[发明专利]相控阵移动卫星接收天线

说明书

技术领域

本发明涉及移动卫星通信系统中高效的通信信号接收装置，特别适用于移动 卫星通信系统中高性能相控阵地面移动卫星接收天线的设计和制造。

背景技术

相控阵天线具有快速转换天线波束指向的特点，克服了天线机械转动时惯性 大、速度慢的不足。相控阵技术在各种军用雷达，包括各种机载、星载合成孔径 雷达，以及多种军民两用、民用雷达，包括高性能气象雷达、空间载气象探测雷 达中已有应用。但是相控阵天线在移动卫星通信系统还少有应用。

现有在移动卫星通信系统中使用的天线主要是反射面天线，其体积大，重量 重，不便于安装。而且这种形式的天线扫描方式只能是两维机械扫描，速度慢， 难以满足移动卫星通信在特定场合中对天线跟踪性能的要求。

发明内容

本发明避免了反射面天线在移动卫星通信系统中应用的缺陷，本发明的目的 在于提供一种结构简单、使用方便、性能优良的相控阵移动卫星接收天线。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种相控阵移动卫星接收天线，整个接收天线装置包括：接收天线阵列1、馈 电网络3、跟踪接收系统4、波束控制系统5、伺服控制系统9以及天线座6，其 中，所述的接收天线阵列1的馈电端口连接馈电网络3的输入端，馈电网络3将 接收天线阵列1的输出信号进行移相及合路；所述的馈电网络3的输出端与跟踪 接收系统4相连，跟踪接收系统4处理后的合路信号连接任务接收设备20，跟踪 接收系统4处理后的跟踪信号分别连接伺服控制系统9和波束控制系统5，由跟踪 接收系统4进行跟踪控制；伺服控制系统9输出的控制信号连接天线座6，控制天 线座6的机械转动，波束控制系统5输出的控制信号连接馈电网络3，控制相移实 现电扫描；所述的馈电网络3、伺服控制系统9、波束控制系统5、跟踪接收系统 4都安装在天线座6上，天线座6安装在固定载体上。

所述的相控阵移动卫星接收天线，所述的接收天线阵列1采用平面阵列形 式，由M个天线子阵7按等距离在排列成平面阵，天线子阵7间距由电扫角度范 围确定，每个天线子阵7包括N个辐射单元8，其中M、N均为自然数。

所述的相控阵移动卫星接收天线，天线馈电网络3包括：移相器组件2和多 级合路器10，移相器组件2的输入端与天线子阵7连接，其输出端与多级合路器 10连接，多级合路器10的输出端与接收跟踪系统4的输入连接；所述的移相器组 件2将天线子阵7输入的信号进行相位调整然后输入多级合路器10，多级合路器 10再进一步将移相后信号分配和叠加，形成和差信号，并输出至跟踪接收系统 4。

所述的相控阵移动卫星接收天线，所述的跟踪接收系统4包括：高频前端分 机11、跟踪解调分机12，馈电网络3的输出端连接高频前端分机11，高频前端分 机11的一路输出端与任务接收设备20连接，另一路输出端连接跟踪解调分机 12；跟踪解调分机12一路输出端连接波束控制系统5，另一路输出端连接伺服控 制系统9，所述的高频前端分机11将馈电网络3输出的和差信号进行下变频、放 大、滤波等处理后，一路输出接收信号，一路输出中频信号给跟踪解调分机12， 跟踪解调分机12解调出方位、俯仰误差信号后再进行分析处理，并将处理后的跟 踪信号分别输入波束控制系统5和伺服控制系统9，控制天线精确对准目标卫星， 实现移动跟踪。

所述的相控阵移动卫星接收天线，所述的波束控制系统5包括移相驱动器 16、波束控制单元17、运算控制器18和波束控制电源19，运算控制器18的输入 端连接跟踪接收系统4，其输出端连接波束控制单元17，波束控制单元17的输出 端并联N个移相驱动器16，N的数目与移相器组件2的数目相同，移相驱动器16 的输出连接馈电网络3中的移相器组件2，波束控制电源19专给波束控制系统5 供电；所述的运算控制器18将跟踪接收系统4输入的跟踪信号进行处理后，输入 至波束控制单元17，波束控制单元17控制移相驱动器16驱动移相器组件2产生 相移，实现波束指向变化。

所述的相控阵移动卫星接收天线，所述的伺服控制系统9包括控制微机13、 伺服控制单元14和天线驱动模块15，控制微机13的输入端连接跟踪接收系统 4，其输出端连接伺服控制单元14，再串联天线驱动模块15；所述的控制微机13 将跟踪接收系统4输入的跟踪信号进行处理后，输入至伺服控制单元14，伺服控 制单元14产生控制信号控制天线驱动模块15驱动天线座6实现方位、俯仰方向 的机械转动。