應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)，包括：發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)包括有多臺(tái)；與發(fā)射機(jī)連接的波束指向控制器；與發(fā)射機(jī)連接的相位控制器；與相位控制器連接的頻率合成器；以及具有邏輯控制功能的自適應(yīng)控制器。本實(shí)用新型利用多臺(tái)同頻工作的發(fā)射機(jī)接入同向矩陣天線，利用改變不同發(fā)射機(jī)頻率相位的原理，引起合成電波主向在水平方向和垂直方向的改變，從而找出地球表面兩點(diǎn)間或多點(diǎn)間在不同地域、不同季節(jié)、不同時(shí)段的最佳工作頻率，來實(shí)現(xiàn)不間斷的穩(wěn)定無線通訊。
【專利說明】
應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及短波通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在沒有用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無線通訊之前，地球上的遠(yuǎn)距離無線通訊大部分是利用無線電波中的短波段(大約1.830MHz)來完成的。而短波段的遠(yuǎn)距離電波傳播是依靠電波在電離層與地面之間的不斷反射來實(shí)現(xiàn)的。由于天空中的電離層特性(有無、離地面高度、電離層厚度、對(duì)不同頻率的穿透性能等)是隨著太陽(yáng)的升起和降落而變化的，也由于地球表面的千差萬別(高山、平原、海水、淡水、冰面、雪面、高溫、低溫等)會(huì)呈現(xiàn)出對(duì)短波段電波不同的反射特性，造成了短波遠(yuǎn)距離無線通訊存在不穩(wěn)定性。
[0003]為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)此作出了改進(jìn)，其改進(jìn)方面主要有:
[0004]1、加大發(fā)射功率。采用加大發(fā)射功率的方法存在設(shè)備重、耗電多、移動(dòng)不便等問題；
[0005]2、選用增益大、效率高的天線。該方法的實(shí)現(xiàn)需要滿足全波段發(fā)射，這樣就存在不管使用哪種天線類型，天線的物理尺寸都很大，也不便移動(dòng)使用；
[0006]3、采用短波基站。雖然短波基站具有很多種類，但短波轉(zhuǎn)動(dòng)天線轉(zhuǎn)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007](— )技術(shù)方案
[0008]本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)，包括:
[0009]用于發(fā)射通信短波的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括有多臺(tái)，全部的所述發(fā)射機(jī)的工作頻率相同；
[0010]用于控制所述發(fā)射機(jī)工作指向的波束指向控制器，所述波束指向控制器與所述發(fā)射機(jī)信號(hào)連接；
[0011]用于控制所述發(fā)射機(jī)短波相位的相位控制器，所述相位控制器與所述發(fā)射機(jī)信號(hào)連接；
[0012]用于控制所述發(fā)射機(jī)之間發(fā)射的短波信號(hào)合成的頻率合成器，所述頻率合成器與所述相位控制器信號(hào)連接；
[0013]具有邏輯控制功能的自適應(yīng)控制器，所述自適應(yīng)控制器能夠接收由所述發(fā)射機(jī)發(fā)出的控制反饋信號(hào)，所述自適應(yīng)控制器能夠向所述波束指向控制器、所述相位控制器以及所述頻率合成器發(fā)出控制指令，所述自適應(yīng)控制器與所述發(fā)射機(jī)、所述波束指向控制器、所述相位控制器以及所述頻率合成器信號(hào)連接。
[0014]優(yōu)選地，所述發(fā)射機(jī)連接寬波段同向水平天線。
[0015]優(yōu)選地，兩臺(tái)所述發(fā)射機(jī)橫向設(shè)置構(gòu)成發(fā)射機(jī)組;所述發(fā)射機(jī)組包括有兩組，兩組所述發(fā)射機(jī)組縱向并列設(shè)置。
[0016]優(yōu)選地，本實(shí)用新型還包括有儲(chǔ)存有控制程序的數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)與所述自適應(yīng)控制器信號(hào)連接。
[0017]本實(shí)用新型還提供了一種短波通信方法，該短波通信方法應(yīng)用上述的應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信硬件系統(tǒng)運(yùn)行，該短波通信方法的具體工作流程為:
[0018]創(chuàng)建以通訊基站為坐標(biāo)原點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，于所述數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存有:波束指向方位角信息、通訊距離信息、建立通訊鏈路的相關(guān)電平值或通訊質(zhì)量等級(jí)、工作頻段或確定頻率、通訊的季節(jié)、以及通訊時(shí)間段等；
[0019]創(chuàng)建與方位角信息相關(guān)的通信短波的移相角度信息；
[0020]利用自適應(yīng)控制器、頻率合成器、波束指向控制器、相位控制器控制發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)。
[0021](二)有益效果
[0022]本實(shí)用新型提供的短波通信方法應(yīng)用上述的應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)作為運(yùn)行硬件，通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型利用多臺(tái)同頻工作的發(fā)射機(jī)接入同向矩陣天線，利用改變不同發(fā)射機(jī)頻率相位的原理，引起合成電波主向在水平方向和垂直方向的改變，從而找出地球表面兩點(diǎn)間或多點(diǎn)間在不同地域、不同季節(jié)、不同時(shí)段的最佳工作頻率，來實(shí)現(xiàn)不間斷的穩(wěn)定無線通訊。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)的方框示意圖；
[0024]在圖1中，部件名稱與附圖編號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
[0025]發(fā)射機(jī)1、波束指向控制器2、相位控制器3、頻率合成器4、
[0026]自適應(yīng)控制器5、數(shù)據(jù)庫(kù)6。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不能用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0028]在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0029]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0030]請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)的方框示意圖。
[0031]本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)，包括:用于發(fā)射通信短波的發(fā)射機(jī)I，發(fā)射機(jī)I包括有多臺(tái)，全部的發(fā)射機(jī)I的工作頻率相同；用于控制發(fā)射機(jī)I工作指向的波束指向控制器2，波束指向控制器2與發(fā)射機(jī)I信號(hào)連接;用于控制發(fā)射機(jī)I短波相位的相位控制器3，相位控制器3與發(fā)射機(jī)I信號(hào)連接;用于控制發(fā)射機(jī)I之間發(fā)射的短波信號(hào)合成的頻率合成器4，頻率合成器4與相位控制器3信號(hào)連接;具有邏輯控制功能的自適應(yīng)控制器5，自適應(yīng)控制器5能夠接收由發(fā)射機(jī)I發(fā)出的控制反饋信號(hào)，自適應(yīng)控制器5能夠向波束指向控制器2、相位控制器3以及頻率合成器4發(fā)出控制指令，自適應(yīng)控制器5與發(fā)射機(jī)1、波束指向控制器2、相位控制器3以及頻率合成器4信號(hào)連接。
[0032]在上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由多臺(tái)發(fā)射機(jī)組成基站天線陣列，全部的發(fā)射機(jī)I工作頻率相同。通過波束指向控制器2控制發(fā)射機(jī)I的天線指向方位;利用相位控制器3控制單個(gè)發(fā)射機(jī)I的的短波信號(hào)相位;利用頻率合成器4控制發(fā)射機(jī)I之間發(fā)射的短波信號(hào)的合成，從而改變短波信號(hào)的振幅。
[0033]本實(shí)用新型是利用多臺(tái)同頻工作的發(fā)射機(jī)I接入同向矩陣天線，利用改變不同發(fā)射機(jī)I頻率相位的原理，引起合成電波主向在水平方向和垂直方向的改變，從而找出地球表面兩點(diǎn)間或多點(diǎn)間在不同地域、不同季節(jié)、不同時(shí)段的最佳工作頻率，來實(shí)現(xiàn)不間斷的穩(wěn)定無線通訊。
[0034]具體地，發(fā)射機(jī)I連接寬波段同向水平天線。
[0035]具體地，兩臺(tái)發(fā)射機(jī)I橫向設(shè)置構(gòu)成發(fā)射機(jī)組;發(fā)射機(jī)組包括有兩組，兩組發(fā)射機(jī)組縱向并列設(shè)置。
[0036]當(dāng)然，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施方式中，發(fā)射機(jī)組還可以設(shè)置有四組或者六組等其他偶數(shù)個(gè)組合。
[0037]本實(shí)用新型還特別提供了儲(chǔ)存有控制程序的數(shù)據(jù)庫(kù)6，數(shù)據(jù)庫(kù)6與自適應(yīng)控制器5信號(hào)連接。使用數(shù)據(jù)庫(kù)6中的控制程序?qū)崿F(xiàn)該短波段通信系統(tǒng)的自動(dòng)控制。
[0038]基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型還可以提供遠(yuǎn)程通信裝置，從而實(shí)現(xiàn)基站的遠(yuǎn)程控制，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更適于山區(qū)等交通不便的地域使用。本實(shí)用新型還可以提供溫度傳感器，利用溫度傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度，從而改變發(fā)射機(jī)組的工作狀態(tài)。
[0039]本實(shí)用新型還提供了一種基于上述短波段通信硬件系統(tǒng)的短波通信方法，在該方法中，首先創(chuàng)建以通訊基站為坐標(biāo)原點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，于數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存有:波束指向方位角信息、通訊距離信息、建立通訊鏈路的相關(guān)電平值或通訊質(zhì)量等級(jí)、工作頻段或確定頻率、通訊的季節(jié)、以及通訊時(shí)間段等;然后創(chuàng)建與方位角信息相關(guān)的通信短波的移相角度信息;使用自適應(yīng)控制器5、頻率合成器4、波束指向控制器2、相位控制器3控制發(fā)射機(jī)I的工作狀態(tài)。
[0040]本實(shí)用新型主要針對(duì)遠(yuǎn)距離無線通訊的短波基站建設(shè)需要，它可以完成對(duì)短波轉(zhuǎn)動(dòng)天線轉(zhuǎn)動(dòng)部分的替代。
[0041]短波基站設(shè)備在與之通訊站點(diǎn)之間建立正式通訊之前，需要進(jìn)行“建?！?。所謂“建模”就是選出基站與通訊站點(diǎn)之間能夠建立通訊鏈路的電平值、工作頻段、天線電波主向(波束)方位角等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行儲(chǔ)存，這些儲(chǔ)存數(shù)據(jù)可以在正式通訊完成以后隨時(shí)進(jìn)行修正。
[0042]本實(shí)用新型的工作流程為:
[0043]1.創(chuàng)建以通訊基站為坐標(biāo)原點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)。其數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)有的主要數(shù)據(jù)有:與不同波束指向(方位角)，不同通訊距離，能夠建立起通訊鏈路所需要的各種數(shù)據(jù)，如電平值(或通訊質(zhì)量等級(jí))、工作頻段(或確定頻率)、能夠通訊的季節(jié)、一天中的時(shí)間段等。
[0044]2.創(chuàng)建不同指向方位角(水平角度及仰角)時(shí)，第一發(fā)射機(jī)、第二發(fā)射機(jī)、第三發(fā)射機(jī)、第四發(fā)射機(jī)所需的移相角度。
[0045]3.預(yù)想基站與盡可能多的與之通訊的站點(diǎn)之間建立通訊鏈路。
[0046]4.要求各站點(diǎn)的接收設(shè)備始終處于能夠接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。
[0047]5.基站通過自適應(yīng)控制器5同時(shí)向第一發(fā)射機(jī)、第二發(fā)射機(jī)、第三發(fā)射機(jī)、第四發(fā)射機(jī)、頻率合成器4、波束指向控制器2、相位控制器3下發(fā)任務(wù)。
[0048]6.對(duì)于確定的站點(diǎn)，波束指向方位角已經(jīng)確定，只需下發(fā)仰角變化時(shí)的掃頻任務(wù)。
[0049]7.站點(diǎn)將接收到的信息及數(shù)據(jù)送給基站的自適應(yīng)控制器5，經(jīng)處理后，將有用的信息及數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0050]當(dāng)基站與站點(diǎn)進(jìn)行正式通訊時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選出站點(diǎn)與之鏈接的所需基站天線波束方向的方位角。從該方位角所確定的數(shù)據(jù)庫(kù)中，會(huì)根據(jù)不同氣候、季節(jié)、時(shí)間段等因素所確定的最佳使用頻段。
[0051]本實(shí)用新型的實(shí)施倒是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本實(shí)用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)，其特征在于，包括: 用于發(fā)射通信短波的發(fā)射機(jī)(I)，所述發(fā)射機(jī)包括有多臺(tái)，全部的所述發(fā)射機(jī)的工作頻率相同； 用于控制所述發(fā)射機(jī)工作指向的波束指向控制器(2)，所述波束指向控制器與所述發(fā)射機(jī)信號(hào)連接； 用于控制所述發(fā)射機(jī)短波相位的相位控制器(3)，所述相位控制器與所述發(fā)射機(jī)信號(hào)連接； 用于控制所述發(fā)射機(jī)之間發(fā)射的短波信號(hào)合成的頻率合成器(4)，所述頻率合成器與所述相位控制器信號(hào)連接； 具有邏輯控制功能的自適應(yīng)控制器(5)，所述自適應(yīng)控制器能夠接收由所述發(fā)射機(jī)發(fā)出的控制反饋信號(hào)，所述自適應(yīng)控制器能夠向所述波束指向控制器、所述相位控制器以及所述頻率合成器發(fā)出控制指令，所述自適應(yīng)控制器與所述發(fā)射機(jī)、所述波束指向控制器、所述相位控制器以及所述頻率合成器信號(hào)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)射機(jī)連接寬波段同向水平天線。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)，其特征在于， 兩臺(tái)所述發(fā)射機(jī)橫向設(shè)置構(gòu)成發(fā)射機(jī)組； 所述發(fā)射機(jī)組包括有兩組，兩組所述發(fā)射機(jī)組縱向并列設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的應(yīng)用有源相控陣原理的短波段通信系統(tǒng)，其特征在于， 還包括有儲(chǔ)存有控制程序的數(shù)據(jù)庫(kù)(6)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)與所述自適應(yīng)控制器信號(hào)連接。
【文檔編號(hào)】H04B7/06GK205453692SQ201521069666
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日
【發(fā)明人】周希國(guó), 周賢博, 蘇鴨賓
【申請(qǐng)人】石家莊開發(fā)區(qū)泰順電子通訊有限公司