[发明专利]用于从低地球轨道卫星接收数据的天线和通过该天线接收数据的方法

说明书

本发明涉及馈源运动天线装置。提供了一种用于从低地球轨道卫星接收数据的天线，该天线包括固定安装的天线反射器，可移动的馈源，馈源定位器，其配置为在天线反射器的焦点平面内移动馈源，馈源定位器具有主旋转轴和辅助旋转轴，以及控制装置，其配置为向馈源定位器发送控制信号。馈源定位器的主旋转轴穿过天线反射器的中心，并且主旋转轴垂直于天线反射器的焦点平面，馈源定位器的辅助旋转轴与主旋转轴平行。馈源定位器包括等臂结构，等臂结构包括第一臂和第二臂，每个臂布置在垂直于主旋转轴和辅助旋转轴的平面中。第一臂在其一端连接至主旋转轴，并适于围绕主旋转轴旋转，馈源连接到所述第二臂的一端，以及第一臂和所述第二臂在辅助旋转轴处彼此连接并且适于相对于彼此旋转。天线反射器的直径为至少1.5m，并且天线反射器的焦距为至少1.0m。还提供了一种通过所提供的天线接收卫星数据的方法。

技术领域

本发明涉及馈源运动天线装置，其设计为用于从太空中的低地球轨道卫星接收地球观测数据流。

背景技术

目前，本领域已知各种各样的地面卫星天线结构。反射天线是卫星天线中最广泛使用的类型。

馈源运动天线(带有可移动的反射器)是一种用于机械或机电天线的广泛使用的结构，用于接收来自卫星的信号。但是，该解决方案需要用于移动整个天线结构的复杂机构。

此外，可以通过移动带有固定安装的天线反射器的馈源来完成扫描。该解决方案提供了简化的天线结构，具有增强的移动性和多功能性。

例如，US5751254A公开了一种用于跟踪来自对地静止轨道的卫星的多波束天线的馈源运动机构和控制系统。在现有技术的天线中，馈源沿着天线的非平面焦点面移动。此外，通过在轨道上沿着天线的非平面焦点面移动馈源，可以在某种程度上跟踪卫星。

现有技术结构的缺点是天线包括两个反射器和多个馈源，因此显著增加了天线结构的重量。为两个反射器和移动馈源的装置提供支撑结构的天线框架进一步增加了结构的重量；此外，框架是复杂的并且难以组装和安装。还应该注意的是，在使用多个馈源时，接收到的信号可能包含噪声。

此外，CN201838708 U公开了一种快速架设和收拢的便携式抛物面卫星接收天线，其包括天线反射面板，馈源高频头组合件及其各自的支撑和调节机构。现有技术的天线紧凑、实用、易于携带并且可以在现场使用。

然而，现有技术的天线不包括用于馈源或天线反射器的自动位置重调；因此，该系统需要专家进行现场访问，以便将天线重定向到不同的位置。此外，馈源的可移动性不能充分利用整个可用的天线反射器孔径。

在用于地球站和卫星之间通信的天线系统(US6204822B1)中解决了上述一些缺陷。该天线系统用于与近地和中地球轨道卫星通信，并且包括在微波和毫米波频带中工作的宽带卫星通信系统。该天线系统采用一个或多个球形反射器(每个为截头球形表面)以及相互作用并提供机械扫描的可移动馈源。馈源由两轴定位器驱动。

现有技术天线的缺点在于定位器轴相对于反射器平面布置在几个平面中；因此，在移动馈源时，控制定位器变得更加困难，从而增加了扫描错误的风险。此外，当使用一个天线时，由于为球形反射器的天线反射器形状的特征在于有很高的高度，并且定位器结构仅为球形反射器提供了部分表面暴露，因此在短时间内仅扫描一小段卫星轨迹。当使用多个天线反射器时，结构重量增加并且安装天线系统的过程变得更加复杂。

由于宽的天线孔径，长焦反射器被认为最适合从太空中的低地球轨道卫星接收高速地球观测数据流。但是，所述反射器需要更精确的计算和反射器调谐。可移动的馈源提供了解决此问题的方法。然而，现有技术的馈源运动天线结构缺少与长焦反射器相互作用并提供从太空接收高质量数据所需的馈源定位器。此外，目前感兴趣的是提供一种技术上简单的天线结构，其易于安装并且不需要专家进行现场拜访。

因此，需要这样一种提供简单的组装、安装和维护以及增强的通用性的结构，以允许以独立模式跟踪和接收来自目前广泛使用(例如，用于生态监测和基础设施监测)的低地球轨道卫星的信号。