天线控制系统及天线控制方法技术方案

本申请公开了一种天线控制系统及天线控制方法，涉及卫星通信技术领域，可以在保证通信质量的同时降低对惯性导航单元的精度要求。该系统至少包括；天线控制单元、俯仰电机、极化电机、方位电机、至少一个驱动器、天线面及由陀螺仪和加速度计组成的用于采集惯导数据的惯性导航单元；天线控制单元被配置为：基于惯导数据确定对星时的目标极化角和目标俯仰角；通过驱动器控制俯仰电机和极化电机使当前极化角调整至目标极化角，且使当前俯仰角调整至目标俯仰角；通过驱动器控制方位电机进行盲扫描，基于盲扫描过程中天线面与当前卫星的实时信号强度参数，确定对星时的目标方位角；通过驱动器控制方位电机，使当前方位角调整至目标方位角。方位角。方位角。

【技术实现步骤摘要】
天线控制系统及天线控制方法
[0001]本申请要求申请号为202210896657.5专利申请的优选权(在先申请的申请日为2022年7月28日，专利技术名称为天线控制系统及天线控制方法)。


[0002]本申请涉及卫星通信
，尤其涉及一种天线控制系统及天线控制方法。

技术介绍

[0003]现有的卫星通信系统主要有静中通系统和动中通系统两种，其中，静中通系统是在固定位置实现通信，而动中通系统则是在运动中实现通信。由于动中通系统需要在运动中实现通信，所以动中通系统对于惯性导航单元的精度要求较高。
[0004]然而，精度高的惯性导航单元的成本很高，所以如何在保证动中通系统的通信质量的同时，降低对惯性导航单元的精度要求，成为了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种天线控制系统及天线控制方法，可以在保证通信质量的同时，降低对惯性导航单元的精度要求。
[0006]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种天线控制系统，该系统至少包括天线控制单元、俯仰电机、极化电机、方位电机、至少一个驱动器、天线面及惯性导航单元；惯性导航单元由陀螺仪和加速度计组成，用于采集惯导数据；其中，天线控制单元被配置为：基于惯导数据，确定天线面与当前卫星对星时的目标极化角和目标俯仰角；通过驱动器控制俯仰电机和极化电机，使天线面的当前极化角调整至目标极化角，且使天线面的当前俯仰角调整至目标俯仰角；通过驱动器控制方位电机进行盲扫描，基于盲扫描过程中天线面与当前卫星的实时信号强度参数，确定天线面与当前卫星对星时的目标方位角；通过驱动器控制方位电机，使天线面的当前方位角调整至目标方位角。
[0008]本申请提供的技术方案中，天线控制系统中的惯性导航单元可以由陀螺仪和加速度计组成。一般的，天线控制单元在控制天线面与当前卫星对星时，需要根据陀螺仪、加速度计和地磁计采集的数据得到对星时的三个角度，包括目标极化角、目标方位角及目标俯仰角，其中，地磁计采集的数据一般是用来得到准确的目标方位角的。相比现有的惯性导航单元，本申请的惯性导航单元不包含有地磁计，所以本申请无法通过地磁计得到准确的目标方位角。在本申请提供的技术方案中，可以先将天线面的当前极化角调整至目标极化角，并将天线面的当前俯仰角调整至目标俯仰角，调整好之后通过盲扫描找到目标方位角。由于天线面在目标方位角处信号最强，所以本申请可以根据盲扫描过程中的天线面与所述当前卫星的实时信号强度参数确定目标方位角。可以看出，本申请提供的技术方案中，在惯性导航单元中未部署地磁计的情况下也可以实现对星，而不在惯性导航单元中部署地磁计可以极大程度的降低对惯性导航单元的精度要求。因此，本申请可以在保证通信质量的同时，
降低对惯性导航单元的精度要求。另外，由于不需部署地磁计，所以可以避免由于强磁环境对地磁计的干扰导致的无法对星。
[0009]可选的，在一种可能的设计方式中，天线控制单元具体被配置为：
[0010]在使天线面的当前俯仰角调整至目标俯仰角之后，通过驱动器控制方位电机以预设角度为采样间隔进行方位角的盲扫描，在盲扫描过程中获取每一次采样时的方位角对应的实时信号强度参数；
[0011]基于每一次采样时的方位角对应的实时信号强度参数，确定当前的最大信号强度参数，并确定当前的最大信号强度参数对应的第一方位角；
[0012]通过驱动器控制方位电机，使天线面的当前方位角调整至第一方位角；
[0013]通过驱动器控制方位电机进行圆锥扫描，基于圆锥扫描过程中获取的实时信号强度参数确定目标方位角。
[0014]可选的，在另一种可能的设计方式中，天线控制单元具体还被配置为：
[0015]在确定当前的最大信号强度参数对应的第一方位角之后，若当前的最大信号强度参数小于第一预设值，则根据惯导数据确定第二方位角，并基于第二方位角对第一方位角进行修正，直至修正后的第一方位角对应的当前的最大信号强度参数大于或等于第一预设值。
[0016]可选的，在另一种可能的设计方式中，天线控制单元还被配置为：
[0017]以第一预设时长为周期间隔，基于预设调整规则对目标方位角进行修正，并基于修正后的目标方位角通过驱动器控制方位电机。
[0018]可选的，在另一种可能的设计方式中，天线控制系统还包括窄带卫星调试分系统；天线控制单元还被配置为：
[0019]通过窄带卫星调试分系统检测配置指令；
[0020]在检测到配置指令的情况下，通过窄带卫星调试分系统向远程中控中心发起配置请求；配置指令用于表征当前用户选择切换跟踪卫星；配置请求用于指示远程中控中心通过远程参数配置切换跟踪卫星；
[0021]在检测到反馈信息的情况下，确定成功切换跟踪卫星。
[0022]可选的，在另一种可能的设计方式中，天线控制单元还被配置为：
[0023]在确定当前位置处于波束覆盖区域的边界分区的情况下，通过窄带卫星调试分系统发出提示信息；提示信息用于指示当前用户选择是否切换跟踪卫星。
[0024]可选的，在另一种可能的设计方式中，天线控制系统还包括窄带卫星调试分系统；天线控制单元还被配置为：
[0025]在确定天线信号丢失的情况下，确定窄带卫星信号是否丢失；
[0026]在确定窄带卫星信号未丢失的情况下，重新捕获天线信号，若在第二预设时长内仍未捕获到天线信号，则通过驱动器控制方位电机进行盲扫描，在盲扫描过程中重新捕获天线信号；
[0027]在确定窄带卫星信号丢失的情况下，在对目标方位角进行修正的同时，持续对窄带卫星信号进行监测，若监测到窄带卫星信号，则重新捕获天线信号。
[0028]可选的，在另一种可能的设计方式中，天线控制系统还包括俯仰行程开关和极化行程开关；天线控制单元还被配置为：
[0029]在基于惯导数据，确定天线面与当前卫星对星时的目标极化角和目标俯仰角之前，基于俯仰行程开关和极化行程开关的位置，通过驱动器对俯仰电机和极化电机进行校零。
[0030]第二方面，本申请提供一种天线控制方法，应用于如第一方面描述的天线控制系统，该方法包括：
[0031]天线控制单元基于惯性导航单元采集的惯导数据，确定天线面与当前卫星对星时的目标极化角和目标俯仰角；惯性导航单元由陀螺仪和加速度计组成；
[0032]天线控制单元通过驱动器控制俯仰电机和极化电机，使天线面的当前极化角调整至目标极化角，且使天线面的当前俯仰角调整至目标俯仰角；
[0033]天线控制单元通过驱动器控制方位电机进行盲扫描，基于盲扫描过程中天线面与当前卫星的实时信号强度参数，确定天线面与当前卫星对星时的目标方位角；
[0034]天线控制单元通过驱动器控制方位电机，使天线面的当前方位角调整至目标方位角。
[0035]可选的，在一种可能的设计方式中，上述“天线控制单元通过驱动器控制方位电机进行盲扫描，基于盲扫描过程中天线面与当前卫星的实时信号强度参数，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线控制系统，其特征在于，至少包括天线控制单元、俯仰电机、极化电机、方位电机、至少一个驱动器、天线面及惯性导航单元；所述惯性导航单元由陀螺仪和加速度计组成，用于采集惯导数据；所述天线控制单元被配置为：基于所述惯导数据，确定所述天线面与当前卫星对星时的目标极化角和目标俯仰角；通过所述驱动器控制所述俯仰电机和所述极化电机，使所述天线面的当前极化角调整至所述目标极化角，且使所述天线面的当前俯仰角调整至所述目标俯仰角；通过所述驱动器控制所述方位电机进行盲扫描，基于盲扫描过程中所述天线面与所述当前卫星的实时信号强度参数，确定所述天线面与所述当前卫星对星时的目标方位角；通过所述驱动器控制所述方位电机，使所述天线面的当前方位角调整至所述目标方位角。2.根据权利要求1所述的天线控制系统，其特征在于，所述天线控制单元具体被配置为：在所述使所述天线面的当前俯仰角调整至所述目标俯仰角之后，通过所述驱动器控制所述方位电机以预设角度为采样间隔进行方位角的盲扫描，在盲扫描过程中获取每一次采样时的方位角对应的所述实时信号强度参数；基于每一次采样时的方位角对应的所述实时信号强度参数，确定当前的最大信号强度参数，并确定当前的最大信号强度参数对应的第一方位角；通过所述驱动器控制所述方位电机，使所述天线面的当前方位角调整至所述第一方位角；通过所述驱动器控制所述方位电机进行圆锥扫描，基于圆锥扫描过程中获取的所述实时信号强度参数确定所述目标方位角。3.根据权利要求2所述的天线控制系统，其特征在于，所述天线控制单元具体还被配置为：在所述确定当前的最大信号强度参数对应的第一方位角之后，若当前的最大信号强度参数小于第一预设值，则根据所述惯导数据确定第二方位角，并基于所述第二方位角对所述第一方位角进行修正，直至修正后的第一方位角对应的当前的最大信号强度参数大于或等于所述第一预设值。4.根据权利要求1所述的天线控制系统，其特征在于，所述天线控制单元还被配置为：以第一预设时长为周期间隔，基于预设调整规则对所述目标方位角进行修正，并基于修正后的目标方位角通过所述驱动器控制所述方位电机。5.根据权利要求1所述的天线控制系统，其特征在于，所述天线控制系统还包括窄带卫星调试分系统；所述天线控制单元还被配置为：通过所述窄带卫星调试分系统检测配置指令；在检测到所述配置指令的情况下，通过所述窄带卫星调试分系统向远程中控中心发起配置请求；所述配置指令用于表征当前用户选择切换跟踪卫星；所述配置请求用于指示所述远程中控中心通过远程参数配置切换跟踪卫星；在检测到反馈信息的情况下，确定成功切换跟踪卫星。6.根据权利要求5所述的天线控制系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦男，樊闯，谢涛，
申请(专利权)人：宜宾九天微星航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：