)包括用于连接跟踪控制主控器（11)的通信接口（10-6)、两路分别 用于对两路所述信号接收处理电路输出的信号进行数字处理的数字信号处理器和用于将 两路所述数字信号处理器输出的信号合成为三个数字波束的数字波束合成器（10-4)，三个 所述数字波束分别为和波束（16)、左波束（17)和右波束（18)，每路所述数字信号处理器 均由依次相接的数字下变频器（10-1)、匹配滤波器（10-2)和移相器（10-3)组成，所述数 字波束合成器（10-4)由三个加法器（10-41)组成，三个加法器（10-41)中的第一个加法器 (10-41)的两个输入端分别与两个移相器（10-3)中第一个移相器（10-3)的输出端和两个 匹配滤波器（10-2)中第二个匹配滤波器（10-2)的输出端连接，三个加法器（10-41)中的 第二个加法器（10-41)的两个输入端分别与两个匹配滤波器（10-2)的输出端连接，三个 加法器（10-41)中的第三个加法器（10-41)的两个输入端分别与两个匹配滤波器（10-2) 中第一个匹配滤波器（10-2)的输出端和两个移相器（10-3)中第二个移相器（10-3)的输 出端连接，三个加法器（10-41)的输出端各接有一个功率检测器（10-5)，三个功率检测器 (10-5)的输出端均与通信接口（10-6)连接。3. 按照权利要求1所述的基于数字波束跟踪的动中通天线系统，其特征在于：所述天 线（1)为单个的天线或由多个天线组成的阵列天线。4. 按照权利要求1所述的基于数字波束跟踪的动中通天线系统，其特征在于：所述天 线（1)为圆极化天线、线极化天线或椭圆圆极化天线。5. -种如权利要求2所述的基于数字波束跟踪的动中通天线系统对准目标卫星的跟 踪方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 步骤一、系统初始化：所述跟踪控制主控器（11)控制俯仰伺服电机（14)旋转，带动天 线（1)运动到预设的俯仰角度； 步骤二、方位方向跟踪：所述跟踪控制主控器（11)控制方位伺服电机（15)旋转，带动 天线（1)在方位方向上转动扫描，卫星接收机（7)输出的信号经过射频发射模块（5)进行 放大和增益调整后，再经过双工器（2)进行接收与发射信号隔离后经天线（1)发射出去；天 线（1)接收到的信号经过双工器（2)进行接收与发射信号隔离后输出给低噪声放大器（3)， 低噪声放大器（3)放大双工器（2)输出的信号，一方面输出给射频接收模块（6)进行放大 和增益调整后再输出给卫星接收机（7)，另一方面输出给下变频器（4)，下变频器（4)将其 接收到的信号下变频为中频信号后，中频信号再依次经过滤波器（8)进行滤波处理，经过 A/D转换器（9)进行A/D转换变成数字信号后输出给数字波束跟踪接收机（10)，数字波束 跟踪接收机（10)对其接收到的两路信号进行数字化处理，合成和波束（16)、左波束（17) 和右波束（18)三个数字波束，得到和波束（16)的功率P a、左波束（17)的功率Pb和右波束 (18)的功率P。，并根据公式计算得到和波束（16)向右偏离卫 星方向的角度A Θ，然后生成调整天线指向与卫星之间偏差的控制信号给跟踪控制主控器 (11)，跟踪控制主控器（11)控制方位伺服电机（15)旋转，带动天线⑴跟踪卫星；其中，Φ 为左波束（17)与和波束（16)之间的偏转角； 步骤三、惯导跟踪：跟踪控制主控器（11)将步骤二中天线（1)跟踪卫星的位置标定为 惯导的零点位置，接收惯性测量模块（13)检测到的所述天线底座的姿态信号，生成控制俯 仰伺服电机（14)和方位伺服电机（15)的转动角度与速度的信号并控制俯仰伺服电机（14) 和方位伺服电机（15)旋转，俯仰伺服电机（14)和方位伺服电机（15)带动天线（1)跟踪卫 星；同时，跟踪控制主控器（11)接收导航模块（12)生成的对惯性测量模块（13)检测到的 所述天线底座的姿态信号进行校准的校准信号，校准惯性测量模块（13)。6.按照权利要求5所述的跟踪方法，其特征在于：步骤二中数字波束跟踪接收机（10) 对其接收到的两路信号进行数字化处理，合成和波束（16)、左波束（17)和右波束（18)三个 数字波束，得到和波束（16)的功率P a、左波束（17)的功率Pb和右波束（18)的功率P。的具 体过程为： 步骤201、两路所述数字信号处理器中，数字下变频器（10-1)将带通采样的中频数字 信号下变频到更低中频的信号上，下变频后的信号经过匹配滤波器（10-2)保留通信系统 的工作信号，去除带外干扰信号后进入移相器（10-3)，移相器（10-3)对信号进行移相后输 出； 步骤202、三个加法器（10-41)中的第一个加法器（10-41)对经过两个移相器（10-3) 中第一个移相器（10-3)移向处理后的信号和两个匹配滤波器（10-2)中第二个匹配滤波器 (10-2)输出的信号进行叠加，得到左波束（17)并输出给三个功率检测器（10-5)中的第一 个功率检测器（10-5);三个加法器（10-41)中的第二个加法器（10-41)对两个匹配滤波器 (10-2)输出的信号进行叠加，得到和波束（16)并输出给三个功率检测器（10-5)中的第二 个功率检测器（10-5);三个加法器（10-41)中的第三个加法器（10-41)对经过两个移相器 (10-3)中第二个移相器（10-3)移向处理后的信号和两个匹配滤波器（10-2)中第一个匹配 滤波器（10-2)输出的信号进行叠加，得到右波束（18)并输出给三个功率检测器（10-5)中 的第三个功率检测器（10-5); 步骤203、三个功率检测器（10-5)中的第一个功率检测器（10-5)对其接收到的左波 束（17)进行功率检测，得到左波束（17)的功率Pb;三个功率检测器（10-5)中的第二个功 率检测器（10-5)对其接收到的和波束（16)进行功率检测，得到和波束（16)的功率P a;三 个功率检测器（10-5)中的第三个功率检测器（10-5)对其接收到的右波束（18)进行功率 检测，得到右波束（18)的功率P。。
【专利摘要】本发明公开了一种基于数字波束跟踪的动中通天线系统，包括数字波束跟踪接收机、卫星接收机和跟踪控制主控器，数字波束跟踪接收机的输入端接有两路信号接收处理电路，每路信号接收处理电路均包括依次连接的天线、双工器、低噪声放大器、下变频器、滤波器和A/D转换器，卫星接收机的输入端接有射频接收模块，卫星接收机的输出端接有射频发射模块；跟踪控制主控器的输入端接有导航模块和惯性测量模块，跟踪控制主控器的输出端接有俯仰伺服电机和方位伺服电机；本发明还公开了一种基于数字波束跟踪的动中通天线系统对准目标卫星的跟踪方法。本发明设计合理，实现及使用操作方便，跟踪速度快，跟踪精度高，适用范围广，易于推广应用。
【IPC分类】H01Q1/28, H01Q1/50
【公开号】CN105186102
【申请号】CN201510585594
【发明人】兴涛, 谭琪
【申请人】西安星通通信科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月15日