线性极化讯号与圆形极化讯号接收方法与装置

摘要

本发明揭示了一种讯号接收方法与装置，供同时接收线性极化讯号与圆形极化讯号。首先，本发明收集一组讯号，并依一特定方式，将此组讯号分离为第一线性极化讯号与一圆形极化讯号。接着，将圆形极化讯号转换为第二线性极化讯号。最后，将第一线性极化讯号与第二线性极化讯号传送至一电子电路进行处理。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可同时接收具有不同极化形式讯号的方法与装置，更具体地涉及一种可同时接收线性极化讯号与圆形极化讯号的方法与装置。

背景技术

在目前卫星讯号传送方式中，北美FS S卫星是采用线性极化讯号(频率约10.95GHZ-11.7GHZ)，而BSS卫星则采圆形极化讯号(频率约12.2GHZ-12.7GHz)。因为同步轨道卫星的拥挤，有时两种卫星会被设置于几乎同一卫星轨道上。

而由于两种卫星本身的频率相近且几乎处于同一卫星轨道上，接收卫星讯号的集波器(Feed)必须能在FSS频段接收线性极化讯号，而在BSS频段接收圆形极化讯号。然而，利用单一集波器同时处理两种不同极化形式的讯号，且须避免极化讯号互相干扰的问题，在技术上实相当困难。因此，传统的集波器设计并无法兼顾两种不同极化形式讯号的处理。故目前现有的做法大多使用两组接收装置，分别接收不同极化形式的讯号。

如图1所示，在目前的做法中，使用两组碟面11、12分别接收一线性极化讯号111与一圆型极化讯号121。这种做法造成讯号接收的成本上相当不经济。

而如美国专利第3731236号提出的讯号集波装置中，揭示了一种供传送及接收两种不同极化形式讯号的装置。如图2所示，在此发明的架构中，一集波器(transformer)14连接到一四端讯号分离转向器(four-port ortho-modetransducers，OMT)13。此四端讯号分离转向器13连接至四个矩形导波管21、22、23、以及24。当此装置接收讯号时，低频的讯号会经由矩形导波管21、22、23、以及24传送。然而，当低频的讯号传送至矩形波导管21、22、23、以及24时，若低频的讯号中存有圆形极化讯号，则圆型极化讯号将会遭到破坏。也就是说，此讯号集波装置只能适用于线性极化讯号为低频，而圆形极化讯号为高频的情况，并非适用于任何频率范围的讯号。

因此，为了能同时接收任何频段的线性极化讯号与圆形极化讯号，而不致产生严重极化干扰现象，并且可适用于现今所有卫星讯号传送方式，需要一种更完善的讯号接收方法与装置。

发明内容

鉴上所述，本发明的目的在于提供一种可同时接收线性极化讯号与圆形极化讯号的方法与装置。

在此，本发明的做法是将接收到的同一卫星轨道且频带相近的线性极化讯号与圆形极化讯号分离或整合至个别或同一低噪声降频放大器。

本发明的讯号接收方法供同时接收线性极化讯号与圆形极化讯号。首先，本发明收集一组讯号，并依一特定方式，将此组讯号分离为第一线性极化讯号与一圆型极化讯号。接着，将圆形极化讯号转换为第二线性极化讯号。最后，将第一线性极化讯号与第二线性极化讯号传送至一电子电路进行处理，即完成讯号的接收。

本发明的讯号接收装置包含一讯号接收器、一讯号分离转向器、一极化转换器、以及一电子电路。

讯号接收器用以收集一组讯号。讯号分离转向器用以分离此组讯号为第一线性极化讯号与一圆形极化讯号。极化转换器用以将圆形极化讯号转换为第二线性极化讯号。电子电路用以处理第一线性极化讯号与第二线性极化讯号。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1显示了已知讯号接收方法示意图；

图2显示了已知讯号接收装置结构图；

图3显示了本发明的讯号接收方法示意图；

图4显示了本发明的讯号接收方法的一实施例；

图5显示了本发明的讯号接收方法的另一实施例；

图6显示了本发明的讯号接收方法的另一实施例；

图7显示了本发明的讯号接收装置的一实施例：

图8显示了本发明的讯号接收装置的另一实施例；以及

图9显示了本发明的讯号接收装置的另一实施例。

具体实施方式

为了达到同时接收线性极化讯号与圆形极化讯号的目的，本发明将频带相近之线性极化讯号与圆形极化讯号分离或整合至个别或同一低噪声降频放大器内。

如图3所示，利用本发明的架构，讯号接收装置将只需要一组天线碟面31。也就是说，可免去一组天线碟面的成本以及架设所需的空间。

如图4所示，本发明的讯号接收方法供同时接收线性极化讯号与圆形极化讯号。在此一实施例中，此讯号接收方法包含步骤401至步骤413。

首先，步骤403利用一讯号接收器将一组讯号收集至一导波管中。

接着，步骤405自此导波管中分离此组讯号为第一线性极化讯号与一圆形极化讯号，并分别送至第一导波管与第二导波管中。第一线性极化讯号可选择性地包含于第一特定方向的第一讯号与于第二特定方向的第二讯号。在此一实施例中，第一特定方向与第二特定方向互为正交。例如，选取第一特定方向为水平方向，第二特定方向为垂直方向。

为达此目的，此两导波管为具有相异截面尺寸的导波管。而利用设定两导波管的截面尺寸，即可分离不同截止频率(cutoff frequency)的讯号。而在此则用以分离不同频率的第一线性极化讯号与圆形极化讯号。

另外，上述及以下所提到的“可选择性地包含”是表示可包含其中任一个或是全部。

接着，步骤407将传送至第二导波管中的圆形极化讯号转换为第二线性极化讯号，第二线性极化讯号可选择性地包含于第一特定方向的第三讯号与于第二特定方向的第四讯号。在此，圆形极化讯号可选择性地包含两种方向讯号：左旋方向讯号(left hand circular polarization，LHCP)与右旋方向讯号(right hand circular polarization，RHCP)。而步骤407即是将左旋方向讯号与右旋方向讯号分别转换成第三讯号与第四讯号。

同时，进行步骤409。步骤409利用一低通滤波器(fliter)对第一导波管中的第一线性极化讯号进行低通滤波(lowpass filtering)，以滤除不想要的高频部分，使保留低频的第一讯号与第二讯号。此乃适用于当第一线性极化讯号较圆形极化讯号低频的情况。反之，若圆形极化讯号较第一线性极化讯号低频时，则对圆型极化讯号进行低通滤波，以滤除高频部分。于此可以得知本发明可适用于具有不同频率的线性极化讯号与圆形极化讯号，并无熟高频熟低频的限制。而为简化说明，以下仅就第一线性极化讯号的频率较圆形极化讯号为低的情况，来描述本发明的特征。

最后，步骤411将低通滤波后的第一线性极化讯号中的第一讯号与第二讯号以及第二线性极化讯号中的第三讯号与第四讯号分别传送至两个低噪声降频放大器(lownoise block，LNB)中进行处理，即完成讯号的接收。

如图5所示，为本发明的讯号接收方法的另一实施方式。在此一实施例中，此讯号接收方法包含步骤501至步骤515。其中，步骤501至步骤509与前述步骤401至409相同。此时低频的第一线性极化讯号与高频的圆形极化讯号已分离，并得到低通滤波后的第一讯号与第二讯号，以及自左旋方向讯号与右旋方向讯号转换而来的第三讯号与第四讯号。

此实施例的不同点在于步骤511。步骤511整合第一线性极化讯号中的第一讯号与第二讯号以及第二线性极化讯号中的第三讯号与第四讯号，得到一整合讯号，并传送至一导波管中。也就是说，若为达整合讯号的目的，仅需将前述分离讯号的步骤505反向操作即可。

最后，步骤513将此整合讯号传送至一低噪声降频放大器中进行处理，即完成讯号的接收。

在此实施例的架构中，本发明除了可节省一组天线碟面成本之外，还省下一组低噪声降频放大器的成本以及组装所耗的时间与空间，使整体架构可以小型化与便宜化。

如图6所示的另一实施方式，本发明的讯号接收方法是将前述一并处理的第一线性极化讯号中的第一讯号与第二讯号改为各自分离处理。在此一实施例中，此讯号接收方法包含步骤601至步骤621。

首先，步骤603利用一讯号接收器将此组讯号收集至一主导波管中。

接着，步骤605自主导波管，即主要用以传播圆形极化讯号的导波管，中分离该组讯号为第一分离讯号与第二分离讯号，并将第一分离讯号送至一第一导波管中。而第一分离讯号可选择性地包含于第一特定方向的第一讯号。

而步骤607接着自主导波管中分离该第二分离讯号为第三分离讯号与第四分离讯号，并将第三分离讯号送至第二导波管中。而第三分离讯号可选择性地包含于第二特定方向的第二讯号。第四分离讯号则包含一圆形极化讯号。而在此一实施例中，第一讯号与第二讯号皆为线性极化讯号。第一特定方向与第二特定方向互为正交。例如，选取第一特定方向为水平方向，第二特定方向为垂直方向。

接着，进行步骤609。步骤609利用一低通滤波器对传送至第一导波管的第一分离讯号进行低通滤波，以滤除不想要的高频部分，而保留低频的第一讯号。同时，步骤611利用另一低通滤波器对传送至第二导波管的第三分离讯号进行低通滤波，以滤除不想要的高频部分，而保留低频的第二讯号。

步骤613将主导波管中的圆形极化讯号转换为第一线性极化讯号。此第一线性极化讯号包含于第一特定方向的第三讯号与于第二特定方向的第四讯号。在此，圆形极化讯号包含两种方向讯号：左旋方向讯号与右旋方向讯号。而步骤613即是将左旋方向讯号与右旋方向讯号分别转换成第三讯号与第四讯号。

接着，步骤615整合低通滤波后的第二讯号以及第三讯号与第四讯号，得到第一整合讯号，并传送至主导波管中。

接着，步骤617整合低通滤波后的第一讯号以及第一整合讯号，得到一第二整合讯号，并传送至主导波管中。

最后，步骤619将此主导波管中的第二整合讯号传送至一低噪声降频放大器中进行处理，即完成讯号的接收。

在此实施例的架构中，本发明同样可节省一组天线碟面以及一组低噪声降频放大器的成本与组装所耗的时间与空间，使整体架构可以小型化与便宜化。此外，由于本实施例依序将第一讯号与第二讯号分离后，再分别进行低通滤波，因此不需要使用成本较高、功能强的滤波器。

以上是本发明的线性极化讯号与圆形极化讯号接收方法的说明。以下紧接着说明完成上述方法的装置。

如图7所示，本发明提供一种讯号接收装置供同时接收线性极化讯号与圆形极化讯号。本发明的讯号接收装置包含一讯号接收器70I、一讯号分离转向器703、一极化转换器705、一滤波器707、以及两个低噪声降频放大器709、711。

在本发明的讯号接收装置中，由讯号接收器701收集一组讯号，并传送至一导波管71中。讯号分离转向器703自导波管71中分离此组讯号为第一线性极化讯号72与一圆形极化讯号74，并分别送至第一导波管73与第二导波管75中。第一线性极化讯号72可选择性地包含于第一特定方向的第一讯号722与于第二特定方向的第二讯号724。在此第一特定方向与第二特定方向互为正交。例如，选取第一特定方向为水平方向，第二特定方向为垂直方向。而利用设定两导波管73、75的截面尺寸，即可分离不同截止频率的讯号。而在此则用以分离不同频率的第一线性极化讯号72与圆形极化讯号74。

待两讯号72、74分离后，极化转换器705将传送至第二导波管75中的圆形极化讯号74转换为第二线性极化讯号。第二线性极化讯号可选择性地包含于第一特定方向的第三讯号746与于第二特定方向的第四讯号748。在此，圆形极化讯号74包含两种方向讯号：左旋方向讯号742与右旋方向讯号744。极化转换器705即是将左旋方向讯号742与右旋方向讯号744分别转换成第三讯号746与第四讯号748。

滤波器707对第一导波管73中的第一线性极化讯号72进行滤波，以滤除不想要的高频部分，而保留低频的第一讯号722与第二讯号724。而在此一实施例中，本讯号接收装置是假设第一线性极化讯号72较圆形极化讯号74低频。反之，若圆形极化讯号74较第一线性极化讯号72低频时，则仅需对圆型极化讯号74进行低通滤波，以滤除高频部分。

最后，由两个低噪声降频放大器709、711分别处理低通滤波后的第一线性极化讯号72中的第一讯号726与第二讯号728以及第二线性极化讯号中的第三讯号746与第四讯号748，即完成讯号的接收。

如图8所示的另一实施例，本发明提供一种讯号接收装置供接收具有不同极化形式的一组讯号。此组讯号包含第一线性极化讯号72与一圆形极化讯号74。第一线性极化讯号72包含于第一特定方向的第一讯号722与于第二特定方向的第二讯号724。在此第一特定方向与第二特定方向互为正交。例如，选取第一特定方向为水平方向，第二特定方向为垂直方向。

本发明的讯号接收装置包含一讯号接收器701、一讯号分离转向器703、一极化转换器705、一滤波器707、一讯号转向整合器801、以及一低噪声降频放大器803。

如同前一实施例，在此一实施例中，两导波管73、75为具有相异截面尺寸的导波管，用以分离不同频率的第一线性极化讯号72与圆形极化讯号74。并通过极化转换器705与滤波器707得到第一线性极化讯号中的第一讯号722与第二讯号724，以及第二线性极化讯号的第三讯号746与第四讯号748。

与前一实施例不同的是，本实施例利用一讯号转向整合器801整合上述四讯号，得到一整合讯号82，并传送至一导波管81中。最后，低噪声降频放大803处理此整合讯号82，即完成讯号的接收。

在此实施例的架构中，本发明除了可节省一组天线碟面成本之外，还省下一组低噪声降频放大器的成本以及组装所耗的时间与空间，使整体架构可以小型化与便宜化。

图9是本发明的另一实施例，此讯号接收装置包含一讯号接收器701、两个讯号分离转向器901、903、一极化转换器705、两个滤波器905、907、两个讯号转向整合器909、911、以及一低噪声降频放大器803。

根据前述说明，熟悉本技术会计者当能了解本实施例的不同处，仅在于将第一线性极化讯号72中的第一讯号722与第二讯号724以相同方式，各别自传送圆形极化讯号74的导波管71中分离，并再各别与圆形极化讯号74整合。如此一来，不但可以节省一组天线碟面以及一组低噪声降频放大器的成本与组装所耗的时间与空间，更由于第一讯号722与第二讯号724是于分离后再分别进行低通滤波，因此不需要使用成本较高、功能强的滤波器。

以上为本发明的线性极化讯号与圆形极化讯号接收方法与装置的说明。

另需特别提出说明，前述方法与装置的各实施例虽仅及于线性极化讯号的频率较圆形极化讯号为低，且同时接收具有两相正交方向讯号的线性极化讯号以及具有左旋与右旋圆形极化讯号等四讯号的情况，然本发明可实施在当线性极化讯号的之频率较圆形极化讯号为高的情况，亦可仅用以接收上述四讯号的任一讯号，或用以同时接收其中任意两讯号或三讯号的组合。例如，仅用来接收一低频左旋方向圆形极化讯号及一高频垂直方向线性极化讯号。

而另外，对于斜极化(oblique Polarization)讯号而言，本发明亦可利用调整接收装置在空间中的角度或利用已知旋转极化角度的机构来接收。综言之，本发明当可同时接收数种不同频率与极化方式的电波讯号，而为一多用途的接收器。

另外，本发明的用途除了同时接收线性极化讯号与圆形极化讯号之外，还可进一步应用于接收两种以上的不同频率不同极化方式的讯号。例如，本发明的方法与装置可接收三个不同频率的线性极化讯号及两个不同频率的圆型极化讯号。在此不多赘述。

前述说明书中，本发明以特定实施例为参考来描述，然而显然各种的修正与改变都不脱离本发明的宽广的精神与范围。而该对应的说明与附图是用来加以说明而非限制本发明的范畴。因此，表示本发明应涵盖所有出现在本发明的所附的权利要求范围与其相等的修正与变化。