專利名稱：智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)裝置，具體涉及一種便攜 式手提、背負(fù)攜帶的超小口徑衛(wèi)星通信地球站。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的地面蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)在其業(yè)務(wù)種類、覆蓋范圍方面 表現(xiàn)出以下不足
1、 其基站基本上是建立在人口相對(duì)稠密地區(qū)，在業(yè)務(wù)稀少、 偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島、高山等區(qū)域，會(huì)因?yàn)楦鞣N原因，往往不可能建 站，也就是說，在這樣的區(qū)域，現(xiàn)有的地面蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)完 成不了其移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。
2、 由于現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)資源和技術(shù)的限制，無法提供 如圖像、視頻等大數(shù)據(jù)量和高速率的通信業(yè)務(wù)。
3、 在災(zāi)難情況下，現(xiàn)有的地面通信網(wǎng)往往容易遭到毀壞， 且難以快速恢復(fù)。
另一方面，利用地球同步軌道通信衛(wèi)星的衛(wèi)星移動(dòng)通信具有 覆蓋面廣、傳輸容量大的優(yōu)點(diǎn)，在地面通信網(wǎng)缺乏或不足的地區(qū)， 衛(wèi)星移動(dòng)通信是目前唯一能迅速提供高速率、大容量的多々某體通
信業(yè)務(wù)的通信手段。
但是，通常的衛(wèi)星通信地球站是一套復(fù)雜的通信設(shè)備，其設(shè) 備龐大笨重，攜帶困難，尤其搡作復(fù)雜，在應(yīng)急應(yīng)用條件下，常 常發(fā)生通信業(yè)務(wù)還沒有開通，就必須撤離現(xiàn)場的尷尬事件?；蛘?， 須事先提前在現(xiàn)場架設(shè)開通，這樣，也就失去了作為應(yīng)急通信設(shè) 備的意義。
基于上述狀況，為實(shí)現(xiàn)利用地球同步軌道通信衛(wèi)星進(jìn)行應(yīng)急 通信業(yè)務(wù)，對(duì)衛(wèi)星通信地球站的改進(jìn)是亟待解決的問題。這就是 本案實(shí)用新型的技術(shù)背景
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能化便攜式 衛(wèi)星通信地;求站。
本實(shí)用新型提供該智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站的目的之 一是使設(shè)備龐大、難于攜帶、操作復(fù)雜的衛(wèi)星通信地球站變?yōu)樵O(shè) 備小型化、便于攜帶，快速反應(yīng)，快速開通通信業(yè)務(wù)，快速收藏和撤 離現(xiàn)場，達(dá)到搡作智能化，方便非專業(yè)人員操作。
本實(shí)用新型提供該智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站的另 一 目 的是在地面通信網(wǎng)缺乏或不足的地區(qū)迅速開通高速率大容量的 話音、數(shù)據(jù)、音視頻和廣域網(wǎng)接入等多媒體通信業(yè)務(wù)。
為解決上述技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)上述自的，本實(shí)用新型所提供的 技術(shù)方案為
該智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站由天線箱和終端箱兩個(gè)部
分組成。
天線箱和終端箱中包括天線反射面、方位/俯仰型天線座、 饋源及極化調(diào)整裝置、方位/俯仰調(diào)聲裝置、低噪聲下變頻組件 (LNB)、上變頻功率放大組件(BUC)、天線控制器、L頻段衛(wèi)星 信標(biāo)跟蹤接收機(jī)、L頻段定向耦合器、GPS接收機(jī)、傾斜儀、右 限位開關(guān)、左限位開關(guān)、下限位開關(guān)、開關(guān)電源、衛(wèi)星通信調(diào)制 解調(diào)器、信號(hào)編解碼器、路由器、以太網(wǎng)交換機(jī)。
天線反射面設(shè)置在方位/俯仰型天線座上，饋源及極化調(diào)整 裝置設(shè)置在天線反射面上，LNB設(shè)置在饋源上，方位/俯仰調(diào)整 裝置設(shè)置在天線座內(nèi)，方位/俯仰調(diào)整裝置包括方位電機(jī)、方位減 速器、方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、俯仰電機(jī)、俯仰減速器、俯仰電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、 傾斜傳感器、方位右限位開關(guān)、方位左限位開關(guān)、俯仰下限位開關(guān)。 該天線反射面設(shè)置為多塊，通過天線反射面扣組合成一天線反射 面。該方位/俯仰型天線座、天線反射面、LNB、 BUC、天線控制 器、L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)、L頻段定向耦合器、GPS接收 機(jī)、開關(guān)電源被收藏在所述天線箱內(nèi)；其他裝置被收藏在所述終 端箱內(nèi)。
天線控制器通過傾斜儀和GPS接收機(jī)確定天線所在地理位置和天 線反射面的初始俯仰角，根據(jù)所用的通信衛(wèi)星的定位經(jīng)度，計(jì)算出天 線所需的極化角和天線俯仰角。天線控制器根據(jù)這些參數(shù)，控制極化 調(diào)整裝置使天線的極化角與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的極化角匹配，然后，按照一 定的自動(dòng)控制算法驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制方位/俯仰調(diào)整裝置，使天線方位/
俯仰搜索，在搜索過程中，天線一旦收到衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)LNB降頻放大 后由L波段定向耦合器分為兩路， 一路信號(hào)輸出給L頻段衛(wèi)星信標(biāo) ^J宗4矣收4幾。另一路信號(hào)送到衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器。送到衛(wèi)星通信 調(diào)制解調(diào)器的這一路稱為衛(wèi)星通信地球站的收信支路。
L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)完成對(duì)衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)的放大、濾波和 檢波，輸出直流電平給天線控制器的A/D變換卡，為控制算法提供信 號(hào)電平指示。
一旦L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)輸出的衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)電平超 過所設(shè)定的門限值，天線就進(jìn)入步進(jìn)跟蹤狀態(tài)，通過步進(jìn)跟蹤策略， 使天線收到最大信號(hào)電平，即，天線波束對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。然后，當(dāng)信號(hào)大 于一定門限，天線指向處于保持狀態(tài)；當(dāng)信號(hào)小于門限，天線自動(dòng)進(jìn) 入步進(jìn)跟蹤狀態(tài)，因此，天線指向始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，保持最佳的接收性 能。
衛(wèi)星通信地球站的收信支路描述如下 一路接收到的衛(wèi)星信號(hào)經(jīng) 衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行下變頻、解調(diào)后送給路由器、路由器接入以 太網(wǎng)交換機(jī)，然后通過信號(hào)編解碼器，獲得用戶的話音、數(shù)據(jù)、音視 頻信號(hào)。
衛(wèi)星通信地球站的發(fā)信支路描述如下用戶的話音、數(shù)據(jù)、音視 頻信號(hào)通過信號(hào)編解碼器后，接入以太網(wǎng)交換機(jī)，通過路由器后送到 衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器，經(jīng)調(diào)制、上變頻后送入BUC,經(jīng)BUC變頻放大 后送給饋源，然后由天線反射面發(fā)射至衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。
使用智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站時(shí)，先打開天線箱和終端
箱，連接各種電纜，接通電源，在3分鐘時(shí)間內(nèi)建立衛(wèi)星通信鏈 路。通信完畢后，斷電、收藏，關(guān)閉天線收藏箱和終端箱，在小 于2分鐘的時(shí)間內(nèi)就可以手提或背負(fù)設(shè)備離開現(xiàn)場。
由于采用了上述技術(shù)方案，本案提供的智能化^f更攜式衛(wèi)星通 信地球站通過與地球同步軌道通信衛(wèi)星的鏈路形成衛(wèi)星通信網(wǎng) 絡(luò)，支持話音、數(shù)據(jù)、音視頻和廣域網(wǎng)接入等多媒體通信業(yè)務(wù)， 是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、事故現(xiàn)場應(yīng)急通信和現(xiàn)場視頻轉(zhuǎn)播等業(yè)務(wù) 的良好手段。體積小、重量輕，使用簡單，展開和收藏快速，自 動(dòng)對(duì)星并跟蹤，適用于野外工作環(huán)境。
說明書附圖


圖1為本實(shí)用新型提供的便攜式衛(wèi)星通信地面接收/發(fā)射 系統(tǒng)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型提供的便攜式衛(wèi)星通信地面接收/發(fā)射 系統(tǒng)裝置系統(tǒng)構(gòu)成框圖3為本實(shí)用新型提供的便攜式衛(wèi)星通信地面接收/發(fā)射 系統(tǒng)裝置信號(hào)傳送結(jié)構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型提供的信號(hào)接收裝置的原理框圖5為本實(shí)用新型提供的信號(hào)接收裝置的電路圖6為本實(shí)用新型提供的天線控制器傳送信號(hào)結(jié)構(gòu)框具體實(shí)施方式
如圖1所示該智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站由天線箱1和 終端箱2兩個(gè)部分組成。
如圖2、圖3所示所述天線箱1內(nèi)設(shè)置有由天線11、饋源 裝置12、極化調(diào)整裝置13、方位/俯仰調(diào)整裝置14、低噪聲下變 頻組件(LNB) l5、上變頻功率^L大組件(BUC) 16等組成；
終端箱2內(nèi)設(shè)置有天線控制器21、衛(wèi)星通信接收裝置22、 電源23、信號(hào)編解碼器24、 GPS接收機(jī)25組成；
所述極化調(diào)整裝置13包括極化角度傳感器131和極化電機(jī)
132;
所述方位/俯仰調(diào)整裝置14包括傾斜儀141和俯仰電機(jī)142, 方位電機(jī)143、方位減速器144、方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)器145、俯仰減 速器146、俯仰電機(jī)驅(qū)動(dòng)器147、方位右限位開關(guān)149、方位左 限位開關(guān)150、俯仰下限位開關(guān)151;所述方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、方 位減速器和方位右限位開關(guān)、方位左限位開關(guān)分別驅(qū)動(dòng)和限定控 制該方位電機(jī)；所述俯仰電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、俯仰減速器和俯仰下限位 開關(guān)分別驅(qū)動(dòng)和限定控制該俯仰電機(jī)。；
所述衛(wèi)星通信裝置22包括L波段信標(biāo)接收機(jī)221、 L頻段定 向耦合器224、路由器225、衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器223和信號(hào)編 解碼器24;
為更加明確體現(xiàn)本案提供的該智能化便攜式衛(wèi)星通信地球 站中各部件之間的關(guān)系及其控制該裝置的控制方法的具體的優(yōu) 點(diǎn)，本案下面結(jié)合具體實(shí)施方案，對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說明
信號(hào)編解碼器24中處理后的信號(hào)送到構(gòu)成該衛(wèi)星通信裝置 22中的路由器225衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器，并通過上變頻功率放
大組件裝置(BUC) 16，將該信號(hào)傳送到饋源裝置12;本案中的 信號(hào)輸入裝置241的構(gòu)成如圖6和圖7所示，由于是實(shí)用新型人 自己搭建的電路，并提供了其電路的功能，本領(lǐng)城的普通技米人 員根據(jù)該電路和電路功能的描述能夠?qū)崿F(xiàn)該電路，在此本案不再 詳述。
所述低噪聲下變頻組件(LNB) 15接收饋源裝置12的反饋 信號(hào)通過所述衛(wèi)星通信裝置22中的L波段信標(biāo)接收機(jī)223和L 頻段定向耦合器224反饋回天線控制器21;
同時(shí)該極化調(diào)整裝置13中的極化角度傳感器131也接收所 述饋源裝置12處理后的反饋信號(hào)，并將該信號(hào)傳送到天線控制 器21;該天線控制器21通過極化電機(jī)132調(diào)整該天線的極化方 向。
所述天線控制器21接收信號(hào)并指令方位俯仰電機(jī)，調(diào)整天 線的角度，該天線11的相關(guān)信息通過傾斜儀反饋回該天線控制 器21;
所述天線控制器21接收GPS接收機(jī)25的定位信號(hào)；通過該 GPS接收機(jī)25的定位信號(hào)，該天線控制器調(diào)整天線11的姿態(tài)， 待系統(tǒng)穩(wěn)定后，天線控制器21和信號(hào)編解碼器24接收信號(hào)輸入 裝置241接收外部信號(hào)，進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行。并實(shí)現(xiàn)天線與所述饋源 裝置進(jìn)行信號(hào)傳送。綜上所述，本案提供的天線控制器的信號(hào)傳 遞結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示。
智能化操作和便攜式是本案實(shí)用新型的重點(diǎn)，能使其便攜的
最主要原因是天線的超小型化，而且實(shí)現(xiàn)了方便組裝和拆卸的天 線結(jié)構(gòu)。我們采用了幾何光學(xué)和物理光學(xué)相結(jié)合的電訊技術(shù)，不 但實(shí)現(xiàn)了超小型化、便攜式的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了高增益、 低噪聲、低旁瓣電平和高交叉極化隔離度的電性能要求。我們實(shí)
用新型的超小口徑天線的口徑為橢圓形，橢圓長軸為0. 9米，橢 圓短軸為0. 6米，整個(gè)天線反射面共分為四片，其中一片與天線 座連接，其余三片可方便地安裝和收藏。
智能化操作和便攜式是本案的重點(diǎn)，能使其智能化操作的最 主要原因是智能化天線控制技術(shù)，智能化天線控制技術(shù)是借助一 系列傳感器，通過智能化控制軟件，實(shí)現(xiàn)天線波束自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星 和電磁波極化方向的自適應(yīng)調(diào)整。該項(xiàng)技術(shù)改變了以往衛(wèi)星通信 地球站復(fù)雜的對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的過程，使得非衛(wèi)星通信專業(yè)人員就可以 方便地操作衛(wèi)星通信地球站。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí) 用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭 露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù) 人員，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)，但凡是未脫 離本實(shí)用新型技術(shù)方案，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等
同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站，其特征在于該地球站包括一天線箱和一終端箱，一天線反射面、一方位/俯仰型天線座、一饋源及極化調(diào)整裝置、一方位/俯仰調(diào)整裝置、一低噪聲下變頻組件(LNB)、一上變頻功率放大組件(BUC)、一天線控制器、一L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)、一L頻段定向耦合器、一GPS接收機(jī)、一開關(guān)電源、一衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器、一信號(hào)編解碼器、一路由器、一以太網(wǎng)交換機(jī)；所述天線反射面設(shè)置在所述方位/俯仰型天線座上，所述饋源及極化調(diào)整裝置設(shè)置在該天線反射面上，所述LNB設(shè)置在該饋源上，所述方位/俯仰調(diào)整裝置設(shè)置在所述天線座內(nèi)；該天線反射面設(shè)置為多塊，通過天線反射面扣組合成一天線反射面；該方位/俯仰型天線座、天線反射面、LNB、BUC、天線控制器、L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)、L頻段定向耦合器、GPS接收機(jī)、開關(guān)電源被收藏在所述天線箱內(nèi)；其他裝置被收藏在所述終端箱內(nèi)；天線控制器接收GPS接收機(jī)的定位信號(hào)和經(jīng)由傾斜儀反饋的天線反射面的初始俯仰角信息；極化調(diào)整裝置接收天線控制器的控制信號(hào)，調(diào)整天線極化方向和天線角度；天線控制器接收衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)LNB降頻放大，由L頻段定向耦合器分成兩路信號(hào)，一路信號(hào)由L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)接收，另一路信號(hào)由衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器接收；L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)接收衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)；衛(wèi)星通信地球站接收衛(wèi)星信號(hào)，該衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器下變頻、解調(diào)；經(jīng)路由器接入以太網(wǎng)交換機(jī)，并與廣域網(wǎng)信號(hào)互換。
2、 如權(quán)利要求1所述的智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站，其 特征在于所述天線反射面為4塊，通過天線反射面扣組合成一 天線反射面。
3、 如權(quán)利要求1所述的智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站，其 特征在于所述方位/俯仰調(diào)整裝置包括方位電機(jī)、方位減速器、 方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、俯仰電機(jī)、俯仰減速器、俯仰電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、傾 斜傳感器、方位右限位開關(guān)、方位左限位開關(guān)、俯仰下限位開關(guān)； 所述方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、方位減速器和方位右限位開關(guān)、方位左限 位開關(guān)分別驅(qū)動(dòng)和限定控制該方位電機(jī)；所述俯仰電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、 俯仰減速器和俯仰下限位開關(guān)分別驅(qū)動(dòng)和限定控制該俯仰電機(jī)。
4、 如權(quán)利要求1所述的智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站，其 特征在于所述極化調(diào)整裝置包括極化調(diào)整傳動(dòng)齒輪、極化電位 器和極化電機(jī)，所述極化電機(jī)通過極化調(diào)整傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)極化電 位器旋轉(zhuǎn)，控制極化角度的調(diào)整。
5、 如權(quán)利要求1所述的智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站，其 特征在于所述天線反射面為接收和發(fā)射通信信號(hào)的天線反射 面。
6、如權(quán)利要求1所述的智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站，其 特征在于所述信號(hào)編解碼器為編解碼處理所需傳送的數(shù)字信號(hào) 或模擬信號(hào)的信號(hào)編碼器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能化便攜式衛(wèi)星通信地球站由天線箱和終端箱組成。包括天線反射面、饋源及極化調(diào)整裝置、方位/俯仰調(diào)整裝置、天線控制器、L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)、GPS接收機(jī)、衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器、信號(hào)編解碼器等部件。天線控制器通過傾斜儀和GPS接收機(jī)確定天線所在地理位置和天線反射面的初始俯仰角，控制極化調(diào)整裝置使天線的極化角與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的極化角匹配，然后衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器、信號(hào)編解碼器等裝置傳輸L頻段衛(wèi)星信標(biāo)跟蹤接收機(jī)輸出的衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)，進(jìn)行通信信號(hào)傳輸。支持話音、數(shù)據(jù)、音視頻信號(hào)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、事故現(xiàn)場應(yīng)急通信和現(xiàn)場視頻轉(zhuǎn)播等；體積小、重量輕，使用簡單，展開和收藏快速，適用于野外工作環(huán)境。
文檔編號(hào)H04B7/185GK201188617SQ20062012979
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者丁彥慶, 劉林和, 周月臣, 王年樹, 胡正飛, 謝繼東, 趙來定 申請(qǐng)人:北京愛科迪信息通訊技術(shù)有限公司