移動衛(wèi)星通信天線極化跟蹤方法和跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于移動衛(wèi)星通信天線的極化跟蹤系統(tǒng)和極化跟蹤方法，所述系統(tǒng)包括：衛(wèi)星通信天線，包括接收天線和發(fā)射天線，用于接收和發(fā)射正交極化的衛(wèi)星信號；極化隔離度測量部分，用于獲取并測量一對正交極化信號的信號電平，計算所得信號電平的比值并將所述比值與預(yù)定閾值進行比較；和跟蹤控制部分，用于基于所述極化隔離度測量部分輸出的比較結(jié)果同步控制天線發(fā)射和接收極化角度的調(diào)節(jié)。所述極化隔離度測量部分包括正交極化信號分解部分，用于根據(jù)從接收天線接收的衛(wèi)星信號分解產(chǎn)生一對互為正交的極化信號。
【專利說明】移動衛(wèi)星通信天線極化跟蹤方法和跟蹤系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動衛(wèi)星/微波通信天線的極化跟蹤方法及跟蹤系統(tǒng)，具體來說涉及基于衛(wèi)星天線的極化隔離度執(zhí)行控制來跟蹤和對準衛(wèi)星的方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]動中通是“移動中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡稱。通過動中通系統(tǒng)，車輛、輪船、飛機等移動的載體在運動過程中可實時跟蹤衛(wèi)星等平臺，不間斷地傳遞語音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息，可滿足各種軍民用應(yīng)急通信和移動條件下的多媒體通信的需要。
[0003]相對于固定衛(wèi)星通信系統(tǒng)而言，移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于全自動衛(wèi)星跟蹤通信天線(全自動衛(wèi)星跟蹤通信天線俗稱“動中通”天線)。此種天線需要具有在運動中自動衛(wèi)星跟蹤對準的能力，因此，在安裝此種天線之后，衛(wèi)星天線可以在運動中保持衛(wèi)星的對準，從而使得衛(wèi)星通信系統(tǒng)在運動中保持不間斷的通信能力。
[0004]全自動衛(wèi)星跟蹤通信天線的跟蹤能力通常體現(xiàn)在對以下四個物理量的跟蹤/保持上，這四個跟蹤/保持的物理量分別是:方位角、俯仰角、橫滾角、極化角。也就是說，全自動衛(wèi)星跟蹤天線系統(tǒng)應(yīng)該具有在載體運動中保持相對于衛(wèi)星的方位角、俯仰角、橫滾角、極化角不變的能力。
[0005]就目前的全自動衛(wèi)星跟蹤通信天線而言，由于在天線方位角、俯仰角、橫滾角動態(tài)測量方面擁有成熟的傳感器和跟蹤控制方法，因此，大多天線系統(tǒng)均可以對方位角、俯仰角、橫滾角等物理參數(shù)進行精確動態(tài)閉環(huán)跟蹤和控制。但是，對于天線的極化角度而言，由于至今沒有理想的天線極化參量動態(tài)測量方法，因此天線極化角的動態(tài)跟蹤和保持，一直是一件工程上的難題。這也是至今為止，動中通天線一直難以滿足衛(wèi)星公司入網(wǎng)要求的一個主要原因。
[0006]近年來很多研究和實踐在此領(lǐng)域進行，但是研究和實踐大多建立在以下兩種方法之上:
[0007]1、衛(wèi)星定位輔助慣性測量方法
[0008]利用慣性測量和衛(wèi)星定位裝置，對載體的運動/角位移及位置進行動態(tài)的精確測量，系統(tǒng)將測量到的方位、俯仰、橫滾等角度和位移，通過建立的運動學(xué)數(shù)學(xué)模型以及天線、載體間的坐標轉(zhuǎn)換模型計算，計算出對應(yīng)的極化角偏差量，再經(jīng)由伺服系統(tǒng)對極化角偏差量進行調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)極化角的動態(tài)跟蹤和控制。此種跟蹤方法目前廣泛地應(yīng)用在全自動衛(wèi)星跟蹤通信天線系統(tǒng)的設(shè)備之中(見專利文獻I)。
[0009]由于此種跟蹤控制方法并沒有對天線的極化角或者極化角誤差進行直接測量，因此這種方法實際上是一種間接的極化角跟蹤方法，即利用測量到的方位、俯仰、橫滾等角度及位移推算極化角調(diào)節(jié)量的一種方法。由于無法對極化角和誤差進行直接測量和反饋控制，從控制理論上來講，此種方法仍然屬于一種極化角開環(huán)控制方法。此種方法實施的基礎(chǔ)依賴于對載體姿態(tài)的慣性測量和對載體的定位，并且慣性系統(tǒng)隨時間產(chǎn)生的“漂移”難以避免，這使得系統(tǒng)的測量誤差隨使用時間的增加而增加，最終發(fā)生跟蹤“失效”。這種跟蹤“失效”雖然可以采用更加精確的慣性測量系統(tǒng)來推遲“失效”的發(fā)生，或者將誤差在一定程度上進行控制/校準。但由于慣性測量裝置異常昂貴，付出的成本代價往往使人望而生畏。因此，采用這種跟蹤方法的天線系統(tǒng)，在極化跟蹤性能和成本費用上總是不夠理想。
[0010]2、衛(wèi)星信號強度測量方法
[0011]利用衛(wèi)星信號的強度來調(diào)節(jié)衛(wèi)星天線極化角的對準是另外一種常用的極化對準/匹配方法。從理論上講，衛(wèi)星天線在極化對準/匹配的情況下，信號將得到最好的接收效果，此時，衛(wèi)星信號的強度也最強。但是，由于外部干擾信號的存在和衛(wèi)星信號在傳輸過程中的去極化效應(yīng)，常常使得測量出的信號最強角度不一定就是正確的極化角度。而且，由于天線原理、天線設(shè)計、天線制造、信號測量上的種種原因，使得衛(wèi)星信號強度并不能十分敏感地反映出天線極化角度的變化。因此，使用此種方法進行極化跟蹤往往帶來較大的極化角匹配誤差。
[0012]以上所述方法的主要問題是在天線無法對極化角或者極化角誤差進行自我測量的情況下，不得不進行間接地推算，因為推算采用的物理量與極化角之間的關(guān)系過于間接，或不夠敏感，加上推算出的極化角或者極化角偏差量最終無法測量和驗證，故測量的誤差、計算誤差、執(zhí)行誤差難以度量，無法進行閉環(huán)的誤差控制，因而產(chǎn)生較大誤差，系統(tǒng)難以實現(xiàn)較聞的跟蹤精度。
[0013]專利文獻1:CN101916908A，“動中通平板天線電子變極化系統(tǒng)及電子變極化方法”


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，發(fā)明人提出通過對天線接收的極化信號進行分解和對分解后信號的極化隔離度進行測量和跟蹤來實現(xiàn)對極化角的跟蹤和對準。根據(jù)本發(fā)明的天線極化跟蹤方法和跟蹤系統(tǒng)，能夠在獲得更高的跟蹤精度的同時降低系統(tǒng)成本。
[0015]發(fā)明人認識到移動衛(wèi)星通信中電磁極化波的如下特征:當天線與衛(wèi)星極化電磁波的極化角匹配正確之后，將同時伴隨而來兩個特征:1、極化角匹配后天線接收到的極化電磁波信號最強；2、極化角匹配后在與正確極化垂直/正交的極化方向上天線接收的信號最弱。而且這兩種特性同時相伴產(chǎn)生，相互對應(yīng)。一個特性成立時必然伴隨另一個特性的存在。一個特性不存在另一個伴隨的特性也必然喪失。具體來說，設(shè)極化失配角為△，極化損耗為Lp，交叉極化隔離度為Sp，則根據(jù)電磁波理論可以得到它們之間的關(guān)系為:
[0016]Lp=-201g (cos Δ ) dB
[0017]Sp=_201g (sin Δ ) dB(I)
[0018]由此可見，極化角的失配/誤差將直接導(dǎo)致交叉極化隔離度下降。反之，交叉極化隔離度的提高必然對應(yīng)極化角誤差的減小。
[0019]由電磁波理論可知，任意極化電磁波信號均可以分解為兩個正交的極化電磁波信號，反之，兩個正交極化電磁波信號也可以合成為單一的極化電磁波信號。
[0020]例如:一個線極化電磁波就可以分解為兩個振幅相等、旋向相反的正交圓極化波。
[0021]設(shè)沿Z軸傳播的直線極化波E與Y軸的夾角為ω t，則
[0022]E=E0e_J 0 z= [exE0cos ω t+eyE0s in ω t] e_J0z (2)
[0023]根據(jù)歐拉公式coscotKePt+eft)/〗和 sin ω t= (e.^-e_jUt)/2j,得到如下表達式:
[0024]E=1/2E0 (exeJω'+jeye_Jω') e_Jωt+l/2E0 (exeJω'-jeye_Jω') e_Jω' (3)
[0025]在該表達式中，右邊第一項為左旋圓極化波，第二項為右旋圓極化波，而且兩者振幅均為1/2&。通過對接收天線的極化角度進行調(diào)節(jié)，測量并比較上述獲得的一對正交信號的幅值，能夠在二者比值取得最大值時確定天線極化角的正確匹配。
[0026]本發(fā)明的核心是采用天線極化隔離動態(tài)測量方法替代難以工程實現(xiàn)的極化角動態(tài)測量或者如前所述的間接極化角測量方法，從而實現(xiàn)天線極化的動態(tài)對準。在工程上反映天線極化隔離情況的物理參數(shù)稱為:極化隔離度。本方法還可以描述為用極化隔離度的測量替代極化角測量，通過保持足夠的極化隔離度(比如:極化隔離度> 30dB，通?？梢栽?0-40dB之間設(shè)定一個判定閥值)，來實現(xiàn)足夠精度的天線極化角對準(比如:極化角誤差彡0.2度)。
[0027]雖然現(xiàn)有技術(shù)中對于衛(wèi)星天線接收信號的極化隔離度的測量已經(jīng)提出了多種有效的方法。然而，這些技術(shù)方案是將極化隔離度作為正交極化衛(wèi)星信號本身的一個靜態(tài)質(zhì)量指標進行考量，而不存在利用衛(wèi)星天線接收信號的極化隔離度來動態(tài)控制極化角匹配的技術(shù)啟示。而且，這些極化隔離度的測量方法也無法適應(yīng)于動中通天線的應(yīng)用。換言之，在本發(fā)明之前，現(xiàn)有技術(shù)中沒有提出衛(wèi)星天線接收信號的極化隔離度與天線極化角匹配(而不是信號強度最大或信號質(zhì)量最好)之間具有直接緊密相關(guān)性的這一特征可以用來實現(xiàn)天線極化角動態(tài)跟蹤的技術(shù)方案。
[0028]天線極化隔離度變化敏感，相對較易測量，所以，此種方法可以獲得比傳統(tǒng)方法更高的極化角跟蹤精度，同時又體現(xiàn)了利用極化隔離度抑制反極化信號干擾的本意，也更能反映出利用電磁波的極化特性抑制反極化干擾，實現(xiàn)極化復(fù)用的工程目的。
[0029]本發(fā)明提出了一種用于移動衛(wèi)星通信天線的極化跟蹤系統(tǒng)，其包括:衛(wèi)星通信天線，包括接收天線和發(fā)射天線，用于接收和發(fā)射正交極化的衛(wèi)星信號；極化隔離度測量部分，用于獲取并測量一對正交極化信號的信號電平，計算所得信號電平的比值并將所述比值與預(yù)定閾值進行比較；和跟蹤控制部分，用于基于所述極化隔離度測量部分輸出的比較結(jié)果同步控制天線發(fā)射和接收極化角度的調(diào)節(jié)。
[0030]所述極化隔離度測量部分還包括正交極化信號分解部分，用于根據(jù)從接收天線接收的衛(wèi)星信號分解產(chǎn)生一對互為正交的極化信號。
[0031]正交極化信號分解部分用于將從接收天線接收的衛(wèi)星信號分解為一對正交極化信號，并且將所述一對正交極化信號同時輸出至所述極化隔離度測量部分。
[0032]在所述正交極化信號分解部分分解產(chǎn)生的一對正交極化信號中，通常其中一個分解后的信號與接收到的電磁波信號極化匹配，也就是真正的有用衛(wèi)星信號或稱為主極化信號，另一個分解后的信號與匹配的極化電磁波/主極化信號正交，是一種存在于交叉極化上的干擾信號。在衛(wèi)星通信上，這一對互為正交的極化信號通常對應(yīng)于垂直極化信號和水平極化信號，或者對應(yīng)于±45°正交極化信號。
[0033]當所述信號電平的比值小于預(yù)定閾值時，所述跟蹤控制部分改變天線的極化角度，并控制所述極化隔離度測量部分再次執(zhí)行測量和比較，直到比值大于或等于所述預(yù)定閾值，此時所述跟蹤控制部分判定衛(wèi)星通信天線實現(xiàn)極化角度匹配。
[0034]本發(fā)明的極化匹配/調(diào)節(jié)和極化波分解部分，可以采用多種方式實現(xiàn)，其中包括采用數(shù)字移相器方法、數(shù)字或模擬功分器方法、電機拖動圓波導(dǎo)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)方法等多種方法進行天線的極化調(diào)節(jié)和對接收的信號進行極化分解。而且，此種方法適用于任何類型的天線，包括:微帶類陣列天線、波導(dǎo)類陣列天線、各種反射面類天線(包括拋物面天線、柱面反射器天線)等等。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實施例，按照預(yù)定周期執(zhí)行極化隔離度的測量和比較，并且在判定衛(wèi)星通信天線實現(xiàn)了正確的極化角度匹配之后，在預(yù)定周期內(nèi)保持當前的極化角度。所述周期可以根據(jù)移動衛(wèi)星通信應(yīng)用的具體環(huán)境以及天線載體的運動/轉(zhuǎn)動情況按需設(shè)置。
[0036]本發(fā)明還提出了一種用于移動衛(wèi)星通信天線的極化跟蹤方法，包括:1)通過衛(wèi)星接收天線接收衛(wèi)星信號；2)控制極化調(diào)節(jié)部件使得其中的一個極化信號與衛(wèi)星信號極化匹配，從而使接收到的衛(wèi)星信號達到最大；3)分解接收信號獲得一對互為正交的極化信號并測量所述一對正交極化信號的信號電平；4)計算所獲得的此對正交極化信號的電平比值，并將所述比值與預(yù)定閾值進行比較；和5)基于所述比較的結(jié)果控制接收天線極化角度的調(diào)節(jié)，使得正交的兩個極化信號比值保持大于預(yù)定的閥值；6)同步等角度地調(diào)節(jié)發(fā)射和接收天線的極化調(diào)節(jié)器，使得發(fā)射和接收天線的極化同時實現(xiàn)同步跟蹤。
[0037]當所述比值大于或等于所述預(yù)定閾值時，判定衛(wèi)星通信天線實現(xiàn)極化角度匹配，并保持衛(wèi)星通信天線當前的極化角度；以及當所述比值小于所述預(yù)定閾值時，改變衛(wèi)星通信天線的極化角度，并再次執(zhí)行步驟(I)至(5)。
[0038]對于發(fā)射天線的極化對準/匹配/跟蹤，只要將發(fā)射天線與接收天線的極化角調(diào)節(jié)器在實驗室預(yù)先標校一致(或在設(shè)計和制造上給予保證，或者用計算方法給與動態(tài)校正。并注意發(fā)射信號極化角與接收信號極化角兩者之間互為正交)，就可以用與接收天線極化調(diào)節(jié)角同步的、等值的調(diào)整方法調(diào)整發(fā)射天線的極化角(即:使發(fā)射天線的極化角在同一方向上調(diào)節(jié)相同角度)，在實現(xiàn)接收天線極化對準/匹配/跟蹤的同時，實現(xiàn)發(fā)射電磁波極化角和接收電磁波極化角的同步跟蹤/實現(xiàn)發(fā)射天線和接收天線極化的同時對準。雖然發(fā)射信號和接收信號在極化角度上通常相差90度，而且，使用頻率也有所不同，但這只是一個恒定的極化角度差值，并不影響本原理的使用。因此，本發(fā)明是一種可以同時動態(tài)調(diào)整/跟蹤/匹配發(fā)射天線極化角和接收天線極化角的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]通過結(jié)合附圖的以下描述，將會更容易地理解本發(fā)明并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中:
[0040]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于移動衛(wèi)星通信天線的極化跟蹤系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖；
[0041]圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的使用陣列天線的極化跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0042]圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的使用拋物面天線的極化跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0043]圖4是根據(jù)本發(fā)明的移動衛(wèi)星通信天線極化跟蹤方法的流程圖；和
[0044]圖5是正交極化信號分解部分的一種不例實施方式。

【具體實施方式】
[0045]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易于理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。在本發(fā)明中，以示例方式，對本發(fā)明提出的天線極化跟蹤系統(tǒng)及方法的原理和示例實施方式進行了說明，但是本發(fā)明不限于所公開的優(yōu)選實施例的具體形式。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容對本發(fā)明進行修改和變型，這些修改和變型也應(yīng)當屬于由權(quán)利要求限定的本發(fā)明保護的范圍。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明的移動衛(wèi)星通信天線極化跟蹤系統(tǒng)包括衛(wèi)星通信天線1、極化隔離度測量部分3和跟蹤控制部分4。在極化隔離度測量部分3中進一步提供了正交極化信號分解部分2，用于對接收到的衛(wèi)星信號進行分解處理，并輸出一對垂直極化和水平極化的正交極化信號，或者其它具有正交極化特征的一組信號，例如±45°正交極化信號。
[0047]極化隔離度測量部分3對從正交極化信號分解部分2輸出的一組正交極化信號的功率進行測量并計算二者的比值，以計算極化隔離度Sp。極化隔離度Sp的計算如公式(4)所示:
[0048]Sp (dB) =201og10 (E1/E2)(4)
[0049]如果極化隔離度Sp小于某個預(yù)先設(shè)定的閾值(比如30dB)，則跟蹤控制部分4向衛(wèi)星通信天線中包括的極化角度調(diào)節(jié)部分7發(fā)出控制信號，同步、等角度地改變兩個正交的極化角度，然后重復(fù)執(zhí)行極化隔離度的測量和比較操作，直到天線的極化隔離度回到預(yù)定的匹配水平(如不小于30dB)，從而實現(xiàn)接收和發(fā)射天線的自動極化跟蹤。
[0050]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的使用陣列天線的極化跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖(所使用的天線可以是相控陣天線、微帶陣列天線、波導(dǎo)類陣列天線等)。陣列天線具有波束控制靈活、指向改變迅速等優(yōu)點，有利于在本發(fā)明的框架下實現(xiàn)快速有效的極化角度調(diào)節(jié)，特別適合于高速移動條件下的動中通應(yīng)用。此外，數(shù)字移相器的體積小、成本低，能夠降低整個系統(tǒng)的制造和使用成本。
[0051]如圖2所示，衛(wèi)星通信天線I由陣列天線Ia構(gòu)成，極化隔離度測量部分3中的正交極化信號分解部分2根據(jù)接收到的衛(wèi)星信號分解出一組正交的數(shù)字極化信號，跟蹤控制部分4基于極化隔離度測量部分3針對極化隔離度的計算結(jié)果控制數(shù)字移相器5來調(diào)節(jié)陣列天線Ia的極化角度。
[0052]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的使用反射面天線的極化跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0053]反射面天線的姿態(tài)調(diào)整需要利用電機進行機械調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)速度和靈活度受到限制，同時反射面天線的外形體積和重量較大，對于空間較小的車載應(yīng)用等構(gòu)成了額外的成本。不過，反射面天線(例如拋物面天線)具有增益高、帶寬高等優(yōu)點，因此適合于需要保證足夠的帶寬和增益裕量以滿足大數(shù)據(jù)量通信需求的應(yīng)急通信等場合。
[0054]如圖3所示，衛(wèi)星通信天線I由反射面天線Ib構(gòu)成，極化隔離度測量部分3中的正交極化信號分解部分2根據(jù)接收到的衛(wèi)星信號分解出一組正交的數(shù)字極化信號，跟蹤控制部分4基于極化隔離度測量部分3針對極化隔離度的計算結(jié)果向接收/發(fā)射極化調(diào)節(jié)電機6輸出模擬控制信號，以驅(qū)動接收/發(fā)射極化調(diào)節(jié)電機6改變天線的極化角度。通?？梢詫⑻炀€的極化調(diào)節(jié)和接收電磁波信號的正交分解同時實現(xiàn)。
[0055]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的移動衛(wèi)星通信天線極化跟蹤方法的流程圖。根據(jù)本發(fā)明的移動衛(wèi)星通信天線極化跟蹤方法包括:
[0056]步驟SI)通過衛(wèi)星接收天線接收衛(wèi)星信號；
[0057]步驟S2)調(diào)節(jié)天線的極化角和通過分解接收信號獲得一對正交極化的信號；
[0058]步驟S3)測量所述一對正交極化信號的信號電平，計算所獲得的一對正交極化信號的電平比值，并將所述比值與預(yù)定閾值進行比較，以確定該比值是否大于預(yù)設(shè)閾值；
[0059]步驟S4)如果判定結(jié)果為是，則進入步驟S6)，判定天線達到極化匹配狀態(tài)，進而在預(yù)定周期內(nèi)鎖定極化角度以保持此狀態(tài)；
[0060]如果判定結(jié)果為否，則進入步驟S5)，進一步調(diào)節(jié)衛(wèi)星天線的極化角度，然后返回步驟SI并重復(fù)SI至S4的處理。
[0061]圖5示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的極化跟蹤系統(tǒng)中的正交極化信號提供部分2的一種示例裝置，用于將線極化電磁波分解成為正交的兩個圓極化電磁波。圖5所示的正交極化信號提供部分2由矩形波導(dǎo)21、矩-圓過渡波導(dǎo)22和與其連接的內(nèi)部裝有介質(zhì)片的圓波導(dǎo)23構(gòu)成。工作時，TElO波經(jīng)由矩形波導(dǎo)21輸入，通過矩-圓過渡波導(dǎo)22轉(zhuǎn)換成圓波導(dǎo)23中的TEll模。當圓波導(dǎo)23中的吸收片32相對于水平面旋轉(zhuǎn)Θ角度時，即可將電場E1分解成與吸收片32垂直的E丄分量和與吸收片32平行的E Il分量,其中El = E1Cos Θ ,E Il =E1S in Θ。
[0062]旋轉(zhuǎn)此介質(zhì)片32可以實現(xiàn)與不同極化角的輸入電磁波進行極化角度的匹配，并在此基礎(chǔ)之上將輸入電磁波分解為兩個相互正交的極化電磁波分量。
[0063]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于移動衛(wèi)星通信天線的極化跟蹤系統(tǒng)，包括: 衛(wèi)星通信天線，包括接收天線和發(fā)射天線，用于接收和發(fā)射正交極化的衛(wèi)星信號； 極化隔離度測量部分，用于獲取并測量一對正交極化信號的信號電平，計算所得信號電平的比值并將所述比值與預(yù)定閾值進行比較；和 跟蹤控制部分，用于基于所述極化隔離度測量部分輸出的比較結(jié)果同步控制天線發(fā)射和接收極化角度的調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的極化跟蹤系統(tǒng)，其中所述極化隔離度測量部分還包括正交極化信號分解部分，用于根據(jù)從接收天線接收的衛(wèi)星信號分解產(chǎn)生一對互為正交的極化信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的極化跟蹤系統(tǒng)，其中所述衛(wèi)星通信天線還包括極化角度調(diào)節(jié)部分，所述跟蹤控制部分控制極化角度調(diào)節(jié)部分來調(diào)節(jié)天線的極化角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的極化跟蹤系統(tǒng)，其中 所述衛(wèi)星通信天線是陣列天線；并且 所述極化角度調(diào)節(jié)部分由數(shù)字移相器或功分器構(gòu)成，用于對陣列天線的極化角度進行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的極化跟蹤系統(tǒng)，其中 所述衛(wèi)星通信天線是反射面天線；并且 所述極化角度調(diào)節(jié)部分由極化調(diào)節(jié)電機和旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成，用于對陣列天線的極化角度進行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的極化跟蹤系統(tǒng)，其中所述一對正交極化信號分別對應(yīng)于垂直極化信號和水平極化信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的極化跟蹤系統(tǒng)，其中所述一對正交極化信號分別對應(yīng)于±45°正交極化信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的極化跟蹤系統(tǒng)，其中所述閾值設(shè)置范圍為20-40dB。
9.一種用于移動衛(wèi)星通信天線的極化跟蹤方法，包括: (1)通過衛(wèi)星接收天線接收衛(wèi)星信號； (2)調(diào)節(jié)天線的極化角，并通過分解接收信號獲得一對正交極化信號； (3)測量分解得到的一對正交極化信號的信號電平，并計算所得到的一對正交極化信號的電平比值，將所述比值與預(yù)定閾值進行比較；和 (4)基于所述比較的結(jié)果控制發(fā)射和接收天線極化角度的調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的極化跟蹤方法，其中所述控制步驟(4)包括: 當所述比值大于或等于所述預(yù)定閾值時，判定衛(wèi)星通信天線實現(xiàn)極化角度匹配，并在預(yù)定周期內(nèi)保持衛(wèi)星通信天線當前的極化角度；以及當所述比值小于所述預(yù)定閾值時，改變衛(wèi)星通信天線的極化角度，并重復(fù)步驟(I)至(4)的處理。
【文檔編號】H01Q3/38GK104183921SQ201310193834
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】郝志強 申請人:郝志強