[发明专利]用于中地球轨道卫星通信系统的低成本无缆地面站天线

说明书

一种地面站天线，其包括环面形反射器，所述环面形反射器沿着在反射器前方的聚焦弧具有多个馈点。所述地面站天线包括收发机馈源，所述收发机馈源的电气相位中心位于所述聚焦弧上并且由旋转馈送平台支撑。所述收发机馈源被配置为当所述平台旋转时同时追踪上升卫星以及下落卫星。所述地面站天线还包括无线功率接收机，其耦合到所述收发机馈源，以向所述收发机馈源供电。所述地面站天线还包括无线信号接口，其耦合到所述收发机馈源，以与基本单元传输信号，来执行后续处理。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年10月4日申请的题目为“LOW COST CABLELESS GROUNDSTATION ANTENNA FOR MEDIUM EARTH ORBIT SATELLITE COMMUNICATION SYSTEMS(用于中地球轨道卫星通信系统的低成本无缆地面站天线)”的美国专利申请No.14/046,662的权益，该申请已经转让给本申请的受让人，据此通过引用方式将其明确地并入本文。

技术领域

概括地说，本公开内容涉及卫星通信系统。更具体地，本公开内容涉及用于中地球轨道卫星通信系统的低成本无缆地面站天线。

背景技术

被设计为追踪在中地球轨道(或中等地球轨道)(MEO)中的非对地静止卫星的地面站天线往往是高增益抛物面反射器类型的天线。抛物面反射器提供窄的波束宽度和更高的增益，并且被定向(point)为维持与卫星的通信。对反射器的移动可以利用用来移动大型重型天线碟形结构的昂贵而复杂的万向机械驱动系统来执行。

由于MEO卫星的轨道动力学，与两颗卫星同时通信提供不间断的服务。随着一颗卫星离开视地面站的视域，另一颗卫星进入该视域。这通常导致使用两个复杂而昂贵的万向反射器系统的系统。类似的方法使用固定的相控阵天线；然而，波束成形电子器件用于导引波束的成本和复杂性是昂贵和复杂的。另外，对于固定相控阵天线的解决方案，随着波束从瞄准(bore sight)方向扫描离开，波束图案(pattern)形状失真或变宽，使得很难满足由诸如联邦通信委员会(FCC)或国际电信联盟(ITU)等各种管理机构征集的卫星通信(SATCOM)地面站天线的图案规范。

发明内容

根据本公开内容的一个方面，一种地面站天线包括环面形(torus shaped)反射器，所述环面形反射器沿着在反射器前方的聚焦弧(focal arc)具有多个馈点。在这种方面中的地面站天线还包括收发机馈源，所述收发机馈源的电气相位中心位于所述聚焦弧上并由旋转馈源平台支撑。所述收发机馈源被配置为当所述平台旋转时同时地追踪上升卫星以及下落卫星。在这种方面中的地面站天线还包括无线功率接收机，其耦合到所述收发机馈源，以向所述收发机馈源供电。在这种方面中的地面站天线还包括无线信号接口，其耦合到所述收发机馈源，以与基本单元传输信号，来执行后续处理。

根据本公开内容的另一个方面，一种地面站天线包括用于在沿着聚焦弧的多个馈点上反射信号的单元。在这种方面中的地面站天线还包括用于同时地追踪上升卫星以及下落卫星的单元。在这种方面中的地面站天线还包括用于沿着所述聚焦弧来旋转所述追踪单元的单元。所述旋转单元耦合到所述追踪单元。所述地面站天线还包括用于向所述追踪单元无线供电的单元。所述地面站天线还包括用于将来自所述追踪单元的信号无线传输到基本单元以执行后续处理的单元。

根据本公开内容的另一个方面，一种使用具有环面形反射器的地面站天线进行无线通信的方法，所述环面形反射器沿着在所述反射器前方的聚焦弧具有多个馈点，所述方法包括通过沿着所述聚焦弧来旋转收发机馈源，同时地追踪上升卫星以及下落卫星。所述收发机馈源的电气相位中心位于所述聚焦弧上。所述方法还包括向所述收发机馈源无线供电。所述方法还包括在所述收发机馈源与基本单元之间无线地传输信号，以执行后续处理。