一种相控阵天线方位俯仰传动装置及其传动方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种相控阵天线方位俯仰传动装置及其传动方法，该装置包括与相控阵天线连接的传动系统，所述传动系统包括设置在底座上的立杆，所述立杆远离所述底座的一端连接有沿竖直方向延伸的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的左右两侧分别连接有对称的传动组件，所述传动组件均具有与所述第一锥齿轮正交传动的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮的模数相同，所述第二锥齿轮与安装在所述相控阵天线上的安装件连接，所述立杆与所述第一锥齿轮同心设置，所述安装件上还设置有惯导。本发明专利技术的结构简单，具有制造成本低、轻便易携带以及方便维修等优点，可广泛应用于相控阵天线等通信领域。通信领域。通信领域。

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵天线方位俯仰传动装置及其传动方法


[0001]本专利技术属于卫星通信
，尤其涉及一种相控阵天线方位俯仰传动装置及其传动方法。

技术介绍

[0002]传动系统是新型中低轨道卫星通信便携站中实现天线方位、俯仰转动的主要部分，低轨卫星通信地面终端的结构方案，需在实现精确、稳定跟踪前提下，考虑方便搬移及快速展开应用，遵循小型化和一体化结构设计原则，满足设备重量轻、体积小、强度高的要求，因此对其传动系统除了要求完整实现天线方位和俯仰扫描功能的同时，还要结构简单、拆卸便捷、质量轻易携带，同时大大降低制造成本，而传统的天线传动系统结构较为复杂，对于小型便携设备而言质量较重且不易携带。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种相控阵天线方位俯仰传动装置及其传动方法，该传动装置结构简单，具有制造成本低、轻便易携带以及方便维修等优点，可广泛应用于相控阵天线等通信领域。
[0004]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
[0005]一种相控阵天线方位俯仰传动装置，包括与相控阵天线连接的传动系统，所述传动系统包括设置在底座上的立杆，所述立杆远离所述底座的一端连接有沿竖直方向延伸的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的左右两侧分别连接有对称的传动组件，所述传动组件均具有与所述第一锥齿轮正交传动的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮的模数相同，所述第二锥齿轮与安装在所述相控阵天线上的安装件连接，所述立杆与所述第一锥齿轮同心设置，所述安装件上还设置有惯导。
>[0006]在一个实施方式中，所述传动组件还包括与所述第二锥齿轮连接的驱动器，所述驱动器连接有电机，所述驱动器与所述电机之间设置有编码器。
[0007]在一个实施方式中，所述电机与所述第二锥齿轮之间还设置有减速器。
[0008]在一个实施方式中，所述立杆靠近所述传动系统的一端还设置有感应磁铁，所述相控阵天线上对应所述感应磁铁的位置设置有传感器，以在所述惯导的横滚角以及俯仰角均为0度时，所述传感器与所述感应磁铁相互正对。
[0009]在一个实施方式中，所述立杆靠近所述相控阵天线的一侧还设置有弹性缓冲件。
[0010]本专利技术还提供了一种相控阵天线方位俯仰传动装置的传动方法，包括：
[0011]初始化所述方位俯仰传动装置，使其进入零位状态；
[0012]根据目标方位角以及目标俯仰角，位于第一锥齿轮两侧的传动组件中的电机同向或异向同步转动，以供所述相控阵天线防伪俯仰至目标状态；
[0013]其中，通过控制第二锥齿轮，使惯导的横滚角以及俯仰角均等于0
°
，定义当前状态的方位角为防伪零点，俯仰角为俯仰零点，即进入零位状态，在方位俯仰传动装置进入零位
状态后，以惯导给出的航向角作为ω0，所述方位俯仰传动装置则以航向角为ω0～ω0+360
°
的范围内进行盲扫，其方位角则以ω0±
n*Δ进行扫描，n为自然数，Δ为坐标变换后椭圆面的最远端的精度，当扫描到载波机的AGC极值大于门限后即进入圆锥扫描跟踪阶段。
[0014]在一个实施方式中，还包括：
[0015]进行盲扫后，结合载体运动轨迹和星历信息，及当前的波束位置，采用天线电扫波束控制，以当前波束位置为中心，将一圈分为2
A
个方向进行波束照射，A为大于或等于2的整数，每个波位照射的驻留时间为10ms，待调制解调从载波中检测出幅度信号以后，跳到下一个波位，且一圈以后，比较各个波位的电平值，取最大的一个为下一步要指向的波位，传动系统控制相控阵天线转动到新的位置，重复持续进行圆锥扫描。
[0016]在一个实施方式中，还包括：
[0017]获取圆锥扫描一圈或多圈的结果；
[0018]若不存在一个波位的电平值超过设定阈值，则输出失锁信号，利用惯导信息外推运动轨迹，结合星历信息外推卫星位置，使用开环的程序跟踪，待电平值超过盲扫阈值以后，则转向圆锥扫描跟踪；
[0019]若在预设时间内仍没有再找到高于盲扫阈值的电平值，则输出完全失锁信号，转入初始盲扫阶段，重新搜索。
[0020]在一个实施方式中，在所述相控阵天线进行圆锥扫描跟踪的过程中，若跟踪的目标即将消失在可观测范围内时，传动系统中的第二锥形齿轮同步异向转动，控制相控阵天线平面转动，以减小所述相控阵天线的离轴角。
[0021]在一个实施方式中，沿竖直方向延伸的第一锥齿轮的旋转轴作为方位轴，方位轴限位设定范围在0
°
～360
°
之间，若超过该设定范围，驱动器停止转动第二锥齿轮。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]利用锥齿轮的传动原理和简单的控制系统，通过三个模数相同的锥齿轮正交传动，利用两个电机同步同向或同步异向即可控制相控阵天线追踪目标，结构简单，方便操作人员携带至任意追踪场景中，操作也较为简单，能够实现相控阵天线的持续圆锥追踪锁定作业，同时在追踪过程中，还能够判断目标。
附图说明
[0024]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0025]图1显示了本专利技术的一个实施例的结构示意图；
[0026]图2显示了本专利技术的传动系统的结构示意图；
[0027]图3显示了本专利技术的相控阵天线方位的俯仰传动示意图；
[0028]图4显示了本专利技术的相控阵天线方位的方位传动示意图
[0029]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
[0030]附图标记：
[0031]1‑
相控阵天线，2
‑
驱动器，3
‑
电机，4
‑
安装件，5
‑
外罩，6
‑
编码器，71
‑
第二锥齿轮，72
‑
第一锥齿轮，8
‑
传感器，9
‑
立杆，10
‑
底座，11
‑
减速机，12
‑
俯仰轴，13
‑
方位轴，14
‑
感应磁铁，15
‑
防撞胶条，16
‑
惯导，17
‑
传动系统。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0033]本专利技术提供了一种相控阵天线1方位俯仰传动装置，如图1、图2以及图4所示，包括与相控阵天线1连接的传动系统17，传动系统17包括设置在底座10上的立杆9，立杆9远离底座10的一端连接有沿竖直方向延伸的第一锥齿轮72，第一锥齿轮72的左右两侧分别连接有对称的传动组件，传动组件均具有与第一锥齿轮72正交传动的第二锥齿轮71，第一锥齿轮72与第二锥齿轮71的模数相同，第二锥齿轮71与安装在相控阵天线1上的安装件4连接，立杆9与第一锥齿轮72同心设置，安装件4上还设置有惯导16；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相控阵天线方位俯仰传动装置，其特征在于，包括与相控阵天线连接的传动系统，所述传动系统包括设置在底座上的立杆，所述立杆远离所述底座的一端连接有沿竖直方向延伸的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的左右两侧分别连接有对称的传动组件，所述传动组件均具有与所述第一锥齿轮正交传动的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮的模数相同，所述第二锥齿轮与安装在所述相控阵天线上的安装件连接，所述立杆与所述第一锥齿轮同心设置，所述安装件上还设置有惯导。2.根据权利要求1所述的一种相控阵天线方位俯仰传动装置，其特征在于，所述传动组件还包括与所述第二锥齿轮连接的驱动器，所述驱动器连接有电机，所述驱动器与所述电机之间设置有编码器。3.根据权利要求2所述的一种相控阵天线方位俯仰传动装置，其特征在于，所述电机与所述第二锥齿轮之间还设置有减速器。4.根据权利要求1所述的一种相控阵天线方位俯仰传动装置，其特征在于，所述立杆靠近所述传动系统的一端还设置有感应磁铁，所述相控阵天线上对应所述感应磁铁的位置设置有传感器，以在所述惯导的横滚角以及俯仰角均为0度时，所述传感器与所述感应磁铁相互正对。5.根据权利要求1所述的一种相控阵天线方位俯仰传动装置，其特征在于，所述立杆靠近所述相控阵天线的一侧还设置有弹性缓冲件。6.一种如权利要求1至5任一项所述的相控阵天线方位俯仰传动装置的传动方法，其特征在于，包括：初始化所述方位俯仰传动装置，使其进入零位状态；根据目标方位角以及目标俯仰角，位于第一锥齿轮两侧的传动组件中的电机同向或异向同步转动，以供所述相控阵天线防伪俯仰至目标状态；其中，通过控制第二锥齿轮，使惯导的横滚角以及俯仰角均等于0
°
，定义当前状态的方位角为防伪零点，俯仰角为俯仰零点，即进入零位状态，在方位俯仰传动装置进入零位状态后，以惯导给出的航向角作为ω0，所述方位俯仰传动装置则以航向角为ω0～ω0+360
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【专利技术属性】
技术研发人员：伍雪梅，高平，樊星，谢瑞宏，钟顺林，黄成，薛建宏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：