專利名稱：用于接收由地球同步衛(wèi)星發(fā)送的信號的天線系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于接收由地球同步衛(wèi)星發(fā)送的信號的天線系統(tǒng)，這種類型的天線系統(tǒng)包括反射器、信號源設備與用于處理由此信號源設備接收的信號的設備。
為了地球同步衛(wèi)星能盡可能長地保持在其初始位置中，這些衛(wèi)星裝備有用于校正其與此位置的偏移的處理裝置，天線是固定天線。還有，在某一工作時間之后，這些處理裝置的功率變得太小，以致不能避免衛(wèi)星偏移和衛(wèi)星在傾斜軌道路徑中的移動。結果，利用此天線接收的信號質量逐漸降低。并在最后此衛(wèi)星變得不可使用。
本發(fā)明的目的是提供將能顯著延長天線能正確接收由衛(wèi)星發(fā)送的信號的持續(xù)時間的一種天線系統(tǒng)。
為實現(xiàn)此目的，根據(jù)本發(fā)明的天線系統(tǒng)包括用于自動跟蹤從其初始位置偏移到傾斜軌道路徑上的衛(wèi)星的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個特性，這些跟蹤裝置包括在包含天線焦點的垂直平面中以相互隔開預定距離安排的多個獨立信號源，以產(chǎn)生多個重疊主射束。
根據(jù)本發(fā)明的另一特性，獨立信號源的數(shù)量及它們之間的距離取決于天線的小孔高度和所希望的垂直跟蹤的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的另一特性，在這多個獨立信號源之中，正是產(chǎn)生最大輸出信號的信號源連到用于處理由衛(wèi)星發(fā)送的信號的設備。
根據(jù)本發(fā)明的另一特性，信號源設備包括用于檢測產(chǎn)生最大輸出信號的信號源的裝置。
盡管已簡更地描述本發(fā)明的基本特性，但下面的附圖與更具體的描述一起將用于解釋本發(fā)明的概念與原理。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的天線系統(tǒng)的側視圖；圖2是沿圖1的箭頭F的視圖；圖3是圖1中畫圈并在III表示的圖1的一部分的放大視圖；和圖4是圖3的電結構的方框圖。
現(xiàn)在參見附圖，圖1與2表示根據(jù)本發(fā)明的天線系統(tǒng)1包括如在接收地點上所看見的具有其主軸位于與地球同步軌道路徑平行的平面中的橢圓形狀的反射器2和利用支撐臂4支撐的整體類型的多信號源設備3。
在附圖所示的示例中，多信號源設備3包括三個相同的獨立信號源5、6、7，這三個信號源相互隔開一定距離而被安排在包括天線反射器2的焦點的垂直平面中，以產(chǎn)生在廣泛重疊的同時在垂直平面中移位的許多相應的主射束。獨立信號源的數(shù)量及其之間的距離取決于此天線的小孔高度和此天線所形成的跟蹤區(qū)域的范圍。實際上，在一些情況中，由于幾何學原因不使用常規(guī)喇叭形的信號源而使用諸如印制格形元件的其它輻射元件或微波領域中公知的類似元件是有益的或甚至是必須的。實際上，使用與安排多個獨立信號源的目的是；即使衛(wèi)星開始偏離其初始位置，也允許天線具有好的由此衛(wèi)星發(fā)送的信號的接收質量。
在附圖示出的示例中，以整體設備的形狀形成的多信號源設備3包括能利用圖3所示的公用保護遮光板9進行保護的上述三個獨立信號源5，6，7。圖3也表示這三個獨立信號源5，6，7在安排在通過反射器2的焦點的上述垂直平面中的同時具有是跟蹤范圍的函數(shù)的合適的角偏移。多信號源設備3包括其功能將在下面揭示的電子信號源選擇設備11。多信號源設備3的選擇設備11連到用于處理此多信號源設備3接收的信號并且未示出的設備。
現(xiàn)在將結合圖4描述選擇設備11的結構。
如圖4的方框圖所示，每個獨立信號源5，6，7具有在LNB(低噪聲塊)變換器中使用的類型并適于接收線性極化信號，即，分別利用字母V與H表示的水平與垂直極化信號。每個獨立信號源5，6，7以公知方式包括也能由用戶操作的極化轉換器12。因而，每個轉換器12包括兩個輸入端，每個輸入端對應于接收信號的兩種極化模式V與H之一。
轉換器12的輸出端連到前置放大器13，每個前置放大器13的輸出端連到三位置轉換器14的一個輸入端，此轉換器的輸出端15利用放大器16連到混頻器18，操作地相關的兩個本機振蕩器19、20能利用頻帶轉換器22選擇地連到混頻器18，從而使天線能工作在高頻帶或低頻帶中。實際上，衛(wèi)星將在范圍為11.7GHz-12.75GHz的高頻帶和在范圍為10.70GHz-11.70GHz的低頻帶發(fā)送。本機振蕩器19、20將分別產(chǎn)生10.6GHz與9.75GHz的信號?；祛l器18利用放大器23連到功率檢測器25，此功率檢測器25的輸出端連到功率比較器26。多路復用器轉換器15利用也控制比較器26的計數(shù)器設備28進行控制。
根據(jù)圖4，每個放大器13的輸出端和因此利用放大器13的每個極化轉換器12的輸出端仍連到也以轉換器形狀形成的獨立信號源選擇器30的一個輸入端，選擇器30的輸出端利用放大器31連到混頻器32，此混頻器32與分別能利用頻帶轉換器35選擇地連到此混頻器的兩個本機振蕩器33、34連接。本機振蕩器33、34將分別類似于振蕩器19與20產(chǎn)生10.6GHz與9.75GHz的信號并能與這兩個振蕩器完全相同，以使天線能工作在兩個高或低頻帶之一?；祛l器32的輸出端利用放大器級36連到天線的輸出端37，此天線連到未示出的一個或多個信號處理設備。
也如圖4所示，天線1的輸出端37與比較器36的輸出端38連到信號源選擇器轉換器30來控制信號源選擇器轉換器30。
具有其多信號源設備3與電子選擇設備11的天線將以如下方式工作從衛(wèi)星中發(fā)出的信號由每個獨立信號源5，6，7利用反射器2接收。極化轉換器12根據(jù)接收的信號是具有水平還是具有垂直極化來合適地進行轉換。轉換器14在計數(shù)器28的控制下周期性和連續(xù)地查詢這三個極化轉換器12的輸出端。結果，轉換器14利用公用混頻器18連續(xù)發(fā)送每個獨立信號源5，6，7的輸出信號給功率檢測器25。比較器26比較在轉換器14的瞬間位置中檢測到的信號與已存儲在比較器26中的以前檢測到的并代表兩個其它獨立信號源的輸出信號的信號。比較器26隨后將發(fā)送控制信號給選擇轉換器30，以便選擇轉換器30總是轉換到其輸出信號是轉換器14連續(xù)查詢的三個信號源所產(chǎn)生的信號之中最大的那個獨立信號源上。在使用格形輻射元件時，為了生成證明所希望接收射束偏移的合適的照射函數(shù)而能考慮各個輻射元件的軟轉換和/或相位組合。
為了實現(xiàn)天線系統(tǒng)的初始定位，獨立信號源的數(shù)量是奇數(shù)，例如附圖所示的數(shù)量3，并且選擇轉換器30將作為在安裝此天線時在好信號源時輸出端37上作為衛(wèi)星位置的函數(shù)提取的信號的函數(shù)進行轉換。相對此衛(wèi)星的北南運動最優(yōu)化跟蹤范圍。隨后，除去選擇信號源上選擇轉換器30的鎖定，并且此系統(tǒng)將通過循環(huán)查詢各個信號源來以自動方式工作。
應注意反射器2具有上述的橢圓形狀，其主軸對準地球同步軌道路徑，這是因為在這些條件下各個射束在垂直平面中比在水平平面中更寬，這允許最小化獨立信號源的數(shù)量來獲得預定所需增益。
本領域技術人員當然將理解本發(fā)明的許多優(yōu)點并也將認識到能進行許多修改而不脫離本發(fā)明的概念與精神。因此等效設備將作為本發(fā)明的一部分，除非從以下權利要求書的措詞中明確地排除在外。
權利要求
1.一種類型的天線系統(tǒng)，用于接收地球同步衛(wèi)星發(fā)送的信號，此天線系統(tǒng)包括可以是靜止的反射器、信號源設備與用于處理由此信號源設備接收的信號的設備，其中此系統(tǒng)包括用于自動跟蹤從其初始位置偏移到傾斜軌道路徑上的衛(wèi)星的裝置(3，11)。
2.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中所述跟蹤裝置包括在包含天線焦點的垂直平面中以相互隔開預定距離安排的多個獨立信號源(5，6，7)，以便建立多個重疊波束。
3.根據(jù)權利要求2的系統(tǒng)，其中獨立信號源(5，6，7)的數(shù)量及其之間的距離取決于天線反射器(2)的小孔高度和所希望的跟蹤范圍。
4.根據(jù)權利要求3的系統(tǒng)，其中信號源設備(3)包括偶數(shù)數(shù)量的獨立信號源。
5.根據(jù)權利要求2的系統(tǒng)，其中在多個獨立信號源(5，6，7)之中，正是產(chǎn)生最大輸出信號的信號源連接到用于處理利用天線接收的信號的設備。
6.根據(jù)權利要求5的系統(tǒng)，其中信號源設備(3)包括用于檢測產(chǎn)生最大輸出信號的信號源的裝置(14，25，26)和用于將此信號源連到用于處理利用天線接收的信號的設備的裝置(30)。
7.根據(jù)權利要求6的系統(tǒng)，其中此檢測裝置包括轉換器(14)，用于循環(huán)查詢所述獨立信號源、信號源所產(chǎn)生的輸出信號的功率檢測器(25)和所述輸出信號的比較器(26)。
8.根據(jù)權利要求7的系統(tǒng)，其中所述連接裝置(30)包括用于將產(chǎn)生最大信號的信號源連到用于處理利用天線接收的信號的設備的轉換器，利用所述功率比較器(26)控制此轉換器。
9.根據(jù)權利要求6的系統(tǒng)，還包括用于初始定位相對此衛(wèi)星的天線的裝置，所述定位裝置適合用于保證所述連接設備(30)鎖定到預定的獨立信號源上。
全文摘要
天線系統(tǒng)包括能是靜止的反射器、信號源設備和用于處理此源設備接收的信號的設備。此系統(tǒng)包括用于自動跟蹤從其初始位置偏移到傾斜軌道路徑上的衛(wèi)星的裝置。
文檔編號G01S3/44GK1276635SQ0010639
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月2日 優(yōu)先權日1999年6月2日
發(fā)明者丹尼爾·G·逖茨, 卡馬爾·勞費 申請人:歐洲通信衛(wèi)星組織