[发明专利]一种卫星通信相控阵天线波束快速切换方法

说明书

本发明公开了一种卫星通信相控阵天线波束快速切换方法，本发明首先构建相控阵天线波束切换系统，所构建的系统包括天线角度接收模块A、通道解算与装订模块B1、3/8译码器C1，菊花链模块D1至菊花链模块D8，根据相控阵天线的芯片通道规模，可扩展至通道解算与装订模块Bn、3/8译码器Cn，菊花链模块D(n+1)至菊花链模块D(n+8)。通过天线角度接收模块接收相控阵天线波束角度信息，通道解算与装订模块完成芯片通道的幅度相位信息解算，控制3/8译码器选择菊花链模块并传输至菊花链模块内部的芯片。本发明方法能够有效实现卫星通信相控阵天线波束快速切换。

技术领域

本发明涉及一种相控阵天线波束切换方法，特别是一种卫星通信相控阵天线波束快速切换方法。

背景技术

卫星通信终端是用户接入卫星互联网的唯一入口，随着低轨卫星星座的发展，相控阵天线凭借二维电子扫描的优势，可快速实现大角度的波束调转实现不同卫星跟踪，具备广阔的发展前景，逐渐成为卫星通信终端天线的主要形式。相控阵天线接收天线指向角度后，首先进行通道的幅度相位信息解算，然后将幅度相位信息传输至每一个芯片通道，最后才能进行波束的切换。传统相控阵天线主要用于雷达制导领域，尤其弹载相控阵天线规模较小，芯片通道的相位解算及传输装订时间较短，可实现波束快速切换。但卫星通信的传输距离远、频段高、衰减大，卫星通信终端的相控阵天线口径大，芯片规模达到数百枚以上。受限于卫星通信终端市场低价需求，在低成本要求下数字处理部分硬件资源有限，芯片的幅度相位串行解算及装订时间较长，天线波束将不能及时切换，将影响卫星跟踪的精度，造成通信数据率下降。

发明内容

本发明目的在于提供一种卫星通信相控阵天线波束快速切换方法，解决大规模卫星通信相控阵天线波束快速切换的问题。

为实现上述目的，本发明的一种卫星通信相控阵天线波束快速切换方法具体步骤为：第一步 搭建相控阵天线波束切换系统。相控阵天线波束切换系统，包括天线角度接收模块A、通道解算与装订模块Bn、3/8译码器Cn、菊花链模块D（8n-7）至菊花链模块D（8n）；第二步 天线角度接收模块接收相控阵天线波束角度信息。天线角度接收模块A接收外部对相控阵天线的角度信息输入，然后将角度信息并行发送至各通道解算与装订模块Bn；第三步通道解算与装订模块完成幅度相位信息的解算与数据装订。通道解算与装订模块Bn按照顺序串行解算通过3/8译码器Cn菊花链模块D（8n-7）至菊花链模块D（8n）所有芯片的通道幅度相位数据；各通道解算与装订模块Bn并行进行数据的解算和装订；第四步 菊花链模块完成波束切换。通道解算与装订模块B1至通道解算与装订模块Bn完成数据装订后，将芯片装订的幅度和相位信息执行操作，改变相控阵天线波束。

进一步地，在第一步中，各通道解算与装订模块Bn的数据输出MISO接口连接菊花链模块D（8n-7）至菊花链模块D（8n）的Chip1芯片输入SDI接口。

进一步地，在第一步中，通道解算与装订模块B1的数据输入MOSI接口连接菊花链模块D1至菊花链模块D8的Chip4芯片输出SDO接口。

进一步地，在第一步中，通道解算与装订模块B1的波束控制PUT接口连接菊花链模块D1至菊花链模块D8的所有芯片波束控制LD接口。

进一步地，通道解算与装订模块Bn的CL（3n-2）、CL（3n-1）CL（3n-1）CL（3n-1）、CL（3n）控制信号线连接3/8译码器Cn的信号输入端，用于控制3/8译码器Cn的输出端n+1至n+8的信号电平，3/8译码器Cn输出端1至8按照顺序分别连接菊花链模块D（8n-7）至菊花链模块D（8n）芯片的片选信号CS。

进一步地，菊花链模块D1由4个芯片连接组成,Chip1芯片输出SDO接口连接Chip2芯片输入SDI接口，Chip2芯片输出SDO接口连接Chip3芯片输入SDI接口，Chip3芯片输出SDO接口连接Chip4芯片输入SDI接口，所有菊花链模块连接方法相同且均由4个芯片连接组成。