一种基于星载机械天线的低频通信方法与流程

本发明涉及低频通信技术领域，具体涉及一种基于星载机械天线的低频通信方法。

背景技术：

目前的星载低频信号发射系统大致有两种：美国和意大利等国采用细长天线，而俄罗斯采用的则是环天线。1959年，美国宇航局(nasa)开始实施loft-1卫星试验。1993年4月，nasa和意大利空间机构(asi)合作在“亚特兰大号”航天飞机上成功地发射地试验系留卫星系统。1996年，nasa和asi再次合作在“亚特兰大号”航天飞机发射系留卫星。不过遗憾的是，由于天线尺寸过大，在天线展开过程中失败了。而俄罗斯亦投巨资对此项试验进行了研究，不过其低频发射装置是一种金属环天线。早在1987年，前苏联在“进步--28号”空间站成功地发射了两付直径20m的环天线。俄罗斯在之前实验成功的基础上，计划于1998年下半年进行命名为“parameter”的低频发射试验。但由于经费原因，此项计划推迟。此项实验若取得满意的结果，将对星载的低频信号发射与传播研究有着重要的意义。

技术实现要素：

本发明针对于目前星载低频信号发射系统发射天线尺寸过长，导致其较难在空间有效展开的问题，提出了一种基于星载机械天线的低频通信方法，本发明所述方法包括将改装后的机械天线安装在通讯卫星上，采用太阳能供电，并通过多卫星组网的方式，实现覆盖全球的低频通信。

本发明所述方法采用的主要通讯元件是低频机械天线，即通过机械装置驱动驻极体或永磁体材料产生低频信号进行传播，并对其加以结构的改装，使其能够安装于通讯卫星上，且适用于通讯卫星的工作环境。

本发明所述的星载机械天线，既具有良好的低频通信性能，同时与现有低频通讯设备相比，又具有较小尺寸和重量，能够在于通讯卫星共同运行时，对卫星正常工作的影响较小。

本发明所述的星载机械天线，由于所需功耗较小，可利用卫星的太阳能电池板进行供电，不需多余的电源设备，进一步减小载荷，有益于卫星的正常运行。

本发明所述的基于星载机械天线的低频通信方法，可在多个通讯卫星上安装所述星载机械天线，可以组建覆盖全球的低频通信网，同时可以与空中飞行器、陆地车辆、水上舰艇和水下航行器建立通信，实现覆盖全面和海陆空多层次的低频通信。

本发明与现有技术相比，具有以下明显优势：

(1)充分利用机械天线优益的低频通信性能，减小通讯设备的尺寸和功耗，节省空间和资源。

(2)通过采用太阳能供电等改进，对机械天线进行结构优化，使其能够安装于通讯卫星上，且对其正常运行影响较小。

(3)通过在多个通讯卫星上安装所述星载机械天线，可以组建低频通信网，实现覆盖全球和海陆空多层次的低频通信。

附图说明

图1为本发明的基于星载机械天线的低频通信方法流程示意图；

图2为本发明的基于星载机械天线的低频通信方法卫星组网示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。以下描述是用于说明的目的，而不是为了限制。在不脱离本发明的精神的前提下，可以在文中所述实施例的范围内做出多种改变和修改。为了清楚起见，在此说明书中并没有描述实际实现的所有特征。

如图1所示，本发明提出的基于星载机械天线的低频通信方法，工作流程是在将改装后的小尺寸低功耗的旋转驻极体式机械天线安装于通讯卫星上，与其一同运行，在其自带太阳能电池板的供电下，通过通讯卫星控制器控制所述机械天线，根据用户需求将所需通讯信号加载到所产生的低频电磁波上，利用所述机械天线向接收方向发射混合信号。通讯信号接收端通过接收设备接收到所述混合信号，通过调制解调完成低频无线通信。

如图2所示，本发明所述的基于星载机械天线的低频通信方法，可在多个通讯卫星上安装所述星载机械天线，由于卫星绕地球运动，可降低电波传播损耗，且由于电离层的折射指数很大，波长大大缩短，能够提高天线的辐射效率，可以不需要太大的功率即能覆盖全球主要地域。按照所述工作流程，可以通过所述的基于星载机械天线的低频通信方法，组建覆盖全球的低频通信卫星网，同时可以与空中飞行器、陆地车辆、水上舰艇和水下航行器建立通信，实现覆盖全面和海陆空多层次的低频通信。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种基于星载机械天线的低频通信方法，属于低频通信技术领域。本发明所述方法包括将机械天线安装在通讯卫星上，采用太阳能供电，并通过多卫星组网的方式，实现覆盖全球的低频通信。本发明以较小载荷的机械天线，减小对通讯卫星正常运行的影响，并能够充分利用低频电磁波穿透力强的优势，克服现有地面低频通信发射天线尺寸功耗过大的缺点，实现全面和多层次的低频通信。

技术研发人员：崔勇;王琛;宋晓
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2019.03.25
技术公布日：2019.08.13