一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路及其控制方法与流程

本发明涉及机载卫星通信，具体是一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路及其控制方法。

背景技术：

1、为了满足机上用户的通信需求，越来越多的飞机安装卫星通信设备，为乘客提供基于卫星的互联网接入服务。但是，飞机在运行过程中难免出现电源切换操作，会导致机载设备出现短暂的(如小于200ms)供电中断。除了一些重要设备有蓄电池供电之外，其它机载设备面对这种情况一般只有两种选择：一是为了能连续正常工作，使用大容量电容储能来持续给设备供电，但这会导致设备重量和体积的显著增加；另外一种做法是随着供电中断而掉电并停止工作，待电源恢复后重新启动运行，这种做法很省成本，但是会出现功能不连续，尤其现在很多机载电子设备都有复杂的软件及操作系统，上电启动和初始化时间很长，对功能的连续性影响很大。

2、由于无线电收发功能的客观存在，机载卫星通信设备功耗较大，采取大容量储能电容来维持连续运行是不现实的，飞机无法承受所需增加的电容重量和体积。如果随着供电中断而掉电，再随着供电恢复而重新启动，对于机载卫星通信设备这样复杂的系统而言，其启动和初始化时间很长，再加上重新搜星、对星、跟踪和入网认证等流程，通信断网时间会长达5分钟以上，对于机上用户来说体验感很差，极不利于基于卫星的航空通信的应用和推广。

技术实现思路

1、为克服现有技术的不足，本发明提供了一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路及其控制方法，解决现有技术存在的机载卫星通信设备在电源瞬断后难以快速恢复通信的问题。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

3、一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，包括天线电源电路、天线射频单元、天线控制单元、掉电保护电路，天线电源电路与天线射频单元、天线控制单元分别电连接，天线控制单元与掉电保护电路电连接。

4、作为一种优选的技术方案，天线控制单元与天线射频单元电连接，天线控制单元对天线射频单元进行周期性的就绪状态监测。

5、作为一种优选的技术方案，天线射频单元周期性向天线控制单元发送就绪状态信息，天线控制单元在收到天线射频单元就绪状态信息后向天线射频单元发送工作参数和指令。

6、作为一种优选的技术方案，天线射频单元通过总线接口周期性向天线控制单元发送就绪状态信息。

7、作为一种优选的技术方案，掉电保护电路包括相互并联的支路a、支路b；其中，支路a包括二极管d1，二极管d1的阴极与天线控制单元电连接；支路b包括相互串联的储能电路、二极管d2，二极管d2的阴极与天线控制单元电连接。

8、作为一种优选的技术方案，天线电源电路包括相互电连接的电源转换电路、掉电检测电路；其中，电源转换电路将飞机电源转换后分别向天线射频单元和天线控制单元供电，掉电检测电路与天线控制单元电连接以监测飞机电源掉电事件。

9、作为一种优选的技术方案，天线电源电路与掉电保护电路电连接。

10、一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路的控制方法，采用所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，当飞机电源发生瞬断事件发生时，掉电保护电路对天线控制单元供电。

11、一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路的控制方法，采用所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路；

12、当飞机电源正常供电时，天线电源电路分别向天线控制单元和天线射频单元正常供电，支路a对天线控制单元供电；

13、当飞机电源发生瞬断事件发生时，执行以下步骤：

14、a，天线电源电路和天线射频单元断电停止工作，天线控制单元由支路b供电而继续工作；同时，掉电检测电路检测到掉电事件，产生掉电信号发送到天线控制单元；

15、b，天线控制单元收到掉电信号后，向天线射频单元周期性发送状态询问信息，请求获得天线射频单元的状态信息，判断天线射频单元是否处于就绪状态；

16、c，在飞机电源发生掉电后的掉电期间内恢复正常供电，天线电源电路恢复向天线射频单元和天线控制单元恢复正常供电，天线射频单元启动恢复正常工作，并响应天线控制单元的状态询问信息而回复状态就绪信息；

17、d，天线控制单元收到天线射频单元的状态就绪信息后，向天线射频单元发送当前工作参数和指令；

18、e，天线射频单元收到天线控制单元的工作参数和指令后，波束指向对准卫星并接收卫星信号，恢复通信链路。

19、作为一种优选的技术方案，步骤c中，掉电期间≤200ms。

20、本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

21、本发明从供电的角度区别对待卫星通信天线的不同功能单元，将卫星通信天线分解成功率较大但启动速度快的天线射频单元和启动初始化时间较长而功耗较低的天线控制单元，并对这两部分功能单元分别采取不同的掉电处理策略；同时，本发明还设计了天线控制单元与天线射频单元应对电源瞬断的协调通信机制。通过上述两方面的手段，使得在飞机电源发生瞬断事件后，机载卫星通信设备能快速恢复对星和入网，快速恢复数据链路，让机上用户基于卫星的通信保持良好的连续性和稳定性，同时又避免了卫星通信设备重量、体积的显著增加。

技术特征：

1.一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，其特征在于，包括天线电源电路、天线射频单元、天线控制单元、掉电保护电路，天线电源电路与天线射频单元、天线控制单元分别电连接，天线控制单元与掉电保护电路电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，其特征在于，天线控制单元与天线射频单元电连接，天线控制单元对天线射频单元进行周期性的就绪状态监测。

3.根据权利要求2所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，其特征在于，天线射频单元周期性向天线控制单元发送就绪状态信息，天线控制单元在收到天线射频单元就绪状态信息后向天线射频单元发送工作参数和指令。

4.根据权利要求3所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，其特征在于，天线射频单元通过总线接口周期性向天线控制单元发送就绪状态信息。

5.根据权利要求1所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，其特征在于，掉电保护电路包括相互并联的支路a、支路b；其中，支路a包括二极管d1，二极管d1的阴极与天线控制单元电连接；支路b包括相互串联的储能电路、二极管d2，二极管d2的阴极与天线控制单元电连接。

6.根据权利要求1所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，其特征在于，天线电源电路包括相互电连接的电源转换电路、掉电检测电路；其中，电源转换电路将飞机电源转换后分别向天线射频单元和天线控制单元供电，掉电检测电路与天线控制单元电连接以监测飞机电源掉电事件。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，其特征在于，天线电源电路与掉电保护电路电连接。

8.一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路的控制方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路，当飞机电源发生瞬断事件发生时，掉电保护电路对天线控制单元供电。

9.一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路的控制方法，其特征在于，采用权利要求5至7任一项所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路；

10.根据权利要求9所述的一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路的控制方法，其特征在于，步骤c中，掉电期间≤200ms。

技术总结
本发明涉及机载卫星通信技术领域，公开了一种电源瞬断后快速恢复卫星通信的电路及其控制方法，该电路，包括天线电源电路、天线射频单元、天线控制单元、掉电保护电路，天线电源电路与天线射频单元、天线控制单元分别电连接，天线控制单元与掉电保护电路电连接。本发明解决了现有技术存在的机载卫星通信设备在电源瞬断后难以快速恢复通信的问题。

技术研发人员：李雪莲,叶文军,杜晓实
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15