[發明專利]一種基于并聯差速驅動機構的衛通天線及其伺服控制方法

在審

• 申請號: 202211437244.7
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN116130925A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 宋建虎;張寧;張立軍;張碩;吳云皓;米青超;張朋偉;王孟浩;齊子涵;王鴻哲;張義坡;馬吉文;郝會乾
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q1/12
• 分類號: H01Q1/12;H01Q1/28;H01Q15/14;H01Q21/06
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種基于并聯差速驅動機構的衛通天線及其伺服控制方法，屬于天線技術領域。天線座架為兩自由度并聯差速機構，反射器采用微帶平面陣列天線，給出了建立并聯差速機構輸入端兩個獨立自由度與輸出端兩個獨立正交自由度的數學模型方法，給出了天線方位角和俯仰角關于天線座架輸出端兩個自由度的對應關系，建立了天線方位角和俯仰角的數學模型解，并且，以該兩自由度的并聯差速傳動座架和天線模型為基礎，建立了天線伺服控制中指向理論位置的數學模型解，給出了天線的伺服控制方法。本發明并聯差速驅動機構剖面尺寸低，結構系統剛度大，伺服系統動態性能好，指向精度高。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，具體來說，涉及一種基于并聯差速驅動機構的衛通天線及其伺服控制方法。

背景技術

衛通天線是一種對低軌衛星或者高軌地球同步衛星進行通信的地面設備，在國防軍事和社會生活中的應用越來越廣泛。同時，隨著各項技術的發展進步，對衛通天線的性能指標要求也在快速提高。

目前，傳統的衛通天線多采用串聯驅動形式。傳統的方位-俯仰A-E型、X-Y型、A-C-E型等各種天線，均為串聯驅動形式，具有一定的不足之處：

1.驅動結構為串聯形式，驅動軸位于不同高度平面內，由此造成天線座架座架的高度較大，天線的整體剖面尺寸較大；

2.與并聯驅動形式相比，串聯驅動結構的剛度較差。天線的整體剛度直接影響著天線的諧振頻率，天線剛度較差時，結構的一階諧振頻率則較低，從而導致伺服系統的伺服帶寬較小，天線的動態跟蹤性能較差。

發明內容

針對上述背景技術中存在的問題，本發明提出一種基于并聯差速驅動機構的衛通天線及其伺服控制方法。其以兩自由度的并聯差速傳動座架和天線模型為基礎，給出了天線的伺服控制方法，具有天線剖面尺寸低，驅動鏈剛度大精度高，伺服控制精準可靠的優點。

本發明的技術方案是這樣實現的，

一種基于并聯差速驅動機構的衛通天線，包括天線反射體，還包括兩自由度并聯差速的驅動機構；

所述驅動結構主要由支架、左側輸出機構、右側輸出機構和中央錐齒輪組成；

所述左側輸出機構和右側輸出機構均包括基座、輸出錐齒輪、輸出軸和驅動電機；所述輸出錐齒輪固定于輸出軸的末端，且輸出錐齒輪的中軸線和輸出軸的中軸線重合；

所述支架為T型結構，所述輸出錐齒輪均套裝在支架的其中一副枝節的內端并與支架軸承連接；支架副枝節的上套裝有所述基座，且支架副枝節的外端與基座軸承連接；所述基座和輸出軸均為筒狀結構，所述輸出軸套裝在支架上，并沿支架的副枝節向外延伸至基座內部，基座和輸出軸軸承連接；所述輸出軸的另一端固設有驅動齒輪，所述驅動齒輪位于基座內部，驅動電機帶動驅動齒輪轉動；

所述支架主枝節上還套裝有支柱和所述中央錐齒輪，且中央錐齒輪位于支架主枝節的內端；所述中央錐齒輪和支柱為一體式結構，兩者均與支架主枝節軸承連接；輸出錐齒輪均與中央錐齒輪嚙合；

所述支柱的末端設有作為支撐的三腳架；所述天線反射體固定于并聯差速驅動機構的基座上；天線反射體包含微帶陣列天線、波導、低噪放大器、接收機和伺服控制板；其中，微帶陣列天線實現電磁信號的接收和發射，接收的電磁信號通過波導傳輸至低噪放大器，經過調制處理，進而通過電纜傳輸至接收機和伺服控制板，實現信號鎖定、收發和伺服控制。

進一步的，所述支架包括兩個副枝節和一個主枝節；兩個副枝節在同一直線上，且兩個副枝節均垂直于主枝節；兩個輸出錐齒輪的中軸線與副枝節的中軸線重合。

進一步的，與支柱軸承連接的支架主枝節末端設有高頻滑環，用于防止線纜纏繞。

一種基于并聯差速驅動機構的衛通天線的伺服控制方法，應用于上述的一種基于并聯差速驅動機構的衛通天線；其特征在于，具體過程如下：