專利名稱：一種車載衛(wèi)星通信天伺與前端系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種車載衛(wèi)星通信天伺與前端系統(tǒng)。
背景技術：
目前，衛(wèi)星通信技術已經在很多領域獲得了廣泛推廣和應用，衛(wèi)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(wèi)星天線通信系統(tǒng)只需要調整天線對準衛(wèi)星，就可方便地進行衛(wèi)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(wèi)星，無法及時、準確接收衛(wèi)星信號，為了解決“運動中穩(wěn)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(wèi)星的跟蹤指向控制?，F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(tài)、方位、地理位置等傳感器來感知載體姿態(tài)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(wèi)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(tǒng)；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。

實用新型內容本實用新型的目的在于解決現有車載衛(wèi)星天伺與前端系統(tǒng)的不足，提供ー種新型高效的車載衛(wèi)星通信天伺與前端系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)天伺系統(tǒng)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。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的ー種車載衛(wèi)星通信天伺與前端系統(tǒng)，它包括天線系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和通信前端系統(tǒng)；天線系統(tǒng)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ー側的電橋和功分器，天線陣列包括八組并行排列的単元天線，功分器與通信前端系統(tǒng)連接；伺服系統(tǒng)包括控制器、導航系統(tǒng)、方位電機驅動器、方位電機、方位傳動機構、方位導電滑環(huán)、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、方位電機驅動器接ロ、方位電機編碼器接ロ、方位零位傳感器接ロ、俯仰電機驅動器接ロ、俯仰電機編碼器接ロ、俯仰限位及零位傳感器接ロ和通信接ロ，控制器的各個接ロ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(tǒng)連接；通信前端系統(tǒng)包括功放、低噪放、濾波器和變頻器，通信前端系統(tǒng)通過滑環(huán)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(tǒng)機械連接。[0007]本實用新型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；天線跟蹤吋，不需要通信對方的配合，衛(wèi)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(wěn)定性好、系統(tǒng)成本低。

圖1為本實用新型天線陣列在天線安裝反射板上的安裝結構示意圖；圖2為本實用新型陣列天線系統(tǒng)結構示意圖；圖3為本實用新型天線系統(tǒng)與通信前端系統(tǒng)連接結構示意框圖；圖4為本實用新型伺服系統(tǒng)結構示意框圖；圖5為本實用新型伺服系統(tǒng)控制器結構示意框圖；圖6為本實用新型工作過程操作流程圖；圖中，I-天線陣列，2-天線安裝反射板，3-電橋，4-功分器，5-単元天線。
具體實施方式
以下結合附圖進一歩描述本實用新型的技術方案ー種車載衛(wèi)星通信天伺與前端系統(tǒng)，它包括天線系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和通信前端系統(tǒng)。如圖I、圖2所示，天線系統(tǒng)包括安裝在天線安裝反射板2 —側的天線陣列I和安裝在天線安裝反射板2另ー側的電橋3及功分器4，天線陣列I包括八組并行排列的単元天線5，天線系統(tǒng)與通信前端系統(tǒng)連接。如圖3所示，通信前端系統(tǒng)包括濾波器、低噪放、功放和變頻器，通信前端系統(tǒng)通過滑環(huán)與通信終端連接。發(fā)射時，通信終端過來的中頻通信信號經過變頻器變?yōu)楦哳l信號，然后經濾波器和功放對信號進行濾波及放大處理，最后經天線系統(tǒng)發(fā)射出去；接收時，天線系統(tǒng)接收到的高頻信號經過低噪放、濾波器后再經過變頻器變?yōu)橹蓄l通信信號，最后送往通信終端。如圖4所示，伺服系統(tǒng)包括控制器、導航系統(tǒng)、方位電機驅動器、方位電機、方位傳動機構、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。如圖5所示，控制器包括主控芯片、方位電機驅動器接ロ、方位電機編碼器接ロ、方位零位傳感器接ロ、俯仰電機驅動器接ロ、俯仰電機編碼器接ロ、俯仰限位及零位傳感器接口和通信接ロ，控制器的各個接ロ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(tǒng)連接。如圖6所示，車載衛(wèi)星通信天伺與前端系統(tǒng)的工作過程，它包括以下步驟(I)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(tài)、位置信息導航系統(tǒng)感知車輛當前的姿態(tài)及位置信息，并通過通信接ロ傳給控制器；(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(tài)、位置信息及衛(wèi)星的方位信息計算出衛(wèi)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(wèi)星的方位、俯仰角與天線的方位、俯仰角之間差值，井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(wèi)星的方向轉動；( 6 )天線方位狀態(tài)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(tǒng)的損壞；(7)重復步驟(2) (6)。它還包括ー個通信終端將中頻通信信號經過變頻器變?yōu)楦哳l信號后，再經過濾波器和功放，最后經天線系統(tǒng)發(fā)射出去的步驟；和一個天線系統(tǒng)接收到高頻的衛(wèi)星信號后，高頻衛(wèi)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(fā)送給通信終端的步驟。 整個系統(tǒng)工作過程中，伺服系統(tǒng)與通信系統(tǒng)獨立工作，天線對衛(wèi)星的跟蹤與天線本身的通信信號質量及強度無關。
權利要求1.ー種車載衛(wèi)星通信天伺與前端系統(tǒng)，其特征在于它包括天線系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和通信前端系統(tǒng)；天線系統(tǒng)包括安裝在天線安裝反射板(2) —側的天線陣列(I)、安裝在天線安裝反射板(2)另ー側的電橋(3)和功分器(4)，天線陣列(I)包括八組并行排列的単元天線(5)，功分器(4)與通信前端系統(tǒng)連接；伺服系統(tǒng)包括控制器、導航系統(tǒng)、方位電機驅動器、方位電機、方位傳動機構、方位導電滑環(huán)、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、方位電機驅動器接ロ、方位電機編碼器接ロ、方位零位傳感器接ロ、俯仰電機驅動器接ロ、俯仰電機編碼器接ロ、俯仰限位及零位傳感器接口和通信接ロ，控制器的各個接ロ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(tǒng)連接；通信前端系統(tǒng)包括功放、低噪放、濾波器和變頻器，通信前端系統(tǒng)通過滑環(huán)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(tǒng)機械連接。
專利摘要本實用新型公開了一種車載衛(wèi)星通信天伺與前端系統(tǒng)，它包括天線系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和通信前端系統(tǒng)；天線系統(tǒng)包括天線陣列(1)、天線安裝反射板(2)、電橋(3)和功分器(4)；伺服系統(tǒng)包括方位傳動機構、俯仰傳動機構、伺服控制器及導航系統(tǒng)；通信前端系統(tǒng)包括功放、低噪放、濾波器和變頻器，通信前端系統(tǒng)通過滑環(huán)與通信終端連接。本實用新型具有捕獲時間短，跟蹤響應速度快，跟蹤精度高，跟蹤失敗后無需重新捕獲、跟蹤與通信獨立、使用方便，結構簡單、穩(wěn)定性好和系統(tǒng)成本低等優(yōu)點；采用八單元賦形陣列天線，提高了天線增益，提高了通信質量。
文檔編號G05D1/10GK202394118SQ201120529078
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權日2011年12月16日
發(fā)明者何偉, 侯學軍, 唐可畏, 袁建軍 申請人:成都創(chuàng)億嘉科技有限公司