一种便携式可拆卸低轨卫星信关站系统的制作方法

1.本实用新型涉及通信领域，具体涉及一种便携式可拆卸低轨卫星信关站系统。


背景技术：

2.目前，随着低轨卫星数量不断增加，而低轨卫星移动通信具有视距通信的特点，需要用户端和信关站及卫星都在视距内，否则将存在无法通信的情况。传统信关站采用固定/机动站的方法。建设固定信关站具有成本高、周期长、机动性差、战时生存率低的缺点，且固定站的覆盖范围固定。机动站则需要专业底盘或拖车，需要专门的特种驾驶，目标较大，具有建造周期长，成本高的缺点。传统信关站的方式无法满足低成本、快速灵活、战时具有高生存能力的卫星通信地面站及愈发广泛的低轨卫星测试需求。


技术实现要素：

3.本实用新型针对目前低轨卫星信关站的这些缺点，提出一种便携式可拆卸低轨卫星信关站系统，建设一套高度集成及一体化、折叠收藏后可满足公共交通工具运输、可应急部署、低成本、方便测试的便携式可拆卸信关站系统，并支持低轨卫星ka馈电通信，能实现低轨卫星数据和信关站闭环的网络通信。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.一种便携式可拆卸低轨卫星信关站系统，包括拆卸天线分系统、信道分系统、时频及定位定向分系统以及基带分系统；
6.所述拆卸天线分系统包括可拆卸天线面、结构座架、ka波段馈源、可调平支架、驱动系统和控制系统，所述可拆卸天线面的底部与所述可调平支架可拆卸连接，所述可调平支架与所述结构座架可拆卸连接，所述ka波段馈源与所述可调平支架分别位于所述可拆卸天线面的两侧，所述ka波段馈源可拆卸设置在所述可拆卸天线面的中间位置，所述控制系统通过所述驱动系统控制所述可调平支架在水平面以及竖直面转动，同时，所述控制系统与所述信道分系统和基带分系统连接；
7.所述信道分系统包括ka buc和ka lnb；
8.所述基带分系统包括调制解调器，所述调制解调器分别通过所述ka buc和ka lnb与所述ka波段馈源连接；
9.所述时频及定位定向分系统包括定位天线、时频及定位接收机以及gps/北斗信号接收天线，所述时频及定位接收机分别与所述定位天线和gps/北斗信号接收天线连接，所述定位天线可拆卸地安装在所述可拆卸天线面上。
10.本技术方案中，通过定位天线定位可拆卸天线面的方位，即定位ka波段馈源的指向，将定位信息传给时频及定位接收机，通过控制系统对驱动系统进行驱动，进而调整可调平支架的方位，来调整可拆卸天线面的方位和俯仰角度；结构座架用于在地面上进行支撑，ka波段馈源用于完成对低轨卫星跟踪及ka频段信号收发；gps/北斗信号接收天线用于接收gps/北斗卫星信号，实现双天线定位定向姿态测量功能，可提供可靠的频率和时间标准信
号，分发给各设备使用；信道分系统完成信道信号的变频和功率放大；基带分系统完成ka波段的上行馈电数据的中频调制发送以及ka波段下行馈电数据的中频解调及网络发送；天线面为可拆卸形式、ka波段馈源、可调平支架、定位天线均与天线面为可拆卸连接方式进行连接，便于拆卸，同时，可调平支架与结构座架也为可拆卸连接的方式进行连接，便于搬动时拆卸。
11.作为优化，所述可拆卸天线面的形状为抛物面，所述ka波段馈源位于抛物面的可拆卸天线面的凹面中心。
12.这样，天线面可以更好地收集信号，ka波段馈源更好地接收信号。
13.作为优化，所述可拆卸天线面由8瓣可拆卸式分瓣体组成。
14.这样，便于拆卸和放置。
15.作为优化，所述可拆卸天线面的直径不小于1.8m。
16.这样，可以使得天线面收集的信号更广。
17.作为优化，所述基带分系统还包括输出线性放大器和接入线性放大器，所述调制解调器的输出端通过所述输出线性放大器分别与所述ka buc和核心网连接，所述调制解调器的输入端分别通过所述接入线性放大器与所述ka lnb和接入网/核心网连接。
18.这样，输出线性放大器和接入线性放大器用来放大射频信号。
19.作为优化，所述定位天线可拆卸地安装在所述可拆卸天线面的边缘。
20.这样，不会干扰到ka波段馈源的信号收集。
21.作为优化，所述结构座架为可展开固定式的支撑支架。
22.这样，便于对结构座架的收纳。
23.作为优化，所述可调平支架、驱动系统共同组成x-y轴天线座。
24.这样，x-y轴天线座是一个成熟的设备，便于准备。
25.作为优化，所述ka波段馈源的发射频段为27.5ghz～30.0ghz，所述ka波段馈源的接收频段17.7ghz～20.2ghz。
26.作为优化，所述时频及定位接收机还分别和控制系统、接入线性放大器、ka lnb以及ka buc连接。
27.这样，时频及定位接收机将接受到的信号传给控制系统，以便控制系统去控制驱动系统的执行。
28.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
29.本实用新型采用ka频段实现卫星馈电链路通信，具备400km以上的低轨卫星的自动跟踪能力；配备小型buc和lnb，整个便携信关站系统可拆卸并可以快速组装；
30.本实用新型具有高度集成化、快速灵活部署，支持低轨ka频段馈电通信服务，具备接入网核心网，提供移动通信、宽带通信、物联网通信、导航增强等业务数据的应用服务能力，为低轨星座卫星通信提供一种新的解决方案；
31.本实用新型解决了固定站建设成本高、周期长、机动性差等缺点；解决了机动站建设周期长，成本高，需要上路及驾驶条件的问题；满足低轨卫星星座ka馈电数据闭环网络通信和低轨卫星测试任务需求。
附图说明
32.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
33.图1为本实用新型所述的一种便携式可拆卸低轨卫星信关站系统的结构示意图；
34.图2为本实用新型所述的一种便携式可拆卸低轨卫星信关站系统的安装到跟星的过程流程图。
具体实施方式
35.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
36.需要说明的是，本技术中的可拆卸连接，可以为螺纹连接、卡接等现有方式进行连接，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择具体的可拆卸的连接方式。
37.实施例1
38.本实施例1提供一种便携式可拆卸低轨卫星信关站系统，如图1所示，一种便携式可拆卸低轨卫星信关站系统，包括拆卸天线分系统100、信道分系统200、时频及定位定向分系统300以及基带分系统400；
39.所述拆卸天线分系统包括可拆卸天线面101、结构座架102、ka波段馈源103、可调平支架104、驱动系统105和控制系统106，所述可拆卸天线面101的底部与所述可调平支架104可拆卸连接，所述可调平支架104与所述结构座架102可拆卸连接，所述ka波段馈源103与所述可调平支架104分别位于所述可拆卸天线面101的两侧，所述ka波段馈源103可拆卸设置在所述可拆卸天线面101的中间位置，所述控制系统106通过所述驱动系统105控制所述可调平支架104在水平面以及竖直面转动，同时，所述控制系统106与所述信道分系统200和基带分系统400连接，具体的，控制系统和ka lnb、ka buc、调制解调器连接。可拆卸天线面101为1.8米口径，由制作天线面的复合材料制成，这样，可以使得天线面收集的信号更广，可拆卸天线面能实现天线面快速拆卸收藏，拆卸收藏后符合航空/铁路运输条件。具体的，可拆卸天线面、馈源的连接方式可以参考已有文件“cn201420229606.8一种分瓣结构的微波抛物面天线反射器”中的技术，具体的，可拆卸天线面101由8瓣可拆卸式分瓣体组成，这里就不再赘述了。
40.所述信道分系统200包括ka buc 201和ka lnb 202；ka buc和ka lnb为小型buc和lnb，为市面上常规设备，例如波达公司的buc和lnb。
41.所述基带分系统400包括调制解调器401，所述调制解调器401分别通过所述ka buc201和ka lnb202与所述ka波段馈源103连接；
42.所述时频及定位定向分系统300包括定位天线301、时频及定位接收机302以及gps/北斗信号接收天线303，所述时频及定位接收机302分别与所述定位天线301和gps/北斗信号接收天线连接303，所述定位天线301可拆卸地安装在所述可拆卸天线面101上。
43.本技术方案中，通过定位天线定位可拆卸天线面的方位，即定位ka波段馈源的指向，将定位信息传给时频及定位接收机，通过控制系统对驱动系统进行驱动，进而调整可调平支架的方位，来调整可拆卸天线面的方位和俯仰角度；结构座架用于在地面上进行支撑，
ka波段馈源用于完成对低轨卫星跟踪及ka频段信号收发；gps/北斗信号接收天线用于接收gps/北斗卫星信号，实现双天线定位定向姿态测量功能，可提供可靠的频率和时间标准信号，分发给各设备使用；信道分系统完成信道信号的变频和功率放大；基带分系统完成ka波段的上行馈电数据的中频调制发送以及ka波段下行馈电数据的中频解调及网络发送；天线面为可拆卸形式、ka波段馈源、可调平支架、定位天线均与天线面为可拆卸连接方式进行连接，便于拆卸，同时，可调平支架与结构座架也为可拆卸连接的方式进行连接，便于搬动时拆卸。
44.本实施例中，所述可拆卸天线面101的形状为抛物面，所述ka波段馈源103位于抛物面的可拆卸天线面101的凹面中心。
45.这样，天线面可以更好地收集信号，ka波段馈源更好地接收信号。
46.本实施例中，所述ka波段馈源103位于抛物面的可拆卸天线面101的凹面中心。
47.这样，可以使得ka波段馈源更好地接收信号。
48.本实施例中，所述基带分系统400还包括输出线性放大器402和接入线性放大器403，所述调制解调器401的输出端通过所述输出线性放大器402分别与所述ka buc201和核心网500连接，所述调制解调器401的输入端分别通过所述接入线性放大器403与所述ka lnb202和接入网/核心网500连接。基带分系统包括一台高速调制解调器，其输入及输出口集成了线性放大器用来放大射频信号，配备光纤和rj45接口，支持tcp/ip协议，完成ka频段上行馈电数据的中频调制发送以及ka频段下行馈电数据的中频解调及网络发送，可用光纤或网线接入地面接入网及核心网。
49.这样，输出线性放大器和接入线性放大器用来放大射频信号。
50.本实施例中，所述定位天线300可拆卸地安装在所述可拆卸天线面101的边缘。
51.这样，不会干扰到ka波段馈源的信号收集。
52.本实施例中，所述结构座架102为可展开固定式的支撑支架。这里的可展开固定式可以理解为，支撑支架为可伸缩或者可折叠等方式进行收折的支架，同时，当支撑支架展开时，可以以展开的状态立在地面上，例如市面上的折叠支架。
53.这样，便于对结构座架的收纳。
54.本实施例中，所述可调平支架104、驱动系统105共同组成x-y轴天线座。x-y轴天线座是一个现有设备，可以参考现有文件“cn201210308012.1一种x-y轴天线座架”的技术，驱动系统即为该文件内的伺服电机，同时，x-y轴天线座与结构座架为可拆卸连接也可以理解为该文件中的x轴机构通过卡接或者旋接等方式配装在底座，这里就不再过多的描述了。
55.这样，x-y轴天线座是一个成熟的设备，便于准备。
56.本实施例中，所述ka波段馈源103的发射频段为27.5ghz～30.0ghz，所述ka波段馈源103的接收频段17.7ghz～20.2ghz。
57.本实施例中，所述时频及定位接收机302还分别和控制系统106、接入线性放大器403、ka lnb 202以及ka buc 201连接。
58.这样，时频及定位接收机将接受到的信号传给控制系统，以便控制系统去控制驱动系统的执行。
59.综上所述，时频及定位定向分系统分别连接控制系统(acu)，为acu提供天线的实时位置和指向信息，并连接信道分系统和基带分系统，为其提供时间和频率基准信号；由拆
卸天线分系统的acu设备连接信道分系统及基带分系统的设备并对设备的状态和参数进行实时监视和控制；基带分系统的高速调制解调器通过地面网络与核心网连接。
60.天线分系统完成对低轨卫星跟踪及ka频段信号收发，包含可拆卸天线面、天线座架结构、ka波段馈源、可调平支架、驱动及伺服控制系统等。ka波段馈源由1.8米口径ka频段馈源网络和馈源支撑装置组成，具有高效率、低旁瓣等优良性能；天线面为碳纤维复合材料，由8瓣可拆卸式组成，拆卸后可收纳进标准铝皮箱。天线馈源具备ka频段同时收发，左旋、右旋圆极化切换；ka发射频段为27.5ghz～30.0ghz，ka接收频段17.7ghz～20.2ghz；可调平支架采用x-y轴的方式。驱动系统和控制系统通过对可调平支架的驱动控制实现来天的精确指向，通过输入两行数据自动生成跟踪任务(现有技术)，以满足对低轨卫星跟踪的需要。
61.信道分系统包含ka buc和ka lnb组成，ka buc完成高速调制解调器输出中频信号向ka频段的变频、放大、滤波功能，然后将信号传送至天线的ka波段馈源，ka lnb将天线的ka波段馈接收到的ka频段信号经低噪放放大、变频、滤波后的中频段信号送至高速调制解调器；
62.时频及定位定向分系统通过定位定向接收机接收北斗/gps信号，通过部署在天线边沿的定位天线实时探测天线的位置信息并通过环路反馈给控制系统(acu)进行天线姿态校正，以满足低轨卫星跟踪精度需求。时频及定位定向分系统还需要接收北斗/gps系统的授时信息为系统工作提供精准、标准的同步时钟信号、频标信号。
63.基带分系统包含线性放大器和高速调制解调器组成。高速调制解调器完成ka频段上行馈电数据的网络接收、编码调制中频输出至ka buc，ka频段下行中频馈电数据经高速调制解调器完成中频解调译码、网络发送等。线性放大器集成在高速调制解调器射频口用来放大信号。
64.所述便携式可拆卸低轨卫星信关站系统工作流程如图2所示：
65.1.结构拼装：天线结构拼装需要2人进行，结构支架为可展开固定式，为了能够使天线对过境卫星能够快速捕获并能正常跟踪，天线具备自动寻北并按预定方向摆放和固定。
66.2.线缆链接：按照图1的连接关系进行线缆连接，确保线缆连接正确。
67.3.天线定位定向调平：将笔记本外接入acu进行控制，天线上的定位天线自动将数据传输给acu，根据定位数据将天线手动调平，也可使用水平仪进行，调平误差控制在天线安装要求的精度范围内。
68.4.输入两行数据，新建跟星任务：天线指向预定位置，待卫星过境时进行跟踪。
69.5.等待卫星过境时跟星：系统等待低轨卫星过境时自动执行程序跟踪，馈电数据收发、调制解调等，实现终端用户移动通信、宽带通信、物联网通信、导航增强等业务。
70.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。