本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信技術領域，尤其涉及一種電調天線及終端。

背景技術：

在靜止狀態(tài)的使用場景中，大多使用拋物面碟形天線。這類天線價格低廉，因而具有很大的市場。然而由于衛(wèi)星的距離遙遠，不僅要求天線具有很大的增益，而且要求具有極高的對星精度。而對于運動狀態(tài)的使用場景中，例如，車載、船載或機載，要求能在行駛中保持通信的暢通，這種系統(tǒng)就要復雜得多。在車載、船載或機載中使用的衛(wèi)星通信系統(tǒng)通常又稱為“動中通”?！皠又型ā毙l(wèi)星天線是指汽車、火車、輪船、飛機等移動的載體在運動過程中實時地跟蹤衛(wèi)星或升空平臺，不間斷地傳遞語音、數據、圖像等多媒體信息。

在實現本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現現有技術至少存在以下問題：“動中通”一般由天線罩、衛(wèi)星天線和自動跟蹤系統(tǒng)組成，自動跟蹤系統(tǒng)主要由天線機械轉動裝置、機電伺服控制裝置和電子控制部分組成，動中通的衛(wèi)星天線，使用機械伺服系統(tǒng)跟蹤衛(wèi)星信號；現有的“動中通”存在以下缺陷：體積大、重量重、在行駛中阻力大、對星捕星速度慢，因而不適合在高速行駛的情況下使用。

技術實現要素：

本發(fā)明的主要目的在于提出一種電調天線及終端，旨在解決現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明實施例第一方面提供一種電調天線，所述電調天線包括天線系統(tǒng)和電調系統(tǒng)；

所述天線系統(tǒng)包括天線組安裝板、安裝在所述天線組安裝板周邊的具有相同仰角的多個天線組；

每個天線組包括安裝在同一平面的至少一個跟蹤天線和至少一個通信天線；多個天線組中的跟蹤天線和通信天線具有相同的增益、波瓣形狀和極化方式；

所述電調系統(tǒng)，用于在多個天線組中的跟蹤天線之間進行切換，檢測多個天線組中的跟蹤天線接收衛(wèi)星信號的信號強度，并選擇信號強度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線到電調天線輸入輸出口。

進一步地，所述天線組安裝板的形狀為正多邊形；

多個天線組在水平面沿半球面、正多邊形方式均勻排列。

進一步地，所述電調系統(tǒng)包括跟蹤開關、通信開關、濾波器、放大器、功率檢測器和控制器；

所述跟蹤開關包括多路端口、控制端口及公共端口；所述跟蹤開關的多路端口，通過饋電線分別與多個天線組中的跟蹤天線連接；所述跟蹤開關的公共端口與所述濾波器的輸入端連接；所述跟蹤開關的控制端口與所述控制器連接；

所述通信開關包括多路端口、控制端口及公共端口；所述通信開關的多路端口，通過饋電線分別與多個天線組中的通信天線連接；所述通信開關的公共端口與所述電調天線輸入輸出口連接；所述通信開關的控制端口與所述控制器連接；

所述濾波器的輸出端、放大器、功率檢測器及控制器依次連接。

進一步地，所述跟蹤開關和所述通信開關為多選一射頻開關。

進一步地，所述通信開關的多路端口，通過相等長度的饋電線分別與多個天線組中的通信天線連接。

進一步地，所述濾波器為帶通濾波器；所述放大器為射頻信號放大器；所述功率檢測器包括射頻功率檢測器和模數轉換器。

進一步地，根據天線增益、波束寬度和天線最大增益衰落冗余確定所述天線組的數量。

進一步地，所述電調天線還包括天線組仰角調節(jié)系統(tǒng)；

所述天線組仰角調節(jié)系統(tǒng)，用于調節(jié)所述天線組的仰角。

進一步地，所述天線組仰角調節(jié)系統(tǒng)包括一個仰角調節(jié)柱、與多個天線組分別相對應的多個仰角調節(jié)桿；

調節(jié)仰角調節(jié)柱，可帶動多個仰角調節(jié)桿上下移動調節(jié)所述天線組的仰角。

此外，為實現上述目的，本發(fā)明實施例第二方面提供一種終端，所述終端包括上述的電調天線。

本發(fā)明實施例提供的電調天線及終端，電調天線的每一個天線組都安裝有極化和波瓣相同的跟蹤天線和通信天線，通過檢測跟蹤天線接收衛(wèi)星信號的信號強度，選擇信號強度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線，保障正常通信；電調天線能夠快速實時跟蹤衛(wèi)星，有效提高衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)在各種復雜快速運動場景下的通信性能，成本低且增加用戶體驗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的電調天線結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的電調天線中天線系統(tǒng)結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的電調天線中天線系統(tǒng)另一結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的電調天線中電調系統(tǒng)結構示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的電調天線中天線組仰角調節(jié)系統(tǒng)結構示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例的電調天線中天線單元結構示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例的電調天線外觀結構示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例的電調天線另一結構示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例電調天線的輻射方向圖。

本發(fā)明目的的實現、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

現在將參考附圖描述實現本發(fā)明各個實施例的。在后續(xù)的描述中，使用用于表示元件的諸如“模塊”、“部件”或“單元”的后綴僅為了有利于本發(fā)明的說明，其本身并沒有特定的意義。

第一實施例

請參考圖1-圖7所示，本發(fā)明第一實施例提供一種電調天線，所述電調天線包括天線系統(tǒng)10和電調系統(tǒng)20。

所述天線系統(tǒng)10包括天線組安裝板11、安裝在所述天線組安裝板11周邊的具有相同仰角的多個天線組12。

在本實施例中，仰角指的是天線組平面的法線與水平面的夾角。

在一種實施方式中，天線組安裝板11的形狀為正多邊形；多個天線組12在水平面沿半球面、正多邊形方式均勻排列。

如圖3所示，天線組安裝板11為正六邊形，6個天線組12在水平面沿半球面、正多邊形方式均勻排列。排列之后的形狀可參考圖2、圖7所示?？梢岳斫獾?，排列形式并不限于此種情況。

在本實施例中，天線組的數量可根據天線增益、波束寬度和天線最大增益衰落冗余確定。

具體地，可參考圖9所示。根據天線原理，要提高天線增益，需要增加天線單元數量，同時天線的波瓣變窄，相同條件下，意味著電調天線所需的天線組中單元天線數量需要增加，電調天線的成本和體積也將增加。電調天線體積的大小，電調天線組數量的多少，是根據單元天線增益、單元天線波束寬度和通信系統(tǒng)對電調天線增益衰落冗余確定，天線增益越高，波束越窄，通信系統(tǒng)對電調天線增益衰落冗余越小，天線組數量就越多，反之，天線組數量越少。

每個天線組12包括安裝在同一平面的至少一個跟蹤天線(附圖中的a1、a2…a6所示)和至少一個通信天線(附圖中的b1、b2…b6所示)；多個天線組12中的跟蹤天線和通信天線具有相同的增益、波瓣形狀和極化方式。

在本實施例中，極化方式可以為左旋圓極化、右旋圓極化等等。在此不作限制。

在本實施例中，天線組12的通信天線和跟蹤天線采用相同天線單元，確保了通信天線和跟蹤天線具有相同的波瓣形狀和增益。單元天線可采用雙圓形輻射振子，如圖6所示，圖中12為天線組平面，安裝有相同的兩個天線單元，121為天線單元的振子，123為天線單元的后屏蔽殼，122天線單元的饋線。

所述電調系統(tǒng)20，用于在多個天線組中的跟蹤天線之間進行切換，檢測多個天線組中的跟蹤天線接收衛(wèi)星信號的信號強度，并選擇信號強度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線到電調天線輸入輸出口。

具體地，可參考圖4所示，電調系統(tǒng)20包括跟蹤開關201、通信開關207、濾波器202、放大器203、功率檢測器(204、205)和控制器206；

所述跟蹤開關201包括多路端口、控制端口及公共端口；所述跟蹤開關201的多路端口(附圖中的a1-a6所示)，通過饋電線分別與多個天線組中的跟蹤天線(附圖中的a1-a6所示)連接；所述跟蹤開關201的公共端口與所述濾波器202的輸入端連接；所述跟蹤開關的控制端口與所述控制器206連接；控制器206可控制跟蹤開關201在多個天線組中的跟蹤天線之間進行切換。

所述通信開關207包括多路端口、控制端口及公共端口；所述通信開關207的多路端口(附圖中的b1-b6所示)，通過饋電線分別與多個天線組中的通信天線(附圖中的b1-b6所示)連接；所述通信開關的公共端口與所述電調天線輸入輸出口208連接；所述通信開關的控制端口與所述控制器連接；控制器206可檢測多個天線組中的跟蹤天線接收衛(wèi)星信號的信號強度，并選擇信號強度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線到電調天線輸入輸出口。

濾波器202的輸出端、放大器203、功率檢測器(204、205)及控制器206依次連接。天線組的跟蹤天線接收的衛(wèi)星信號，經過跟蹤開關201，跟蹤開關201選擇其中一路信號，經過濾波器202、放大器203、功率檢測器(204、205)后進入控制器206。

在本實施例中，跟蹤開關201和通信開關207為多選一射頻開關。

在本實施例中，為了確保天線切換時射頻相位連續(xù)，通信開關207的多路端口，可通過相等長度的饋電線分別與多個天線組中的通信天線連接。

在本實施例中，所述濾波器202為帶通濾波器；所述放大器203為射頻信號放大器；所述功率檢測器包括射頻功率檢測器204和模數轉換器205。

在另一種實施方式中，結合圖5所示，所述電調天線還包括天線組仰角調節(jié)系統(tǒng)；所述天線組仰角調節(jié)系統(tǒng)，用于調節(jié)所述天線組的仰角。

天線組仰角調節(jié)系統(tǒng)包括一個仰角調節(jié)柱13、與多個天線組分別相對應的多個仰角調節(jié)桿14；調節(jié)仰角調節(jié)柱13，可帶動多個仰角調節(jié)桿14上下移動調節(jié)所述天線組的仰角(圖中的β所示)。圖中的α為天線組12與水平面的夾角，同樣可進行調節(jié)。

進一步地，仰角調節(jié)柱13上可標有天線仰角刻度。

需要說明的是，天線組安裝板11上具有與仰角調節(jié)柱13相對應的天線仰角調節(jié)螺孔；天線組安裝板11與天線組平面相接處具有天線組仰角調節(jié)轉軸(圖中天線組安裝板11與天線組12相接處的圓圈所示)；仰角調節(jié)桿14與天線組平面相接處、以及仰角調節(jié)桿14與仰角調節(jié)柱13相接處同樣具有轉軸。

請再參考圖8所示，在另一種實施方式中，為了提高天線增益，通信天線(圖中的b1-b6)可使用兩個單元天線合成；另外為了減小天線體積，跟蹤天線仍然采用單單元天線，這樣此電調天線可以提高增益近3db。

需要說明的是，根據不同的需求，通信天線及跟蹤天線可采用單單元天線、多單元天線及其組合。本發(fā)明實施例并不作限制。

本實施例中，電調天線的工作原理大致為：在運動中，衛(wèi)星信號方向相對于終端設備隨時改變，電調天線的每一個天線組都安裝有極化和波瓣相同的跟蹤天線和通信天線，控制器通過快速檢測跟蹤天線接收衛(wèi)星信號的信號強度，尋找移動中衛(wèi)星信號方向，并控制通信天線開關迅速切換，保障正常通信。

本發(fā)明實施例提供的電調天線，電調天線的每一個天線組都安裝有極化和波瓣相同的跟蹤天線和通信天線，通過檢測跟蹤天線接收衛(wèi)星信號的信號強度，選擇信號強度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線，保障正常通信；電調天線能夠快速實時跟蹤衛(wèi)星，有效提高衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)在各種復雜快速運動場景下的通信性能，成本低且增加用戶體驗。

第二實施例

本發(fā)明第二實施例提供一種終端，終端包括第一實施例所述的電調天線。終端可以為衛(wèi)星手機。

本實施例中，電調天線的工作原理大致為：在運動中，衛(wèi)星信號方向相對于終端設備隨時改變，電調天線的每一個天線組都安裝有極化和波瓣方向相同的跟蹤天線和通信天線，控制器通過快速檢測跟蹤天線接收衛(wèi)星信號的信號強度，尋找移動中衛(wèi)星信號方向，并控制通信天線開關迅速切換，保障正常通信。

本發(fā)明實施例提供的終端，電調天線的每一個天線組都安裝有極化和波瓣相同的跟蹤天線和通信天線，通過檢測跟蹤天線接收衛(wèi)星信號的信號強度，選擇信號強度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線，保障正常通信；電調天線能夠快速實時跟蹤衛(wèi)星，有效提高衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)在各種復雜快速運動場景下的通信性能，成本低且增加用戶體驗。

需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。