，天线面一体成型。

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