[发明专利]一种海上相控阵卫星通信终端

权利要求书

1.一种海上小型相控阵卫星通信终端，放置在海上平台上，其特征在于，所述卫星通信终端包括相控阵天线、姿态控制模块、波束控制模块和数字信号处理模块，集成放置在卫通浮标舱中；

所述相控阵天线，用于捕获卫星信号，将接收到的卫星信号放大滤波后转发给数字信号处理模块，还用于将数字信号处理模块的调制信号放大后发射出去；

所述姿态控制模块，用于根据平台的位置信息，卫星的位置信息和平台的姿态，解算出天线的二维相扫角度，发送至波束控制模块；

所述波束控制模块，用于根据二维相扫角度对相控阵天线的多路波束相位进行调整，完成相控阵天线波束对星；

所述数字信号处理模块，用于对接收射频信号进行下变频、解扩、解调、同步和解帧；以及对载荷数据进行组帧、编码、交织、加扰、调制和上变频；还用于数据的存储回放。

2.根据权利要求1所述的海上小型相控阵卫星通信终端，其特征在于，所述相控阵天线包括：天线阵面、32路收发滤波器组、TR组件和功分馈电网络；

所述天线阵面为一块基板，其上设置32个天线辐射单元和32个极化电桥，一个天线辐射单元设置在一个极化电桥上，极化电桥设置在基板的上表面；

一路收发滤波器组包括一个接收滤波器和一个发射滤波器，对应连接一个极化电桥；

所述TR组件由32个T/R模块组成，一个T/R模块对应连接一路收发滤波器组，用于对收发射频信号进行放大和滤波；TR组件接入功分馈电网络；

所述功分馈电网络用于将32路接收射频信号合成一路信号，同时将一路发射信号分成32路子信号。

3.根据权利要求2所述的海上小型相控阵卫星通信终端，其特征在于，所述天线辐射单元采用双极化馈电，通过极化电桥实现双圆极化，极化电桥采用带状线网络设计，与天线辐射贴片起到有效的电磁隔离，在极化电桥输出端地板上开一小缝耦合供校准使用。

4.根据权利要求3所述的海上小型相控阵卫星通信终端，其特征在于，所述T/R模块包括接收通道和发射通道；

所述接收通道包括：限幅器、低噪声放大器、移相器、衰减器、幅度放大器和功率放大器；所述接收通道连通接收滤波器；

所述发射通道包括：衰减器、移相器、驱动放大器、末级功率放大器和滤波器；所述发射通道连通发射滤波器。

5.根据权利要求4所述的海上小型相控阵卫星通信终端，其特征在于，所述功分馈电网络包括：校准网络、功分网络和合成网络；

所述校准网络，用于定期校准各通道之间的幅相值；

所述功分网络包括：一级三功分器、第二级二功分、第三级三功分、第四级二功分后，用于将发射射频信号功率分为36路，分别作为TR组件发射支路激励信号；

所述合成网络包括：一级三合路器、第二级二合路、第三级三合路、第四级二合路后，用于将36路接收射频信号功率合成一路接收信号，作为数字信号处理模块的接收信号。

6.根据权利要求1所述的海上小型相控阵卫星通信终端，其特征在于，所述姿态控制装置包括：北斗/GPS天线、航姿仪和解算器；

所述航姿仪采用三个正交安装的陀螺仪、三个正交安装的加速度计和三个正交的磁传感器，三个正交安装的陀螺仪和三个正交安装的加速度计测量并输出平台在惯性空间对应轴向的角速度和加速度，三个正交的磁传感器测量航向角；采用四元数卡尔曼滤波算法补偿处理实时输出最优姿态角和航向角；航姿仪的安装平面平行于天线阵面，航向轴出轴物理零度方向与天线方位相扫零度方向重合；

所述解算器，通过北斗/GPS天线获取平台的经纬度信息，结合同步卫星位置信息，通过几何变换解算出天线相对于平台水平面的方位指向角和俯仰指向角；将天线在平台水平坐系下的方位指向角和俯仰指向角通过空间坐标矩阵变换将指向角转换至浮标平台坐标系，得到天线的二维相扫角度。

7.根据权利要求6所述的海上小型相控阵卫星通信终端，其特征在于，所述波束控制模块接收解算器输出的姿态信息，姿态信息的对应关系在波束码中匹配实现，然后计算出幅相码和校正的幅相码获得匹配的波控码后输出到32个T/R模块，实现对天线幅度相位的控制输出，形成新的波束指向对准卫星。