[发明专利]基于龙伯透镜天线的低轨卫星通信切换装置

权利要求书

1.一种基于龙伯透镜天线的低轨卫星通信切换装置，其特征在于，包括龙伯透镜天线体、在用星跟踪装置和后继星跟踪装置；

所述在用星跟踪装置，用于基于在用星在所述龙伯透镜天线体上的焦点调整跟踪方向，以实时跟踪在用星；

所述后继星跟踪装置，用于基于后继星在所述龙伯透镜天线体上的焦点调整跟踪方向，以实时跟踪后继星；

当所述在用星超出所述在用星跟踪装置的跟踪范围，则将所述后继星作为新的在用星，所述后继星跟踪装置作为新的在用星跟踪装置，所述在用星跟踪装置作为新的后继星跟踪装置继续跟踪下一颗卫星，并将所述下一颗卫星作为新的后继星；

所述在用星跟踪装置包括在用星馈源、在用星伺服设备、在用星射频处理模块和卫星通信终端；所述在用星馈源设置在所述在用星伺服设备上；

所述在用星伺服设备，用于实时获取所述龙伯透镜天线体的位置信息、在用星馈源姿态信息和在用星位置信息，并对所述龙伯透镜天线体的位置信息、所述在用星馈源姿态信息和所述在用星位置信息进行计算，获取在用星馈源指向角度，以实时跟踪所述在用星；

所述在用星射频处理模块，用于接收所述在用星馈源发送的在用星射频信号，并对所述在用星射频信号进行处理，生成在用星中频信号；将所述在用星中频信号等分成两束，其中一束在用星中频信号发送给所述在用星伺服设备，以对所述在用星馈源指向角度进行调整，另一束在用星中频信号发送给所述卫星通信终端；

所述卫星通信终端，用于接收所述在用星射频处理模块发送的在用星中频信号；对所述在用星中频信号进行处理，生成在用星通信信息和在用星待发送中频信号，并将所述在用星待发送中频信号发送给所述在用星射频处理模块；

所述在用星射频处理模块，用于接收所述在用星待发送中频信号，并发送给所述在用星馈源。

2.根据权利要求1所述的基于龙伯透镜天线的低轨卫星通信切换装置，其特征在于，所述在用星伺服设备包括方位旋转机构A、俯仰机构A、信标接收机A、驱动控制模块A、位置传感器和姿态传感器；

所述位置传感器，用于实时获取所述龙伯透镜天线体的位置信息，并发送给所述驱动控制模块A；

所述姿态传感器，用于实时获取所述在用星馈源姿态信息，并发送给所述驱动控制模块A；

所述驱动控制模块A，用于获取所述龙伯透镜天线体的位置信息和所述在用星馈源姿态信息，并根据卫星星历拟合算法计算在用星位置信息；通过第一方位俯仰角计算公式对所述龙伯透镜天线的位置信息、所述在用星馈源姿态信息和所述在用星位置信息进行计算，获取在用星馈源指向角度；基于所述在用星馈源指向角度控制所述方位旋转机构A和所述俯仰机构A调整所述在用星馈源的指向，以跟踪所述在用星；

其中，第一方位俯仰角包括第一方位角和第一俯仰角，具体计算公式为：

第一方位角AZ₁=180-tg^-1｛tg【（Lng_S1- Lng_D）cos（Lat_S1）】/sin（Lat_D - Lat_S1）｝

第一俯仰角EA₁= sin^-1【（H_S1-H_D）/D）】

其中：Lng_S1指在用星经度；Lat_S1指在用星纬度；H_S1指在用星高度；Lng_D指卫星通信终端经度；Lat_D指卫星通信终端纬度；H_D指卫星通信终端高度；D指在用星与卫星通信终端之间的距离；

所述信标接收机A，用于实时接收所述在用星射频处理模块发送的在用星中频信号，并判断所述在用星中频信号的大小发送给所述驱动控制模块A；

所述驱动控制模块A，用于根据所述在用星中频信号的大小实时修正所述在用星馈源指向角度，并基于修正后的在用星馈源指向角度实时调整所述方位旋转机构A和所述俯仰机构A，以修正所述在用星馈源的指向。