[发明专利]一种全向双天线系统

说明书

本申请提出一种全向双天线系统，包括：第一仰角天线、第二仰角天线；所述第一仰角天线，设置为接收北斗卫星中心站接收机所在区域的北斗地球同步轨道GEO卫星下行波束的用户机定位信号和/或通信信号；所述第二仰角天线，设置为接收北斗卫星中心站接收机所在区域之外预设范围的北斗GEO卫星下行波束的用户机定位信号和/或通信信号，本发明的技术方案，在大规模下属用户监测接收机在机动式工作的情况下，使用由一个负责接收高仰角范围信号的北斗天线和一个负责接收低仰角范围的信号的北斗天线组成的北斗GEO卫星信号的双天线系统，实现在大区域范围内山区机动的相同环境下，中心站接收机天线完整、连续接收下属用户定位、通信信息。

技术领域

本发明涉及天线系统设计领域，具体涉及一种全向双天线系统。

背景技术

中国北斗卫星导航系统(BDS，BeiDou Navigation Satellite System)是中国自行研制的全球卫星导航系统。空间系统由运行在GEO(Geosynchronous Orbit，地球同步轨道卫星)、IGSO(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit，倾斜同步轨道卫星)和MEO(Medium Earth Orbit，中地球轨道卫星)3种不同轨道的35颗卫星组成。中国北斗卫星导航系统具备2种导航定位方式：

1、卫星无线电测量(RDSS，Radio DeterminationSatellite Service)定位工作方式，这种方式下，需要有2颗北斗GEO卫星参与测量用户机到卫星的距离，用户机的定位结果是由北京枢纽站完成，经由5颗GEO卫星中对用户机接收最有利的那1颗GEO卫星转发给用户机。

2、卫星无线电导航(RNSS，Radio Navigation Satellite System)定位工作方式，这种方式下，用户机接收到北斗GEO、IGSO和MEO卫星中的4颗卫星发出的下行导航信号，就能自主在本机内解算出自己的位置参数。

目前有5颗GEO卫星在轨运行，这5颗星既兼容了RNSS定位工作方式，又保持了原北斗一号卫星导航系统的RDSS工作方式。它们的定点位置分别在东经58.75度，东经80度，东经110.5度，东经140度和东经160度。按照RDSS定位原理，5颗星其中的2颗星就能给分布在纬度±55度范围内的用户机定位。由于覆盖的陆地和海洋面积辽阔，如果每颗卫星上只装一副天线将无法对陆、海地域实现全面覆盖，即使能覆盖，由于波束宽度太宽，造成波束内传输信号的功率谱密度较低，也无法满足地面用户对接收信号电平的要求。为了确保地面用户接收信号质量，每颗卫星都使用了多付天线，对陆、海地域实现多波束分别覆盖。

位于北斗GEO卫星覆盖区域内的北斗用户机，为了在各陆、海地域都能接收到1颗北斗GEO卫星下行定位、通信信号，使用时要求天线俯仰角为90°(中心线垂直于所在地面)，方位角不受方向限制，其天线波束的覆盖角度设计成至天线底面起指向上方的全向天线。这些单独使用的用户机的接收机，无论在GEO卫星覆盖陆、海地域的任何地方、任何时候都处于某颗卫星某一个波束的覆盖范围中。由于受到天线设计制作时波束旁瓣、背瓣的以及低仰角折射信号影响，实际中，北斗地面接收机天线的波束方向图一般都在俯仰角30°以上才能保证正常工作。

北斗卫星系统RDSS定位结果处理是由位于北京的枢纽站完成的，对某一个特定用户将通过该用户机所处的能够覆盖其天线的GEO卫星信号最佳的波束转发给其所述定位结果。

对于要求能够同时监控多下属用户机位于地面的并机动式工作的中心站用户机(简称：中心站)来说，这种做法存在以下问题：

当所属用户机在相邻的卫星下行波束范围内工作而不在中心站接收机所处的卫星下行波束覆盖范围时，就可能接收不到北斗卫星发给下属用户的卫星信号；

当中心站是机动式工作方式，如果行进到山区、坡路时，由车身倾斜造成天线中心线相对垂线的倾斜，这种倾斜角度可能达到30°，中心站接收机天线有可能接收不到北斗卫星发给下属用户的卫星信号。

发明内容