[发明专利]动中通平板天线电子变极化系统及电子变极化方法

说明书

技术领域

本发明属于移动卫星通信中的平板天线变极化技术领域，尤其是涉及一种动中通平板天线电子变极化系统及电子变极化方法。

背景技术

动中通是“移动中的卫星通信系统”的简称，通过动中通系统，车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星等平台，不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息，可满足各种军民用应急通信和移动条件下的多媒体通信的需要动中通系统很好地实现了各种车辆、轮船、飞机等移动载体在运动中通过地球同步卫星，实时不断地传递语音、数据、图像、高清晰的动态视频图像等多媒体信息，是通信领域的一次重大的突破，在军民两个领域都有极为广阔的发展前景。综上，动中通卫星通信系统是指移动载体(例如汽车、火车、飞机、轮船等)在快速运行过程中实现与目标卫星(静止或定点卫星，即同步轨道卫星)实时通信的系统。实际工作中，因为目标卫星距地面的距离很远(约4万公里)，要实现卫星与地面载体间高码速率的多媒体通信，就必须采用高增益天线。由于这种天线的波束宽度很窄，要保证载体在快速移动过程中能够正常且不间断地与卫星通信，则必须使其天线波束始终准确地对准卫星。

Ku频段卫星系统采用线极化方式，因而载体行进过程中，姿态和地理位置的持续变化会导致波束的滚动问题，如果只在指向上对准卫星，接收卫星信号时会存在极化失配问题，造成增益损失，严重极化失配时发射信号会给卫星的其它用户带来较强的极化干扰，影响卫星正常工作。动中通卫星通信系统的天线一般分为反射面天线和平板天线两种。通过一个反射面天线和一个电动变极化馈源就可以实现异频双极化和变极化功能，这一技术已经成熟，但其在高度、机械特性等方面还不能满足大部分应用场合的要求。对于平板天线构成的低轮廓动中通卫星通信系统，由于极化轴固定连接在天线孔径上，因而通过旋转天线来调整极化显然起不到降低高度的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、体积小、接线方便且使用操作简便、极化匹配效果好的动中通平板天线电子变极化系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种动中通平板天线电子变极化系统，其特征在于：包括对承载Ku频段双极化平板天线的移动载体的姿态与位置信息进行实时检测的状态信息检测单元、根据状态信息检测单元所检测信息计算得出所述移动载体在静态及动态条件下的极化角的主控制器、对Ku频段双极化平板天线所收发信号的相位与幅度进行调整以实现实时对Ku频段双极化平板天线进行极化匹配的电子变极化单元和根据主控制器的计算结果相应推算出需对Ku频段双极化平板天线所收发信号的相位或者相位与幅度进行调整的调整量并根据所计算出来的调整量相应对电子变极化单元进行控制的辅控制器，所述状态信息检测单元与主控制器相接，主控制器与辅控制器相接，辅控制器与电子变极化单元相接，且电子变极化单元分别与Ku频段双极化平板天线的水平极化端口和垂直极化端口相接；所述电子变极化单元为双通道变极化系统或单通道变极化系统，所述状态信息检测单元包括位置检测单元和姿态检测单元且所述位置检测单元和姿态检测单元均与主控制器相接，所述电子变极化单元通过上变频器或下变频器与通讯设备相接。

上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是：所述Ku频段双极化平板天线包括双极化接收天线和双极化发射天线，所述电子变极化单元包括与双极化接收天线的垂直极化与水平极化端口相接的电子变极化单元一和与双极化发射天线的垂直极化与水平极化端口相接的电子变极化单元二，所述电子变极化单元一和电子变极化单元二均与辅控制器相接；所述电子变极化单元一和电子变极化单元二分别通过下变频器和上变频器与通讯设备相接。

上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是：所述辅控制器为单片机MSP430。

上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是：所述位置检测单元为GPS定位系统，所述姿态检测单元为惯性姿态测量系统。

上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是：所述单片机MSP430与主控制器之间通过SPI接口进行连接。

同时，本发明还提供了一种步骤简单、控制简便、可实现快速极化调整且适用面广的动中通平板天线电子变极化方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、移动载体状态信息实时检测与同步传送：所述位置检测单元对所述移动载体当前所处位置的经纬度进行实时检测并将检测结果同步传送至主控制器；同时，所述姿态检测单元对所述移动载体的相关姿态参数进行实时检测并将检测结果同步传送至主控制器；