[发明专利]基于低轨宽带通信卫星的直升机卫星通信装置及其通信方法

说明书

本发明公开了一种基于低轨宽带通信卫星的直升机卫星通信装置，包括机载通信终端和星载通信终端，机载通信终端包括旋翼桨叶位置测量模块、终端通信处理模块、机载调制解调器和机载卫星通信天线；旋翼桨叶位置测量模块测量旋翼桨叶的实时位置和转速，终端通信处理模块根计算机载卫星通信天线不受旋翼桨叶遮挡直视低轨通信卫星的时间间隙，输出通信时机；终端通信处理模块在通信时机进行上行数据的发送和下行数据的接收；星载通信终端接收上行数据的同时发送下行数据。本发明通过机载传感器，测量本机位置和姿态、以及旋翼桨叶的位置，计算上行信号的不受旋翼桨叶遮挡的发射时机，发送上行数据的同时接收下行数据，提高直升机卫星通信的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种通信装置及通信方法，尤其涉及一种基于低轨宽带通信卫星的直升机卫星通信装置及其通信方法。

背景技术

直升机的卫星通信天线一般安装在直升机旋翼下方，当直升机旋翼旋转时，收发的波束不断被旋翼遮挡，对收发信号造成间断的衰减。宽带通信卫星具有通信频段高、波束窄的特点。在频段方面，一般采用Ku、Ka的通信频段；在波束方面，卫星和地面终端之间采用点波束。高频信号收遮挡后，衰减大；点波束信号，对遮挡较为敏感。因此，为满足通信的连续性和可靠性，需要对采取必要的技术措施，解决旋翼对无线电波的遮挡问题。

现有的直升机卫星通信技术一般是针对地球静止轨道(Geostationary Orbit,GEO)的通信卫星，GEO卫星与地球的自转相匹配，且GEO卫星仅绕地球赤道旋转，因此从地面角度看，它们出现在天空中的固定位置。GEO卫星距地面高度为35786千米，一颗卫星可覆盖约40％的地球面积。

而低轨宽带通信卫星位于低轨道(Low-Earth Orbit,LEO)，距地面高度为数百千米至2000千米，所以需要数百颗以上的卫星组成星座才能实现连续的全球通信覆盖，终端选星和寻星的策略比较复杂。直升机旋翼的影响，加剧了直升机机载卫星通信终端的通信难度。

对于从直升机卫星通信终端向通信卫星发送的上行信号，为解决旋翼遮挡问题，一般采用缝隙检测通信技术，如基于信号功率的缝隙检测技术，测得旋翼的缝隙时间，利用该时间发射上行信号，以确保上行信号的完好。对于低轨宽带卫星，由于卫星轨道变化大，并且一些低轨卫星通信系统的下行信号取消了信标信号，增加了信号功率的检测难度，降低了信号功率的检测的有效性。

对于从通信卫星向直升机卫星通信终端发送的下行信号，为解决旋翼遮挡问题，一般采用组帧重发策略，即采用连续重复发送的方式，保证能在旋翼遮挡缝隙内接收到有效数据。对于低轨宽带卫星，连续重复发送的方式，影响发送效率和通信的可靠性。

因此，对于低轨宽带通信卫星，需要提供一种不同于地球静止轨道通信卫星的抗直升机旋翼遮挡的通信装置和方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于低轨宽带通信卫星的直升机卫星通信装置及其通信方法，通过旋翼桨叶位置测量装置和终端通信处理模块，能够根据桨叶位置、直升机位置及低轨通信卫星的位置，选择不受旋翼桨叶遮挡的通信时机；在低轨宽带通信卫星上通过星载通信处理模块，根据上行信号，分段发射下行数据，提高低轨宽带通信卫星与直升机终端的通信可靠性。