一种有源极化控制器制造技术

一种有源极化控制器，实现天线在移动状态下极化跟踪功能。该有源极化控制器包括两路信号输入端、信号输出端、低噪声放大电路、极化控制电路和供电电路。低噪声放大电路完成信号的接收和放大功能，极化控制电路实现极化跟踪功能，供电电路为低噪声放大电路、极化控制电路供电。本发明专利技术的目的是调整和消除“动中通”接收天线的交叉极化干扰，以提高移动卫星通信质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有源极化控制器，属于卫星移动通信应用领域。
技术介绍
“动中通”能够利用固定卫星资源进行移动通信业务，可以克服地理位置和设备的约束，大量应用在应急、救灾、媒体传播等领域。2013年雅安地震中，山区陆地通信设施被毁坏，当时武警与消防车通过“动中通”在第一时间传出震区受灾的图像、视频，为抗震救灾工作开展发挥了重要作用。“动中通”必须像静止状态的地球站一样在方位、俯仰和极化三维始终对准卫星，才能正常工作。然而动中通设备一般都安装在高机动性的车辆以及轮船甚至飞机上，对其波束的稳定跟踪提出了很高的要求，并且卫星通信广泛采用极化复用以达到同频双倍传输，极化的稳定就显得异常重要。所谓极化通常是指与电波传播方向垂直的平面内瞬时电场矢量的方向，一般可以分为线极化和圆极化。对于线极化来说，天线接收极化必须与电波极化一致才能无损接收，否则就会带来交叉极化干扰。如果正交则可能无法接收信号。我国的卫星通信业务主要使用线极化，因此必须精确调整极化角，使极化始终匹配。现有设计中:为消除极化干扰，通常采用机械极化控制器，机械极化控制器存在占用体积大、电机控制周期长、长期使用结构易松动等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是:克服现有技术的不足，提供了一种有源极化控制器，实现天线在移动状态下的极化跟踪功能，目的在于调整和消除“动中通”接收天线的交叉极化干扰，所采用的具体技术方案如下:一种有源极化控制器，包括:两路信号输入端、信号输出端、低噪声放大电路、极化控制电路和供电电路；两路信号输入端分别为第一输入端和第二输入端；低噪声放大电路包括第一低噪声放大模块LNAl、第二低噪声放大模块LNA2 ；极化控制电路包括第一数字移相器ro1、第二数字移相器TO2、第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2和合路器；供电电路，给第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2、第一数字移相器H)1、第二数字移相器PD2、第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2供直流电；外部天线包括天线阵面、水平路输出端、垂直路输出端；外部天线接收卫星的垂直极化信号和水平极化信号，通过水平路输出端输出水平路信号，该水平路信号掺杂有垂直极化信号；通过垂直路输出端输出垂直路信号，该垂直路信号掺杂有水平极化信号；两路信号输入端的第一输入端和第二输入端，分别接收水平路信号和垂直路信号，分别送至第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2 ；第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2分别对第一输入端和第二输入端送来的水平路信号、垂直路信号，进行低噪声放大后分别送至第一数字移相器ro1、第二数字移相器ro2 ；第一数字移相器ro1、第二数字移相器TO2，根据外部平板阵列天线极化角Θ，分别对水平路信号、垂直路信号的相位进行调整，调整后，输出相位一致或相差180°的水平路信号、垂直路信号，再分别送至第一衰减器ATTl、第二衰减器ATT2 ；第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2，在外部控制信号下，分别对相位一致或相差180°的水平路信号、垂直路信号，根据天线极化角Θ对两路信号的幅度进行调整，当有源极化控制器需要输出卫星水平极化信号时，使水平路信号衰减201gCOS Θ，垂直路信号衰减201gsin Θ ;当有源极化控制器需要输出卫星垂直极化信号时，使输出的水平路信号幅度衰减201gsin Θ，使垂直路信号幅度衰减201gCOS Θ ；合路器将第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2分别衰减后的水平路信号、垂直路信号进行合成。所述的第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2的增益、相位和噪声特性完全一致，模块增益为40dB，噪声系数为1.ldB。所述的第一数字移相器ro1、第二数字移相器PD2为6位数字移相器，移相范围为O度到360度，移相精度为5.625度。所述的第一衰减器ATTl、第二衰减器ATT2为6位数字衰减器，衰减范围为OdB到31.5dB，衰减精度为0.5dBo本专利技术与现有技术相比的优点在于:(I)本专利技术中的低噪声放大电路、极化控制电路为有源电路，电路构成简洁，可高度集成在一块电路板上，占用空间小、长时间使用可靠性高。(2)本专利技术通过数字移相器和数字衰减器对信号相位和幅度进行调整从而消除极化干扰，响应速度快、控制精度高。【附图说明】图1是本专利技术有源极化控制器组成示意图；图2是本专利技术有源极化控制器基本原理示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进行详细说明。首先阐述该有源极化控制器的基本原理。如附图2所示，其中Eh、Ev分别为卫星的水平极化信号、垂直极化信号，Ε〃、Ει为外部天线输出的水平路信号、垂直路信号，Θ即天线的极化角，Ε〃、Ει与Eh、Ev的关系有:E// = cos Θ Eh - sin θ Ev(I)E丄=sin Θ Eh+cos θ Ev(2)由系数矩阵求逆可得公式如下:Eh = cos Θ Ex/ +sin Θ E丄(3)Ev = -sin Θ Ex/ +cos Θ E丄(4)公式(3)、(4)表明水平路信号、垂直路信号经过加权可得到卫星水平极化信号、卫星垂直极化信号，负号代表相位相差180°，相位通过数字移相器HH和PD2调节来实现，加权系数cos Θ与sin Θ需要通过衰减器ATTl和ATT2调节来实现。根据以上原理，如图1所示，本专利技术提出了一种有源极化控制器，包括:两路信号输入端、信号输出端、低噪声放大电路、极化控制电路和供电电路；两路信号输入端分别实现外部天线水平路信号和垂直路信号的输入，信号输出端根据需要按照公式(3)或公式(4)输出卫星水平极化信号或卫星垂直极化信号；低噪声放大电路包括第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2，两路低噪声放大电路的增益、相位和噪声特性完全一致，模块增益为40dB，噪声系数为1.1dB,实现对接收信号的低噪声放大当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源极化控制器，其特征在于包括：两路信号输入端、信号输出端、低噪声放大电路、极化控制电路和供电电路；两路信号输入端分别为第一输入端和第二输入端；低噪声放大电路包括第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2；极化控制电路包括第一数字移相器PD1、第二数字移相器PD2、第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2和合路器；供电电路，给第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2、第一数字移相器PD1、第二数字移相器PD2、第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2供直流电；外部天线包括天线阵面、水平路输出端、垂直路输出端；外部天线接收卫星的垂直极化信号和水平极化信号，通过水平路输出端输出水平路信号，该水平路信号掺杂有垂直极化信号；通过垂直路输出端输出垂直路信号，该垂直路信号掺杂有水平极化信号；两路信号输入端的第一输入端和第二输入端，分别接收水平路信号和垂直路信号，分别送至第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2；第一低噪声放大模块LNA1、第二低噪声放大模块LNA2分别对第一输入端和第二输入端送来的水平路信号、垂直路信号，进行低噪声放大后分别送至第一数字移相器PD1、第二数字移相器PD2；第一数字移相器PD1、第二数字移相器PD2，根据外部平板阵列天线极化角θ，分别对水平路信号、垂直路信号的相位进行调整，调整后，输出相位一致或相差180°的水平路信号、垂直路信号，再分别送至第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2；第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2，在外部控制信号下，分别对相位一致或相差180°的水平路信号、垂直路信号，根据天线极化角θ对两路信号的幅度进行调整，当有源极化控制器需要输出卫星水平极化信号时，使水平路信号衰减20lgcosθ，垂直路信号衰减20lgsinθ；当有源极化控制器需要输出卫星垂直极化信号时，使输出的水平路信号幅度衰减20lgsinθ，使垂直路信号幅度衰减20lgcosθ；合路器将第一衰减器ATT1、第二衰减器ATT2分别衰减后的水平路信号、垂直路信号进行合成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成才，巩莉，梁青云，韩雪，付平，李鹏，赵海娜，杜文洲，
申请(专利权)人：北京航天光华电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11