[发明专利]一种自动极化调整天线系统及其极化校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域中的一种天线技术，适用于制造卫星通信或其它通信系统中具有极化调整功能的天线系统及其极化校准方法。

背景技术

目前在通信系统中使用的可进行极化调整的天线有以下几种形式，在性能上虽各有特点，但均存在某种不足。

1、利用机械转动天线或天线馈源的方式，可实现手动或电动极化调整，但主要缺点有：采用机械转动的方式，调整速度慢；如果天线为阵列形式，则需要把整个天线进行旋转，增加天线结构的复杂度，并且当天线的绕极化轴转动时，可能引起天线高度的增加。

2、利用转动馈电波导方向的方式，可实现手动或电动极化调整，但主要缺点有：该方法还是采用机械转动的方式，调整速度慢；这种方法只适合波导形式馈电的圆口径喇叭天线和用圆口径喇叭作为馈源的反射面天线，其它形式的天线无法采用该方式。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种自动极化调整天线系统及其极化校准方法。本发明采用自动调整正交双线极化单元幅度比例的方法完成自动极化调整功能，并采用自动校准方法完成极化校准过程。该方法具有调整速度快可实现时时调整、调整效果好、不改变天线的轮廓等优点，适用于制造卫星通信或其它通信系统中具有极化调整功能的天线，特别适用于移动载体的低轮廓卫星通信天线。

一种自动极化调整天线系统，所述天线为接收天线，包括水平极化天线和垂直极化天线，还包括自动极化调整模块和极化控制电路；所述自动极化调整模块的两个输入端口分别用射频电缆与水平极化天线和垂直极化天线连接，自动极化调整模块的输出端口与外接的接收设备连接，用于自动调整水平极化信号和垂直极化信号之间的幅度相位关系、实现自动极化的调整；极化控制电路与自动极化调整模块连接，用于根据控制指令控制极化调整模块的幅度和相位。其中，所述的自动极化调整模块由第一、第二放大器及其匹配电路、第一、第二数控移相器、第一、第二数控衰减器、合路器组成；第一、第二放大器及其匹配电路的输入端口分别接水平极化天线和垂直极化天线的输出端口，第一、第二放大器及其匹配电路的输出端口分别串接第一、第二数控移相器的输入端口，用于是放大信号；第一、第二数控移相器的输出端口分别串接第一、第二数控衰减器的输入端口，用于是对信号进行移相；第一、第二数控衰减器的输出端口串接合路器的输入端口，用于对信号进行衰减；合路器的输出端口与外接的接收设备连接。

一种自动极化调整天线系统，所述天线为发射天线，包括水平极化天线和垂直极化天线，还包括自动极化调整模块和极化控制电路；所述自动极化调整模块的两个输出端口分别用射频电缆与水平极化天线和垂直极化天线连接，自动极化调整模块的输入端口与外接的接收设备连接，用于自动调整水平极化信号和垂直极化信号之间的幅度相位关系、实现自动极化的调整；极化控制电路与自动极化调整模块连接，用于根据控制指令控制极化调整模块的幅度和相位。其中，所述的自动极化调整模块由第一、第二放大器及其匹配电路、第一、第二数控移相器、第一、第二数控衰减器、分路器组成；第一、第二放大器及其匹配电路的输出端口分别接水平极化天线和垂直极化天线的输入端口，第一、第二放大器及其匹配电路的输入端口分别串接第一、第二数控移相器的输出端口，用于是放大信号；第一、第二数控移相器的输入端口分别串接第一、第二数控衰减器的输出端口，用于是对信号进行移相；第一、第二数控衰减器的输入端口串接分路器的输出端口，用于对信号进行衰减；分路器的输入端口与外接的接收设备连接。

一种自动极化调整天线系统的极化校准方法，所述天线为接收天线，由水平极化天线和垂直极化天线组成，主要借助于自动极化校准系统来实现的，所述自动极化校准系统包括待极化校准的天线、测试转台、频谱分析仪、接口转换器、计算机、信标天线、极化旋转装置、信号源和信标塔，计算机通过接口转换器控制待极化校准的天线中的第一、第二数控移相器和第一、第二数控衰减器，同时通过接口转换器读取频谱分析仪的功率电平值，实现自动极化调整，包括步骤：

1、将信标天线旋转至某一角度θ，将待极化校准的天线法向对准信标天线接收信号，信号源发射信号并通过信标天线发出；

2、自动极化调整模块中的移相器和衰减器均设置在0°或0dB状态，分别用频谱分析仪测定并用计算机记录单独水平极化天线和单独使用垂直极化天线作为接收天线时，自动极化调整模块输出端口的接收电平值；

3、调整第一、第二数控衰减器，将水平极化天线和垂直极化天线的接收信号的电平调整一致，调整后第一、第二数控衰减器的值分别为A1和A2；