[發明專利]Ku波段衛星通信便攜站天線自動對星裝置和方法

無效

• 申請號: 201310053137.9
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN103337704A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 鞠正喜;史其存;張衛奇;吳宏偉;王振林
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍66061部隊
• 主分類號: H01Q3/08
• 分類號: H01Q3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于衛星通信天線技術領域，特別涉及Ku波段衛星通信便攜站天線，以及北斗/GPS(Global?Positioning?System，GPS)衛星導航定位技術、自適應控制技術和機電一體化技術。

背景技術

Ku波段衛星通信便攜站是衛星通信的重要站型，因其結構緊湊簡單、架設撤收方便，具有極強的便攜性和機動性，可應用于陸上、空中及海上的固定通信和緊急情況下的應急通信，非常適合應急處突、搶險救災、勘探科考、新聞采訪以及軍事通信等重要機動場合。一般地，原衛星便攜站配備的是0.9米單偏置拋物面天線，由于Ku波段波束窄，天線對星精度要求較高，但因該天線設計為手工對星方式，即采用磁羅盤輔助定位，調整天線的方位角和俯仰角，通過轉動天線中心軸和調節仰角鎖定桿來實現對星，對星時存在以下問題和不足：1)磁羅盤指示受周圍電磁環境影響比較大。如高壓線、變電站、鐵礦山等，都會對磁羅盤指針的指示產生影響，從而引起不可接受的偏差，不利于準確對星；2)夜間對星時磁羅盤不便于觀測。由于夜間光線不足、視線不良，磁羅盤指針讀數不便于觀察和測量，給準確對星帶來很大的困難；3)現有對星方法不能直觀確定對星精度，需要觀察衛星接收信號的Eb/N0讀數，反復調整天線方位角和俯仰角直到使讀數最大為止，至少需要兩人配合操作才能完成，對星過程耗時較長，一般為5～10分鐘，夜間會更長。顯然，這種手工對星方式對于通信時效性要求高、聯絡任務非常急迫的場合根本不能適應，急需加以改進。參見：(《衛星通信系統》，蔡劍銘等著，人民郵電出版社，1994年出版)和(http://www.satbase.cn/d271099793.htm，0.9m偏饋背負式便攜衛星天線)。在獲取天線所在地位置信息方面，一種有效的方法是采用衛星導航定位技術。過去一般采用GPS(Global?Positioning?System，GPS)系統，現在，我國自主開發的北斗導航定位系統已能提供服務，為增加定位可靠性，可以采用北斗/GPS雙模定位技術，獲得本地經緯度，結合同步衛星經度可計算出對星所需的方位角和俯仰角。參見：(《衛星導航定位工程》，譚述森著，國防工業出版社，2007出版)。為實現對星過程自動化，可以采用先進的自適應控制技術，通過對原天線進行改造，在獲取經緯度信息后自動計算出天線方位角和俯仰角，驅動伺服電機自動搜索對星，并獲取反饋控制信號，實現一鍵準確對星。參見：(《反饋控制系統設計與分析》，薛定宇著，清華大學出版社，2000年出版)和(基于圓錐掃描的艦載衛星電視天線跟蹤系統，鄒麗娟，黃建國，現代雷達，Vol.26，No.10，2004，pp68-70)。

傳統的0.9米單偏置拋物面天線已批量生產，并配備到Ku波段衛星通信便攜站的各種使用場合，如何以最低成本、最小改動，使其具有快速自動對星功能，是一個急需解決的課題，這一問題的解決相信將會帶來較大的經濟和社會效益。

本發明提出一種Ku波段衛星通信便攜站天線自動對星裝置和方法，在原有天線基礎上進行較小改動，實現快速、自動、精確的一鍵對星，使對星時間縮短到1分鐘左右，并通過LED顯示對星精度，尤其帶來夜間對星的便利性，該發明可充分發揮原有天線的使用效能和潛力，大幅度提高現有衛星便攜站通信聯絡的時效性。

發明內容

本發明的目的是提出一種Ku波段衛星通信便攜站天線自動對星裝置和方法，可實現快速、自動、精確的一鍵對星，提高衛星便攜站通信的時效性。

本發明的特征在于，該裝置包括：

步進方位電機、俯仰直流電機、傾角儀、自動控制器，其中自動控制器又包括：主控模塊、北斗/GPS雙模定位模塊、衛星接收信號檢測模塊、方位和俯仰電機驅動伺服模塊、LED顯示及按鍵模塊和電源模塊組成；

本發明的特征還在于，該方法依次按以下步驟實現：

步驟(1)，對0.9米Ku波段衛星通信天線原方位結構和俯仰結構進行以下改造：

方位向原結構為天線面固定在一個中心旋轉軸套上，旋轉軸套繞固定中心軸進行旋轉，本發明在原結構的基礎上，增加一個小型步進電機和相應的機械結構部件，步進電機水平向右放置，天線面的旋轉中心軸外部直接固定一對傳動齒輪，通過十字交叉減速裝置與電機相聯接，實現方位向的旋轉動作；

俯仰向原結構為由一個仰角調節鎖定桿支撐天線面，即一個長軸在套筒內進行伸縮，搜到星后通過手動擰緊方式固定長軸與套筒的相對位置，本發明在原結構基礎上，不改變本體結構，在原安裝位置上換裝一個電動推桿，替代原來的仰角調節鎖定桿，通過直流電機提供動力，電動推桿與天線兩端的固定方式不變，伸縮行程與原結構行程相同；