一种车载动中通卫星通讯天线的天馈系统及天线套件的制作方法

1.本实用新型涉及通信产品领域，具体涉及一种车载动中通卫星通讯天线的天馈系统及天线套件。


背景技术：

2.卫星通信系统中，为充分利用频率资源，增加转发信号的数量，ku波段多采用正交线极化方式，实现频率复用。若地面通信设备极化调整不当，出现极化失配，则会产生极化损耗、交叉极化干扰等问题。具体而言，对于单极化天线，若极化失配，则会产生极化损耗，使信号功率降低；对于双极化天线，若极化失配，则不仅会产生极化损耗，降低信号场强，还会使同频正交信号相互干扰；对于接收信道，若极化不匹配，则会使接收信号功率下降，信噪比降低，严重时接收机无法接收到卫星信号或解调不出卫星信号，使通信中断；对于发射信道，若极化不匹配，则会使发射信号交叉极化隔离度差，若极化不匹配，则会使发射信号交叉极化隔离度差，直接对同一转发器内其他地球站的同频正交信号造成干扰。
3.传统双极化车载动中通卫星通讯天线中，一般采用机械式极化切换开关，这就需要相应的传动机构进行支撑，这就导致其可靠性较差。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本实用新型旨在提供一种可靠性较高的车载动中通卫星通讯天线的天馈系统及天线套件。
5.为了达到上述发明创造的目的，本实用新型采用的技术方案为：
6.提供一种车载动中通卫星通讯天线的天馈系统，其包括天线和射频收发模块；射频收发模块包括电源电路、控制单元和与天线连接的双工器，双工器的两个第一输出端通过接收电调极化电路分别与第一高频头lnb和第二高频头 lnb的输入端连接，第一高频头lnb和第二高频头lnb的输出端通过第一合路器与第一功分器连接。
7.第一功分器的第一输出端与信标机接口连接，第一功分器的第二输出端与馈电系统接口电路连接；双工器的两个第一输入端分别通过第一变频功率放大器buc和第二变频功率放大器buc与发射电调极化电路的输出端连接，发射电调极化电路的输入端与馈电系统接口电路连接，控制单元分别与发射电调极化电路、第一变频功率放大器buc、第二变频功率放大器buc、接收电调极化电路和伺服跟踪系统接口连接。
8.电源单元分别与控制单元、发射电调极化电路、第一变频功率放大器buc、第二变频功率放大器buc、和馈电系统接口电路连接。
9.另一方面，本方案还提供一种车载动中通卫星通讯天线套件，其包括依次连接的acu单元、馈电系统、具有信标机的伺服跟踪系统以及本方案提供的天馈系统，信标机接口与信标机连接，馈电系统接口电路与馈电系统连接；伺服跟踪系统接口与伺服跟踪系统连接。
10.本实用新型的有益效果为：
11.基于控制单元、接收电调极化电路、第一高频头lnb和第二高频头lnb 以及发射电调极化电路、第一变频功率放大器buc和第二变频功率放大器buc 实现双通道电调极化，从而提升了稳定性。具体地，控制单元通过控制接收电调极化电路和发射电调极化电路实现接收和发送的极化切换以及极化跟踪。其中，第一高频头lnb和第二高频头lnb分别输出水平极化信号和垂直极化信号至第一合路器中；第一变频功率放大器buc和第二变频功率放大器buc分别输出水平极化信号和垂直极化信号至双工器中。
附图说明
12.图1为本实用新型中天馈系统的原理框图；
13.图2为具体实施例中天馈系统的原理框图；
14.图3为本实用新型中车载动中通卫星通讯天线套件的原理框图；
15.图4为具体实施例中，与图2所示天馈系统配合的伺服跟踪系统的原理框图；
16.图5为与图2和图4所示的天馈系统和伺服跟踪系统配合的馈电系统的原理框图。
具体实施方式
17.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式做详细说明，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型。但应该清楚，下文所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。在不脱离所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，本领域技术人员在没有做出任何创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
18.应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
19.如图1所示，该车载动中通卫星通讯天线的天馈系统包括天线和射频收发模块；射频收发模块包括电源电路、控制单元和与天线连接的双工器，双工器的两个第一输出端通过接收电调极化电路分别与第一高频头lnb和第二高频头lnb的输入端连接，第一高频头lnb和第二高频头lnb的输出端通过第一合路器与第一功分器连接。
20.如图1所示，第一功分器的第一输出端与信标机接口连接，第一功分器的第二输出端与馈电系统接口电路连接；双工器的两个第一输入端分别通过第一变频功率放大器buc和第二变频功率放大器buc与发射电调极化电路的输出端连接，发射电调极化电路的输入端与馈电系统接口电路连接，控制单元分别与发射电调极化电路、第一变频功率放大器buc、第二变频功率放大器buc、接收电调极化电路和伺服跟踪系统接口连接。
21.如图1所示，电源单元分别与控制单元、发射电调极化电路、第一变频功率放大器buc、第二变频功率放大器buc、和馈电系统接口电路连接。
22.实施时，车载动中通卫星通讯天线的天馈系统一般安装在天线面背面，与天线成为一体，天线为喇叭口收发共面平板阵列天线。
23.如图2所示，本方案中接收电调极化电路包括分别与双工器的两个第一输出端连接的第一低噪声放大器lna和第二低噪声放大器lna，第一低噪声放大器lna和第二低噪声
放大器lna的输出端通过第一电桥分别与第一移相器和第二移相器连接。第一移相器和第二移相器的输出端通过第二电桥分别与第一高频头lnb和第二高频头lnb的输入端连接；控制单元分别与第一低噪声放大器lna、第二低噪声放大器lna、第一移相器和第二移相器连接；电源电路分别与第一低噪声放大器lna和第二低噪声放大器lna连接。
24.利用第一低噪声放大器lna和第二低噪声放大器lna补偿第一移相器、第二移相器、第一电桥和第二电桥带来的损耗。第一高频头lnb和第二高频头lnb可以同时输出两路正交的线极化波(水平和垂直)。
25.如图2所示，发射电调极化电路包括分别与第一变频功率放大器buc和第二变频功率放大器buc的输入端连接的第三电桥，第三电桥的两个输入端分别通过第三移相器和第四移相器与第二功分器的两个输出端连接。第二功分器的输入端与馈电系统接口电路连接；控制单元分别与第三移相器和第四移相器连接。
26.控制单元通过控制第一移相器、第二移相器、第三移相器和第四移相器实现接收和发送的极化调整以及极化跟踪。
27.如图2所示，馈电系统接口电路包括第二合路器，第二合路器的输入端通过下变频单元与第一功分器的第二输出端连接；第二合路器的输出端通过高通滤波单元与第二功分器的输入端连接，第二合路器的输出端与馈电系统接口连接。电源单元与下变频单元连接。电调极化后第一高频头lnb和第二高频头lnb 输出的中频信号先经第一合路器合路，再经下变频单元下变频到70mhz(以便于与modem tx中频信号区分)后与馈电系统传输来的modem tx中频信号经第二合路器合路后用一个通道传输，从而减少该天馈系统的输入输出接口。
28.如图2所示，车载动中通卫星通讯天线的天馈系统还包括与电源电路连接的两个风扇，用于分别对天馈系统中发热器件buc和lnb散热，从而进一步提升该天馈系统的稳定性。
29.如图2所示，信标机接口为接头母头，从而与伺服跟踪系统中的信标机连接。馈电系统接口为接头母头，从而与馈电系统连接。
30.如图3所示，本方案还提供一种车载动中通卫星通讯天线套件，其包括依次连接的acu单元、馈电系统和具有信标机的伺服跟踪系统，其特征在于，还包括本方案提供的天馈系统，信标机接口与信标机连接，馈电系统接口电路与馈电系统连接；伺服跟踪系统接口与伺服跟踪系统连接。
31.关于器件的型号，天线的型号为soma
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600p
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a，双工器的型号 sgq150
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sk，第一低噪声放大器lna和第二低噪声放大器lna的型号为 zpx
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cgd，第一电桥、第二电桥和第三电桥的型号为th2810d，第一高频头 lnb和第二高频头lnb的型号为ku band lnb u125x
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2，第一合路器和第二合路器的型号为sp2
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5a，第一功分器和第二功分器的型号为gs02
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04、下变频单元的型号为nsfc01
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01，滤波单元的型号为cw4l2
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20a
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s，第一变频功率放大器buc和第二变频功率放大器buc的型号为njt8302uf，控制单元中控制芯片的型号为icn20605。
32.该车载动中通卫星通讯天线套件的工作原理为：
33.信号接收：通过天线接收卫星信号，并将卫星信号经双工器、接收电调极化电路馈入第一高频头lnb和第二高频头lnb，第一高频头lnb和第二高频头lnb进行信号的转换，并将转换后的信号经馈电系统接口电路和馈电系统馈入acu单元中的modem，modem进行信号
解调并将解调后的信号转换为ip 信号，然后将ip信号发往用户设备。
34.信号发射：用户设备将用户ip信号发送至acu单元的modem，modem 将用户ip信号调制为950～2150mhz中频信号后馈入，第一变频功率放大器 buc和第二变频功率放大器buc，经第一变频功率放大器buc和第二变频功率放大器buc实现950～2150mhz到13.75～14.5ghz的转换后经双工器和天线向卫星发送无线信号(13.75～14.5ghz)。
35.天馈系统通过伺服跟踪系统接口将伺服跟踪系统所需中频信号输入伺服跟踪系统(伺服跟踪系统需要获取中频输入信号作为对准卫星的判断依据)。伺服跟踪系统基于该中频输入信号自动对星。
36.实施时，如图3所示，acu单元一般安装在车内；馈电系统、天馈系统和伺服跟踪系统安装在车外(天馈系统和伺服跟踪系统安装在转台上，也即天线与射频收发模块集成后与伺服跟踪系统全部一体化集成在转台上面随方位一起转动)。其中，通过天线与射频收发模块一体化尽量缩小转台部分的高度，可提高美观程度和减小车行阻力，从而提高产品竞争力。
37.如图2、图4和图5所示，本方案中电源单元通过第一弯针插座与伺服跟踪系统的电源接口连接，进而从馈电系统取电(馈电系统先将电传输至伺服跟踪系统，再由伺服跟踪系统经第一弯针插座将电输送至电源单元，从而为伺服跟踪系统和天馈系统供电)。同时为减少接口，伺服跟踪系统接口通过第一弯针插座的引脚9和10与伺服跟踪系统连接。