一种相控阵天线模组及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种相控阵天线模组，其控制方法为：通过相控阵天线模组搜索卫星波束，并接收卫星信号；将相控阵天线模组中每个天线子阵接收的卫星信号分别传输至对应的功率合成器，得到对应的合成信号；将合成信号经过对应的功分器分为两路信号，将一路信号传输至第五功率合成器中，将另一路信号传输至跟踪接收机中；通过第五功率合成器输出总合成信号，并通过跟踪接收机进行信号跟踪，完成控制流程。本发明专利技术可以实现快速搜星，并且在卫星的移动通信中，对卫星信号进行跟踪，实时调节相控阵天线模组的俯仰角和方位角，以保证良好的通信质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵天线模组及其控制方法


[0001]本专利技术属于卫星通信领域，具体涉及一种相控阵天线模组及其控制方法。

技术介绍

[0002]相控阵天线是由许多天线单元排阵所构成的阵列天线，通过调整各个天线单元的馈电相位实现波束扫描和波束赋形。它具有体积小、质量轻、容易形成多波束，能实现天线波束指向和波束形状快速变化的能力，能实现波束间通信容量的调整等优点，这些优点使其具有多个高速运动目标稳定跟踪的能力；此外，相控阵天线还可在空间实现信号功率的合成，从而获得拥有较大EIRP(各向同性等效辐射功率)，这为增大系统作用距离、提高系统测量精度以及观测包括隐身目标在内的各种低可观测目标提供了技术潜力。由于上述众多优点，使得相控阵天线技术成为近年来雷达通信系统中发展很快的一项关键技术。
[0003]在现有技术中，在动态环境中，卫星信号/信标跟踪常常因为载体的晃动，导致卫星信号/信标的跟踪质量差，从而造成通信质量的下降，可靠性降低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种相控阵天线模组及其控制方法解决了现有技术中存在的问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种相控阵天线模组，包括第一天线子阵、第二天线子阵、第三天线子阵和第四天线子阵构成的矩形相控阵天线阵；
[0006]所述第一天线子阵、第二天线子阵、第三天线子阵和第四天线子阵均为矩形天线子阵且结构相同，均包括N*N个天线单元，所述N*N个天线单元构成矩形天线子阵；所述第一天线子阵、第二天线子阵、第三天线子阵和第四天线子阵中两两相邻天线单元之间的间距均为A；每个所述天线单元均设置有对应的TR通道，且其通过TR通道连接至信号跟踪单元。
[0007]进一步地，所述天线单元包括矩形状的贴片天线、位于贴片天线上的馈电点以及天线辐射单元；所述贴片天线的两个对角设置有三角形缺口；所述馈电点设置于贴片天线的中轴线上，且其与贴片天线的中心点之间的间距为B；所述馈电点通过天线辐射单元与TR通道连接。
[0008]进一步地，所述三角形缺口为直角三角形缺口，且其与贴片天线的角重合。
[0009]进一步地，所述TR通道包括依次连接的低噪放大器和移相器，所述低噪放大器连接至天线单元，所述移相器连接至信号跟踪单元。
[0010]进一步地，所述信号跟踪单元包括第一功率合成器至第五功率合成器、第一功分器至第四功分器、第一跟踪接收机至第四跟踪接收机以及上位机；
[0011]所述第一天线子阵中每个天线单元均通过对应的TR通道连接至第一功率合成器，所述第一功率合成器通过第一功分器分别连接至第一跟踪接收机和第五功率合成器，所述第一跟踪接收机连接至上位机；
[0012]所述第二天线子阵中每个天线单元均通过对应的TR通道连接至第二功率合成器，
所述第二功率合成器通过第二功分器分别连接至第二跟踪接收机和第五功率合成器，所述第二跟踪接收机连接至上位机；
[0013]所述第三天线子阵中每个天线单元均通过对应的TR通道连接至第三功率合成器，所述第三功率合成器通过第三功分器分别连接至第三跟踪接收机和第五功率合成器，所述第三跟踪接收机连接至上位机；
[0014]所述第四天线子阵中每个天线单元均通过对应的TR通道连接至第四功率合成器，所述第四功率合成器通过第四功分器分别连接至第四跟踪接收机和第五功率合成器，所述第四跟踪接收机连接至上位机。
[0015]本专利技术的有益效果为：
[0016](1)本专利技术提供了一种相控阵天线模组，其结构简单，且将整个天线划分为四个区域，可以分开控制，使搜索卫星信号的速度更快。
[0017](2)本专利技术中设置有信号的跟踪接收机，可以对卫星信号进行跟踪，保证了卫星移动通信的通信质量和可靠性。
[0018](3)本专利技术的束波范围广，且提供的天线单元可以实现圆极化。
[0019]一种相控阵天线模组的控制方法，包括：
[0020]通过相控阵天线模组搜索卫星波束，并接收卫星信号；
[0021]将相控阵天线模组中每个天线子阵接收的卫星信号分别传输至对应的功率合成器，得到对应的合成信号；
[0022]将合成信号经过对应的功分器分为两路信号，将一路信号传输至第五功率合成器中，将另一路信号传输至跟踪接收机中；
[0023]通过第五功率合成器输出总合成信号，并通过跟踪接收机进行信号跟踪，完成控制流程。
[0024]进一步地，所述通过相控阵天线模组搜索卫星波束包括：
[0025]将相控阵天线模组的扫描范围划分为若干束波区间；
[0026]选择束波区间，并在束波区间中设置相控阵天线模组的束波方向，并搜索卫星信号的信号谱峰值；
[0027]判断信号谱峰值是否大于设定的限定值，若是，则接收卫星信号，并进入控制流程，否则重新选择束波区间和重新设置相控阵天线模组的束波方向，并搜索卫星信号的信号谱峰值，直至信号谱峰值大于设定的限定值。
[0028]进一步地，所述通过跟踪接收机进行信号跟踪包括：
[0029]通过跟踪接收机获取信号在相控阵天线模组束波范围内的卫星俯仰角偏移量和方位角偏移量；
[0030]根据卫星俯仰角偏移量和方位角偏移量，对相控阵天线模组的束波方向进行调整，完成信号跟踪流程。
[0031]本专利技术的有益效果为：提供了一种相控阵天线模组的控制方法，可以实现对卫星波束的快速搜索，并且可以将搜索卫星波束流程和后续的控制流程交替执行，以达到搜星和跟踪的目的。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例提供的一种相控阵天线模组的结构示意图。
[0033]图2为本专利技术实施例提供的一种天线单元的结构示意图。
[0034]图3为本专利技术实施例提供的天线子阵、TR通道和信号跟踪单元的连接关系示意图。
[0035]图4为本专利技术实施例提供的一种相控阵天线模组的控制方法的流程示意图。
[0036]图5为本专利技术实施例提供的一种信标锁相模块示意图。
[0037]其中：1
‑
第一天线子阵、2
‑
第二天线子阵、3
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第三天线子阵、4
‑
第四天线子阵、5
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天线单元、6
‑
贴片天线、7
‑
馈电点、8
‑
第一三角形缺口、9
‑
第二三角形缺口。
具体实施方式
[0038]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0039]下面结合附图详细说明本专利技术的实施例。
[0040]实施例1
[0041]在现有技术中，常常采用相控阵天线接收卫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相控阵天线模组，其特征在于，包括第一天线子阵(1)、第二天线子阵(2)、第三天线子阵(3)和第四天线子阵(4)构成的矩形相控阵天线阵；所述第一天线子阵(1)、第二天线子阵(2)、第三天线子阵(3)和第四天线子阵(4)均为矩形天线子阵且结构相同，均包括N*N个天线单元(5)，所述N*N个天线单元(5)构成矩形天线子阵；所述第一天线子阵(1)、第二天线子阵(2)、第三天线子阵(3)和第四天线子阵(4)中两两相邻天线单元(5)之间的间距均为A；每个所述天线单元(5)均设置有对应的TR通道，且其通过TR通道连接至信号跟踪单元。2.根据权利要求1所述的相控阵天线模组，其特征在于，所述天线单元(5)包括矩形状的贴片天线(6)、位于贴片天线上的馈电点(7)以及天线辐射单元；所述贴片天线(6)的两个对角设置有三角形缺口；所述馈电点(7)设置于贴片天线(6)的中轴线上，且其与贴片天线(6)的中心点之间的间距为B；所述馈电点(7)通过天线辐射单元与TR通道连接。3.根据权利要求2所述的相控阵天线模组，其特征在于，所述三角形缺口为直角三角形缺口，且其与贴片天线(6)的角重合。4.根据权利要求1所述的相控阵天线模组，其特征在于，所述TR通道包括依次连接的低噪放大器和移相器，所述低噪放大器连接至天线单元(5)，所述移相器连接至信号跟踪单元。5.根据权利要求4所述的相控阵天线模组，其特征在于，所述信号跟踪单元包括第一功率合成器至第五功率合成器、第一功分器至第四功分器、第一跟踪接收机至第四跟踪接收机以及上位机；所述第一天线子阵(1)中每个天线单元(5)均通过对应的TR通道连接至第一功率合成器，所述第一功率合成器通过第一功分器分别连接至第一跟踪接收机和第五功率合成器，所述第一跟踪接收机连接至上位机；所述第二天线子阵(2)中每个天线单元(5)均通过对应的TR通道连接至第二功率合成器，所述第二功率合...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐攀，郭娜，李桂华，郭超，
申请(专利权)人：浩泰智能成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：