双路双工器及应用该双路双工器的双路双工极化跟踪器

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，特别涉及一种双路双工器及应用该双路 双工器的双路双工极化跟踪器。

背景技术

由于“动中通”移动卫星天线的普遍使用，可以实现汽车、火车、轮船、 飞机等移动载体在运动过程中，实时地跟踪通信卫星，建立通信链路，不间 断地传递语音、数据、图像等多媒体信息。该系统具有通信覆盖区域广、不 受地形地域限制、传输线路稳定可靠、宽带传输、移动通信等优点。“动中 通”移动卫星通信天线系统，可大幅提升用户在移动过程中的通信能力，所 以该系统可以满足各种军民用应急通信系统在移动状态下的多媒体通信需 求。

天线随载体在移动过程中，由于其姿态和地理位置发生变化，会引起原 对准卫星的天线偏离卫星方向，使通信中断；因此，必须对天线的这些变化 进行隔离使天线不受影响，并始终对准卫星，以使“动中通”系统能够进行 不间断的卫星通信。目前的跟踪器损耗高、跟踪精度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种双路双工器及应用该双路双工器的双路双工 极化跟踪器，该双路双工极化跟踪器低损耗低，跟踪精度高；而且保证天线 尺寸可做到尽量小的前提下降低系统占用空间，从而有效降低系统的轮廓和 高度。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

方案一：

双路双工器，其特征在于：包含两个信号发射端滤波器、两个信号接收 端滤波器、两个E-T接头，所述信号发射端滤波器的输出端和信号接收端 滤波器的输入端之间通过E-T接头的两个对称接口一一对应连接；所述两 个E-T接头的空余接口作为两个信号收发接口。

上述技术方案的特点和进一步改进：

进一步的，其中一个E-T接头的空余接口接收卫星信号时，另一个E-T 接头的空余接口发射微波信号。

方案二：

双路双工极化跟踪器，其特征在于：包括权利上述的双路双工器，还包 括用于对发射信号进行极化调整形成调整发射信号，使调整发射信号与卫星 信号进行匹配跟踪的发射极化跟踪器，用于对调整发射信号进行圆极化形成 圆极化调整发射信号的第一圆极化器，所述双路双工器的一个信号收发接口 将圆极化调整发射信号滤波后发射；所述双路双工器的另一个信号收发接口 接收卫星信号，并对卫星信号进行滤波形成滤波卫星信号，用于对滤波卫星 信号进行圆极化形成圆极化滤波卫星信号的第二圆极化器，用于调整极化角 度使其与圆极化滤波卫星信号进行匹配跟踪的接收极化跟踪器；

所述发射极化跟踪器的输出端与第一圆极化器的输入端相连接，所述第 一圆极化器的两个输出端对应与两个信号发射端滤波器的输入端相连接，所 述两个信号接收端滤波器的输出端对应与第二圆极化器的两个输入端相连 接，所述第二圆极化器的输出端与接收极化跟踪器的输入端相连接。

上述技术方案的特点和进一步改进：

进一步的，所述发射极化跟踪器包含用于对发射信号进行极化调整使其 与卫星信号进行匹配跟踪的第一极化器，用于驱动第一极化器旋转的第一电 机，所述第一极化器的输入端设置有第一正交模耦合器；所述第一极化器的 输出端与双路双工器的输入端连接，所述第一正交模耦合器的输入端用于连 接外部信号发射源。

进一步的，所述接收极化跟踪器包含用于调整极化角度使其与接收的卫 星信号进行匹配跟踪的第二极化器，用于驱动第二极化器旋转的第二电机， 所述第二极化器的输出端设置有第二正交模耦合器；所述第二极化器的输入 端与双路双工器的输出端连接，所述第二正交模耦合器的输出端用于连接外 部数据处理单元。

进一步的，所述两个E-T接头的空余接口对应连接有两个双极化天线。

本发明的双路双工器及应用该双路双工器的双路双工极化跟踪器，其将 任意的来波信号通过一个双极化天线将它分为一个垂直极化和水平极化的 信号，完成极化分解，再通过一个双工器将收发频率分开，后面再将收发信 号的极化合成，还原空间的极化形式，而通过接收极化跟踪器和发射极化跟 踪器完成极化的一个匹配状态及跟踪。采用高隔离的双路双工器、发射极化 跟踪器和接收极化跟踪器，该产品高的隔离度，低的插入损耗和精确的极化 跟踪性能，为低高度动中通天线产品的实现做出贡献。

附图说明

图1为本发明的一种双路双工极化跟踪器的原理示意图；

图2为本发明的一种双路双工极化跟踪器的结构示意图；

图3为图2中所示的第一极化器与第一正交模耦合器连接以及第二极化 器与第二正交模耦合器连接后的结构示意图；

图中：1、发射极化跟踪器；2、双路双工器；3、接收极化跟踪器；4、 双极化天线；5、第一电机；6、第二电机；7、第一电机驱动器；8、第二电 机驱动器；9、第一极化器；10、第二极化器；11、第一正交模耦合器；12、 第二正交模耦合器；13、第一圆极化器；14、第二圆极化器；15、E-T接头； 16、极化筒支架；17、极化筒；18、极化片；19、驱动轮；20、从动轮；21、 传动皮带；22、圆柱形正交模腔体；23、吸收负载；24、短路板；25、棱柱 形正交模腔体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1、图2，为本发明的一种双路双工极化跟踪器的示意图。

双路双工器2包含两个信号发射端滤波器、两个信号接收端滤波器、两 个E-T接头15，信号发射端滤波器的输出端和信号接收端滤波器的输入端 之间通过E-T接头15的两个对称接口一一对应连接；两个E-T接头15的 空余接口作为两个信号收发接口。

其中一个E-T接头15的空余接口接收卫星信号时，另一个E-T接头 15的空余接口发射微波信号。双路双工器2可以实现微波信号的同时接受和 发送，而且接受和发送的微波信号之间互不干扰。实现了接受和发送完全隔 离。

双路双工极化跟踪器包括上述的双路双工器2，还包括用于对发射信号 进行极化调整形成调整发射信号，使调整发射信号与卫星信号进行匹配跟踪 的发射极化跟踪器1，用于对调整发射信号进行圆极化形成圆极化调整发射 信号的第一圆极化器13，双路双工器2的一个信号收发接口将圆极化调整发 射信号滤波后发射；双路双工器2的另一个信号收发接口接收卫星信号，并 对卫星信号进行滤波形成滤波卫星信号，用于对滤波卫星信号进行圆极化形 成圆极化滤波卫星信号的第二圆极化器14，用于调整极化角度使其与圆极化 滤波卫星信号进行匹配跟踪的接收极化跟踪器3。

发射极化跟踪器1的输出端与第一圆极化器13的输入端相连接，第一 圆极化器13的两个输出端对应与两个信号发射端滤波器的输入端相连接， 两个信号接收端滤波器的输出端对应与第二圆极化器14的两个输入端相连 接，第二圆极化器14的输出端与接收极化跟踪器3的输入端相连接。

发射极化跟踪器1的输入端用于连接外部信号发射源，发射极化跟踪器 1将外部信号发射源发射的发射信号进行极化调整使其与卫星信号进行匹配 跟踪，然后通过双路双工器2发射出去。

接收极化跟踪器3将已经通过双线极化分离或双园极化分离的卫星信号 作为输入，接收极化跟踪器3调整第二极化器10的极化角度使其与接收的 卫星信号进行匹配跟踪，达到最大化的接收卫星信号。

由于移动卫星通信天线系统工作的发射信号和跟踪信号频率相隔较近, 为了有效地传输发射信号和跟踪信号,采用了由两个第一虑波器、两个信号 接收端滤波器和两个E-T接头15组成的双路双工器。双路双工器的作用是 将发射信号和跟踪信号分开。另外,双路双工器中的收阻虑波器还可以将 HPA(高功率放大器)产生的收频段杂波滤掉,防止HPA产生的收频段杂 波进入接收通道的LNA(低噪声放大器),影响天线的G/T值。

发射极化跟踪器1包含用于对发射信号进行极化调整使其与卫星信号进 行匹配跟踪的第一极化器9，用于驱动第一极化器9旋转的第一电机5，第 一极化器9的输入端设置有第一正交模耦合器11；第一极化器9的输出端与 双路双工器2的输入端连接，第一正交模耦合器11的输入端用于连接外部 信号发射源。

接收极化跟踪器3包含用于调整极化角度使其与接收的卫星信号进行匹 配跟踪的第二极化器10，用于驱动第二极化器10旋转的第二电机6，第二 极化器10的输出端设置有第二正交模耦合器12；第二极化器10的输入端与 双路双工器2的输出端连接，第二正交模耦合器12的输出端用于连接外部 数据处理单元。

第一极化器9和第二极化器10的结构相同，在此统称为极化器，极化 器包含极化筒支架16，极化筒支架16上通过轴承设置有两端开通的极化筒 17，极化筒17内轴向固定有极化片18，极化筒支架16上设置有驱动极化筒 17和极化片18转动的电机，电机即为第一电机5和第二电机6；电机的输 出轴上设置有驱动轮19，极化筒17外同轴设置有从动轮20，驱动轮19和 从动轮20之间连接有传动皮带21。

第一正交模耦合器11和第二正交模耦合器12的结构相同，再此统称为 正交模耦合器，正交模耦合器包含与极化筒17同轴连通的圆柱形正交模腔 体22，圆柱形正交模腔体22的自由端密封且其内同轴设置有楔形的吸收负 载23，吸收负载23将另一个极化的信号吸收；圆柱形正交模腔体22内轴向 设置有短路板24，短路板24用于调整信号短路；圆柱形正交模腔体22的侧 壁上设置有与其垂直连通的棱柱形正交模腔体25，棱柱形正交模腔体25的 径向截面为方形，棱柱形正交模腔体25的自由端设置有方形的开口。正交 模耦合器是在圆波导或方波导系统中分离出两个不同的极化波的装置。用于 双线极化分离换货合成。与天线一起可以组成双线极化天线，与圆极化器和 天线一起可组成双圆极化天线。

两个E-T接头15的空余接口对应连接有两个双极化天线4。通过双极 化天线4达到双线极化分离或双园极化分离的目的。

由于受天线所在地理位置与卫星下行点经纬度差和地球曲率的影响,卫 星转发器辐射波的极化相对于卫星通信天线的极化有一定的夹角,这个夹角 成为卫星的极化偏转角当动中通天线指向卫星时,应该调整动中通天线的极 化以便与卫星在不同地区的极化取向匹配。在动中通天线工作时,通过相关 公式计算出卫星极化偏转角的实地信息,由动中通天线控制系统的极化跟踪 单元实时地传输给极化调整机构,极化调整机构驱动第一电机驱动器7和第 二电机驱动器8，第一电机驱动器7和第二电机驱动器8分别驱动第一电机 5和第二电机6旋转进行的极化器角度旋转,使其极化同卫星下行信号的极化 一致。

本发明的用于动中通卫星天线的双路双工极化跟踪器，其将任意的来波 信号通过一个双极化天线将它分为一个垂直极化和水平极化的信号，完成极 化分解，再通过一个双工器将收发频率分开，后面再将收发信号的极化合成， 还原空间的极化形式，而通过接收极化跟踪器3完成极化的一个匹配状态及 跟踪。采用高隔离的双路双工器、发射极化跟踪器和接收极化跟踪器，该产 品高的隔离度，低的插入损耗和精确的极化跟踪性能，为低高度动中通天线 产品的实现做出贡献。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但是本发明并不局 限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性 的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下， 在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形 式，这些均属于本发明保护之列。