本實用新型涉及衛(wèi)星通信技術領域，低成本高精度kuka雙頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng),尤其涉及一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)。

背景技術：

有限的頻譜資源是衛(wèi)星通信發(fā)展的瓶頸之一。目前,多數(shù)商用衛(wèi)星固定業(yè)務使用C波段(4/6GHZ)和KU波段(12/14GHZ)。隨著衛(wèi)星通信業(yè)務種類日益繁多,頻道資源越來越擁擠且日漸飽和，高頻段的衛(wèi)星通訊業(yè)務需求迫切。高頻率的頻段具有可用帶寬寬,干擾少,設備體積小等優(yōu)點。ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要是在提供雙向多媒體業(yè)務方面具有較大優(yōu)勢。

伴隨著頻率的增高,在保證增益的前提下天線的尺寸變得更小,為天線小型化提供了有利條件。衛(wèi)星天線發(fā)展的目標之一就是小型化與低成本,對于結構簡單、體積小、造價便宜的高性能小型化饋源的研究也日漸升溫。雙頻共用或者多頻共用天線是衛(wèi)星通信的一個重要發(fā)展方向,多頻段共用是擴大通信容量,實現(xiàn)一站多用,即可以使一副天饋系統(tǒng)同時工作于兩個或多個衛(wèi)星通信波段,因此大大降低了地球站的建站費用,尤其是對于大型地球站天線,建站成本降低得更大。

隨著多頻共用天線的發(fā)展，其衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的直接制約著整個地球站設備的體積和成本。

目前常用的高精度多頻段衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)大多采用單脈沖跟蹤方式。即必須有復雜的高頻饋電網(wǎng)絡來獲得和信號和差信號從而來實現(xiàn)其高精度的跟蹤。而高頻饋電網(wǎng)絡非常復雜，成本也十分高昂，使用復雜的高頻饋電網(wǎng)絡同時還增加的整體結構的總量和體積。尤其是在ku/ka雙頻衛(wèi)星天線中，需要兩套獨立的高頻饋電網(wǎng)絡，分別獲得ku和差信號及ka和差信號，分別進行跟蹤。這樣，在雙波段的情況下，饋電網(wǎng)絡的體積、重量更為增大，成本更高。

本實用新型在確保獲得與單脈沖跟蹤方式相近跟蹤精度的條件下，大幅度簡化了衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)的高頻饋電網(wǎng)絡，采用了全新的跟蹤誤差信號提取方式，使系統(tǒng)的饋電網(wǎng)絡和跟蹤誤差獲取方式的成本僅為單脈沖跟蹤方式的十 分之一不到。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星通信跟蹤控制系統(tǒng)，其采用新的跟蹤方式，在保證跟蹤精度不變的情況下，減少了饋電網(wǎng)絡的數(shù)量從而減少了整體結構的體積和重量，節(jié)約了成本。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其包括主反射面、副反射面、ku頻段饋電裝置、ka頻段饋電裝置和支撐裝置。3

所述副反射面是頻率選擇表面。

把Ka饋源系統(tǒng)放置在主反射面的焦點位置，而把Ku饋源系統(tǒng)放置在卡塞格倫天線的焦點位置，以此保證了兩個頻段天線的指向一致性，支撐裝置設置在主反射面的邊緣上，通過支撐裝置將ka饋源裝置支撐在焦點位置。

所述主反射面與副反射面都是Ku與Ka兩個波段共用，雙頻衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的副反射面采用頻率選擇表面，頻率選擇表面具有反射Ku波段，同時透射Ka波段信號的功能。

所述ka頻段饋電裝置包括饋源喇叭、饋電波導、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵饋線。四條振子天線激勵饋線分別與四個振子天線分別連接在一起，以此獲得感應電流。

所述ku頻段饋電裝置與ka饋源系統(tǒng)類似，也包括饋源喇叭、饋電波導、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵饋線。振子天線和振子天線激勵饋線均為四條，四條振子天線激勵饋線分別與四個振子天線分別連接在一起，以此獲得感應電流。

通過控制振子天線的通斷從而與饋源喇叭合成不同的傾斜波束，四個振子天線兩兩工作，從而形成4個傾斜波束，從而實現(xiàn)對空間位置的掃描，由于是電控系統(tǒng)，其工作時間非常短，可以認為是同時的。

振子天線采用貼片天線形式實現(xiàn)。

所述ka頻段饋電裝置和ku頻段饋電裝置的安裝具體為，固定座固定到固定環(huán)上，四個固定座的位置呈對稱分布，其中在兩個軸向的間距根據(jù)主反射面的主天線口徑面大小進行調整，一般長距離不小于波長的1.5倍，短距 離不大于波長的0.5倍。

固定環(huán)固定到饋源喇叭上面，四個固定座與來波極化方向的位置要保持一定的關系。

作為振子天線的四個貼片天線安裝到四個固定座上。

通過控制振子天線天線的激勵順序，使振子天線依次激勵，實現(xiàn)主天線波束的偏轉，形成掃描波束。

四條振子天線激勵饋線分別與四個振子天線連接在一起，以此獲得感應電流。

四條振子天線激勵饋線設置在饋源喇叭外表面。

饋電波導是一個斷圓波導，在振子天線的下端，通過固定座固定在固定環(huán)上。

所述振子天線包括天線、基片、地孔和焊接孔，天線安裝在基片的頂部，地孔和焊接孔設置在基片上，焊接孔是焊接陣子天線和振子天線激勵饋線的。

本實用新型的有益效果:

本實用新型提供的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其具有如下優(yōu)勢：第一，不需要單獨的跟蹤接收機；第二，相當簡單的饋源裝置；第三，快速電子捕獲，系統(tǒng)克服了跟蹤運動所產(chǎn)生的影響，保持EIRP的穩(wěn)定性；第四，由于高數(shù)據(jù)取樣速度，改善了噪聲性能；第五，降低了搜尋過程的時間，對機械磨損降低了要求，因此減少了維修時間和成本。

附圖說明

圖1 ku/ka雙頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)示意圖；

圖2饋源裝置示意圖；

圖3振子天線示意圖。

1-主反射面1；2-ka的頻段饋電裝置；3-副反射面；4-ku頻段饋電裝置；5-支撐裝置；6-饋源喇叭；7-固定座；8-固定環(huán)；9-振子天線；10-振子天線激勵饋線；11-天線；12-基片；13-地孔；14-焊接孔；15-饋電波導。

具體實施方式

本實用新型提供了一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)， 其包括主反射面、副反射面、ku頻段饋電裝置、ka頻段饋電裝置和支撐裝置。

所述副反射面是頻率選擇表面。

把Ka饋源系統(tǒng)放置在主反射面的焦點位置，而把Ku饋源系統(tǒng)放置在卡塞格倫天線的焦點位置，以此保證了兩個頻段天線的指向一致性，支撐裝置設置在主反射面的邊緣上，通過支撐裝置將ka饋源裝置支撐在焦點位置。

所述主反射面與副反射面都是Ku與Ka兩個波段共用，雙頻衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的副反射面采用頻率選擇表面，頻率選擇表面具有反射Ku波段，同時透射Ka波段信號的功能。

所述ka頻段饋電裝置包括饋源喇叭、饋電波導、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵饋線。四條振子天線激勵饋線分別與四個振子天線分別連接在一起，以此獲得感應電流。

所述ku頻段饋電裝置與ka饋源系統(tǒng)類似，也包括饋源喇叭、饋電波導、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵饋線。振子天線和振子天線激勵饋線均為四條，四條振子天線激勵饋線分別與四個振子天線分別連接在一起，以此獲得感應電流。

通過控制振子天線的通斷從而與饋源喇叭合成不同的傾斜波束，四個振子天線兩兩工作，從而形成4個傾斜波束，從而實現(xiàn)對空間位置的掃描，由于是電控系統(tǒng)，其工作時間非常短，可以認為是同時的。

振子天線采用貼片天線形式實現(xiàn)。

所述ka頻段饋電裝置和ku頻段饋電裝置的安裝具體為，固定座固定到固定環(huán)上，四個固定座的位置呈對稱分布，其中在兩個軸向的間距根據(jù)主反射面的主天線口徑面大小進行調整，一般長距離不小于波長的1.5倍，短距離不大于波長的0.5倍。

固定環(huán)固定到饋源喇叭上面，四個固定座與來波極化方向的位置要保持一定的關系。

作為振子天線的四個貼片天線安裝到四個固定座上。

通過控制振子天線天線的激勵順序，使振子天線依次激勵，實現(xiàn)主天線波束的偏轉，形成掃描波束。

四條振子天線激勵饋線分別與四個振子天線連接在一起，以此獲得感應電流。

饋電波導是一個斷圓波導，在振子天線的下端，通過固定座固定在固定環(huán)上。

所述振子天線包括天線、基片、地孔和焊接孔，天線安裝在基片的頂部，地孔和焊接孔設置在基片上，焊接孔是焊接陣子天線和振子天線激勵饋線的。

以下采用實施例和附圖來詳細說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。

如圖1所示，本實用新型提供了一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其包括主反射面1、副反射面3、ku頻段饋電裝置4、ka的頻段饋電裝置2和支撐裝置5，所述副反射面3是頻率選擇表面。所述ku頻段饋電裝置4和所述ka頻段饋電裝置2。支撐裝置5設置在主反射面1的邊緣上，通過支撐裝置1將ka饋源裝置2支撐在焦點位置。所述主反射面1與副反射面3都是Ku與Ka兩個波段共用，雙頻衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的副反射面采用頻率選擇表面，頻率選擇表面具有反射Ku波段，同時透射Ka波段信號的功能。

如圖2所示，所述ka頻段饋電裝置2和所述ku頻段饋電裝置4包括饋源喇叭6、饋電波導15、固定座7、固定環(huán)8、振子天線9和振子天線激勵饋線10。四條振子天線激勵饋線10分別與四個振子天線9分別連接在一起，以此獲得感應電流。

通過控制振子天線9的通斷從而與饋源喇叭1合成不同的傾斜波束，四個振子天線9兩兩工作，從而形成4個傾斜波束，從而實現(xiàn)對空間位置的掃描，由于是電控系統(tǒng)，其工作時間非常短，可以認為是同時的。振子天線9采用貼片天線形式實現(xiàn)。

所述ka頻段饋電裝置2和ku頻段饋電裝置4的安裝具體為，固定座7固定到固定環(huán)8上，四個固定座4的位置呈對稱分布，其中在兩個軸向的間距根據(jù)主反射面的主天線口徑面大小進行調整，一般長距離不小于波長的1.5倍，短距離不大于波長的0.5倍。

固定環(huán)8固定到饋源喇叭1上面，四個固定座7與來波極化方向的位置要保持一定的關系。作為振子天線的四個貼片天線9安裝到四個固定座7上。通過控制振子天線天線的激勵順序，使振子天線依次激勵，實現(xiàn)主天線波束 的偏轉，形成掃描波束。四條振子天線激勵饋線分別與四個振子天線連接在一起，以此獲得感應電流。四條振子天線激勵饋線設置在饋源喇叭外部，饋電波導是一個斷圓波導，在振子天線的下端，通過固定座固定在固定環(huán)上。

如圖3所示，所述振子天線9包括天線11、基片12、地孔13和焊接孔14，天線11安裝在基片12的頂部，地孔13和焊接孔14設置在基片12上。

所有上述的首要實施這一知識產(chǎn)權，并沒有設定限制其他形式的實施這種新產(chǎn)品和/或新方法。本領域技術人員將利用這一重要信息，上述內容修改，以實現(xiàn)類似的執(zhí)行情況。但是，所有修改或改造基于本實用新型新產(chǎn)品屬于保留的權利。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。