[发明专利]用于机载卫星通信的多波束相控阵

说明书

系统和方法总地公开了一种用于机载卫星通信的多波束相控阵，具体公开了一种卫星通信系统，包括多个天线元件、接口电路和收发器电路。每个天线元件传送第一偏振信号和第二偏振信号。接口电路接收、放大第一偏振信号并将其分离为第一偏振主信号和第一偏振辅助信号。接口电路还接收、放大第二偏振信号并将其分离为第二偏振主信号和第二偏振辅助信号。第一求和器电路经由第一和第二偏振主信号的和产生第一波束信号。第二求和器电路经由第一和第二偏振辅助信号的和产生第二波束信号。收发器包括：第一分离器电路，其接收第一波束信号并将其分离成第一信号和第二信号；第二分离器电路，其接收第二波束信号并将其分离成第三信号和第四信号；第一波束形成器，其合成第一波束形成信号；以及第二波束形成器，其合成第二波束形成信号。

相关专利申请的交叉引用

本申请涉及于2017年1月10日提交的美国专利申请No.15/403,134(代理人案卷号16CR498(047141-1216))和于2017年1月23日提交的美国申请No.15/413,052(代理人案卷号16CR498(047141-1221))，二者均转让给本申请的受让人，并且其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开总地涉及卫星通信领域。更具体地，本公开涉及机载卫星通信。目前，卫星通信系统可能能够使用一系列近地轨道(LEO)卫星向飞机提供高达400Mbps的峰值数据，但无法超过每秒400兆比特(400Mbps)。对飞机数据的需求在不断增加，增加飞机上可用的数据是一项挑战。随着对飞行中数据使用的需求增加，将需要400Mbps以上的速度。

发明内容

在一个方面，本文公开的发明构思的实施例针对一种卫星通信系统，其包括多个天线元件和接口电路。每个天线元件包括传送第一偏振信号的第一偏振端口和传送第二偏振信号的第二偏振端口。接口电路被构造为接收多个第一偏振信号，放大多个第一偏振信号，将多个第一偏振信号中的每一个分离成第一偏振主信号和第一偏振辅助信号，并对第一偏振主信号和第一偏振辅助信号施加独立的相移和增益偏移，接收多个第二偏振信号，放大多个第二偏振信号，将多个第二偏振信号中的每一个分离成第二偏振主信号和第二偏振辅助信号，并对第二偏振主信号和第二偏振辅助信号施加独立的相移和增益偏移，对多个第一偏振主信号和多个第二偏振主信号求和得到第一波束，对多个第一偏振辅助信号和多个第二偏振辅助信号求和得到第二波束，将第一波束转换到第一中频，将第二波束转换到第二中频，以及将第一波束和第二波束组合到公共电缆上。第一波束和第二波束与不同的数据源相关联。

在另一方面，本文公开的发明构思的实施例针对一种卫星通信系统，其包括多个天线元件、接收阵列和收发器。每个天线元件包括传送第一偏振信号的第一偏振端口和传送第二偏振信号的第二偏振端口。接收阵列被构造为接收并求和第一偏振信号，接收并求和第二偏振信号。收发器包括：第一分离器电路，被构造为接收经求和的第一偏振信号并将经求和的第一偏振信号分离成第一信号和第二信号；第二分离器电路，被构造为接收经求和的第二偏振信号并将经求和的第二偏振信号分离为第三信号和第四信号；第一波束形成器，被构造为接收第一信号和第三信号并合成第一波束形成信号；以及第二波束形成器，被构造为接收第二信号和第四信号并合成第二波束形成信号。第一波束形成信号和第二波束形成信号与不同的数据源相关联。