[發明專利]一種車載衛星通信天伺與前端系統及其方法

有效

• 申請號: 201110423495.5
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102386962A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 唐可畏;袁建軍;侯學軍;何偉
• 申請（專利權）人: 成都創億嘉科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及一種車載衛星通信天伺與前端系統及其方法。

背景技術

目前，衛星通信技術已經在很多領域獲得了廣泛推廣和應用，衛星通信技術的研究也成為如今通信技術研究的重要課題。如大家所知，地面上固定的衛星天線通信系統只需要調整天線對準衛星，就可方便地進行衛星通信，可是在運動的汽車、輪船等載體上，由于道路的顛簸、天線載體的轉向等原因，天線不能準確的對準衛星，無法及時、準確接收衛星信號，為了解決“運動中穩定通信”的問題，“動中通”技術應運而生，“動中通”的關鍵技術就是對衛星的跟蹤指向控制。

現有的“動中通”跟蹤指向方主要分為有源跟蹤和無源跟蹤兩種方式，或者這二者的結合。有源跟蹤是指利用通信對方的信號相位、強度變化等信息來進行跟蹤；無源跟蹤是指跟蹤時不需要通信對方的通信信號，而是利用自身載體上安裝的載體姿態、方位、地理位置等傳感器來感知載體姿態方位的變化，然后根據這些變化再實時修正天線的位置從而實現對衛星的跟蹤。

有源跟蹤結構簡單，價格便宜，但信號捕獲時間長、跟蹤精度不高、響應慢、怕遮擋、當跟蹤失敗后需要重新進行捕獲，不適用于CDMA通信系統；無源跟蹤不需要對方信號、不怕遮擋，跟蹤精度與傳感器的選擇有關，通常精度要求越高傳感器成本也就越高。

發明內容

本發明的目的在于解決現有車載衛星天伺與前端系統及其方法的不足，提供一種新型高效的車載衛星通信天伺與前端系統及其方法，克服傳統天伺系統捕獲時間長、跟蹤精度不高、響應慢、當跟蹤失敗后需要重新進行捕獲等缺點。?

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種車載衛星通信天伺與前端系統，它包括天線系統、伺服系統和通信前端系統；天線系統包括安裝在天線安裝反射板一側的天線陣列、安裝在天線安裝反射板另一側的電橋和功分器，天線陣列包括八組并行排列的單元天線，功分器與通信前端系統連接；伺服系統包括控制器、導航系統、方位電機驅動器、方位電機、方位傳動機構、方位導電滑環、方位碼盤、方位零位傳感器、俯仰電機驅動器、俯仰電機、俯仰傳動機構、俯仰碼盤和、俯仰限位及零位傳感器，方位電機驅動器與方位電機相連，方位電機與方位傳動機構連接，俯仰電機驅動器與俯仰電機相連，俯仰電機與俯仰傳動機構連接，控制器包括主控芯片、方位電機驅動器接口、方位電機編碼器接口、方位零位傳感器接口、俯仰電機驅動器接口、俯仰電機編碼器接口、俯仰限位及零位傳感器接口和通信接口，控制器的各個接口分別與方位電機驅動器、方位碼盤、方位零位傳感器、俯仰電機驅動器、俯仰碼盤、俯仰限位及零位傳感器、導航系統連接；通信前端系統包括功放、低噪放、濾波器和變頻器，通信前端系統通過滑環與通信終端連接；方位傳動機構和俯仰傳動機構分別與天線系統機械連接。

一種車載衛星通信天伺與前端控制方法，它包括以下步驟：

（1）開機自檢：找出天線相對于載體的俯仰及方位角度的零位信息；

（2）獲取車輛姿態、位置信息：導航系統感知車輛當前的姿態及位置信息，并通過通信接口傳給控制器；

（3）獲取天線相對于車輛的方位及俯仰角度：控制器讀取編碼器的輸出，結合天線俯仰及方位角度的零位信息，計算出天線相對于載體的方位及俯仰角；

（4）坐標變換：控制器結合車輛姿態、位置信息及衛星的方位信息計算出衛星相對于車輛的方位角與俯仰角；

（5）控制天線轉向：控制器計算出衛星的方位、俯仰角與天線的方位、俯仰角之間差值，并根據這個差值驅動方位電機和俯仰電機帶動天線朝指向衛星的方向轉動；

（6）天線方位狀態檢查：控制器檢查天線的方位及俯仰限位信息，避免天線的轉動超出安全范圍而造成系統的損壞；

（7）重復步驟（2）～（6）。

本發明還包括一個通信終端將中頻通信信號經過變頻器變為高頻信號后，再經過濾波器和功放，最后經天線系統發射出去的步驟；和一個天線系統接收到高頻的衛星信號后，高頻衛星信號依次經過低噪放、濾波器和變頻器，得到中頻通信信號并發送給通信終端的步驟。

本發明所述的伺服系統與通信系統獨立工作，天線對衛星的跟蹤與天線本身的通信信號質量及強度無關。

本發明的有益效果是：采用八單元陣列天線，提高了天線增益，提高了通信質量；天線跟蹤時，不需要通信對方的配合，衛星捕獲時間短，跟蹤響應速度快，跟蹤精度高，跟蹤失敗后無需重新進行捕獲，使用方便，結構簡單、穩定性好、系統成本低。?

附圖說明

圖1為本發明天線陣列在天線安裝反射板上的安裝結構示意圖；

圖2為本發明陣列天線系統結構示意圖；