一种卫星天线、一种天线机架控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种卫星天线、一种天线机架控制器。该卫星天线中，馈源固定于抛物形反射面的焦点处；本实用新型专利技术设置了水平、俯仰和方位三个相互垂直的角度方向，由与天线机架控制器相连的传感器检测三轴机架在水平、俯仰、方位角度方向的角速度以及在水平、俯仰两个角度方向的偏转角度，天线机架控制器根据上述运动信息，计算出能使天线不受载体运动影响的上述三个方向的反向运动信息，分别发送到相应电机驱动器，使其分别根据相应反向运动信息，驱动相应电机带动三轴机架运动，以抵消载体的运动引起的反射面的指向的改变量。本实用新型专利技术能及时补偿反射面的指向在方位角、俯仰角和水平角三个角度方向上的角度改变量，防止发生极化失配。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及卫星通信领域，特别是涉及一种卫星天线、一种天线机架控制器。
技术介绍
在卫星通信领域，位于地面的卫星天线必须对准空中的卫星，才能与其进行通信。 因此，为了与目标卫星保持不间断地通信，卫星天线在搜索到目标卫星之后，就要对其进行跟踪，以保持对准该卫星。现有技术是在方位角和俯仰角这两个角度方向上对卫星天线的指向改变进行校准，从而实现对目标卫星的跟踪。即，当卫星天线因为指向改变而不能对准目标卫星时，天线机架控制器就向电机驱动器发送控制信号，使电机驱动器控制电机运动，从而在方位角和俯仰角这两个角度方向上修正卫星天线的指向，使其恢复为原来的指向，从而继续对准目标卫星。这里，卫星天线的指向为卫星天线上反射面的指向，也就是反射面所在的抛物面的轴线方向。其中的方位角是指水平面内的一个角度，俯仰角是竖直面内的一个角度，这两个角度方向分别为方位角以正北方向为O度，沿顺时针方向递增，最大为360度；俯仰角以水平方向为0度，水平面以上的角度大于0度，沿朝向竖直向上的方向递增且竖直向上为 90度，俯仰角竖直面在水平面上的投影与方位角朝向相同。利用方位角和俯仰角，可以使卫星天线精确指向天空的任一点。但是，现有的这种校准卫星天线指向的技术，只能保证卫星天线指向方向的信号波束轴线的方向不变，而不能防止其滚动。例如，当卫星天线的天线机架因为受到其载体的运动影响，在三维空间内发生随机偏转时，天线只能通过调整方位角和俯仰角来抵消在这两个角度方向的运动分量的影响，使反射面重新指向目标卫星，但却不能补偿卫星天线以信号波束轴线为轴的转动分量(水平角方向)所造成的影响，由于卫星下行信号具有特定的极化特性，此时卫星天线所接收的信号因信号波束轴线发生了滚动，与卫星天线的极化方式有了一定的差距，从而导致二者的极化失配，进而导致接收的信号具有严重的衰落，这严重影响了卫星天线与目标卫星之间的通信质量。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种卫星天线、一种天线机架控制器，能及时补偿反射面的指向在方位角、俯仰角和水平角三个角度方向上的角度改变量，防止发生极化失配。本技术解决上述技术问题的技术方案如下一种卫星天线，该卫星天线与卫星进行通信；该卫星天线包括天线机架、天线机架控制器、电机驱动器、电机、传感器；所述天线机架包括反射面、馈源、三轴机架；所述电机驱动器包括水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器；所述电机包括水平电机、俯仰电机和方位电机；所述传感器包括水平角速度传感器、俯仰角速度传感器、方位角速度传感器、水平倾斜角传感器、俯仰倾斜角传感器；其中，所述反射面固定于所述三轴机架上；以线性极化方式接收卫星下行信号的所述馈源固定于所述反射面的抛物面焦点处；所述三轴机架安装于载体上，与所述水平电机、俯仰电机和方位电机均相连，并在所述水平电机、俯仰电机和方位电机的带动下运动；所述水平角速度传感器、俯仰角速度传感器、方位角速度传感器、水平倾斜角传感器、俯仰倾斜角传感器均与所述天线机架控制器相连，分别将检测到的所述三轴机架在水平角、俯仰角和方位角这三个角度方向上的角速度、在水平角和俯仰角这两个角度方向上的偏转角度发送到所述天线机架控制器；其中，所述方位角、俯仰角和水平角为空间直角坐标系中的三个角度方向；所述方位角在水平面内以正北方向为0度，沿顺时针方向递增；所述俯仰角在第一竖直面内以水平方向为0度，沿朝向竖直向上的方向递增；所述水平角在垂直于所述水平面和第一竖直面的第二竖直面内，以水平方向为0度，沿朝向竖直向上的方向递增；其中，所述第一竖直面在水平面上的投影与方位角朝向相同；所述天线机架控制器与所述水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器均相连，用于根据所述三轴机架在所述三个角度方向上的角速度、在所述两个角度方向上的偏转角度，确定水平反向运动信息、俯仰反向运动信息、方位反向运动信息，并将三者分别发送到所述水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器；所述水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器分别与所述水平电机、 俯仰电机和方位电机相连，分别根据所述水平反向运动信息、俯仰反向运动信息、方位反向运动信息，驱动所述水平电机、俯仰电机和方位电机带动所述三轴机架运动，以分别抵消所述载体带动所述三轴机架的运动引起的所述反射面的指向在水平角、俯仰角和方位角这三个角度方向的改变量；所述反射面的指向为反射面所在的抛物面的轴线方向。本技术的有益效果是本技术中，由于在三维空间内设置了水平角、俯仰角和方位角三个角度方向构成的空间直角坐标系，精确地定义了三维空间中的每一个点的坐标，并利用水平角速度传感器、俯仰角速度传感器、方位角速度传感器以及水平倾斜角传感器、俯仰倾斜角传感器来分别检测三轴机架在这三个角度方向上的角速度、三轴机架在水平角和俯仰角这两个角度方向上的偏转角度，从而使天线机架控制器及时全面地获得了三轴机架在任一方向上的运动信息，这样，天线机架控制器就可以根据这些运动信息来计算得到三个方向的反向运动信息，并发送给各电机驱动器，使其利用相应的反向运动信息来控制相应的电机带动三轴机架运动，最终抵消载体带动的三轴机架的运动所引起的反射面指向的改变量并正常实现天线的搜索跟踪工作任务，因此，本技术可以及时补偿反射面的指向在方位角、俯仰角和水平角三个角度方向上的角度改变量，防止发生极化失配。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进进一步，所述天线机架还包括与所述三轴机架相连以支撑所述三轴机架的底座； 所述卫星天线还包括固定于所述底座上产生磁信号的磁信号源、固定于所述三轴机架上且与所述天线机架控制器相连的霍尔传感器；所述霍尔传感器随所述三轴机架转动到达所述磁信号源处，在所述磁信号的激励下产生感应电信号，并将所述感应电信号发送到所述天线机架控制器；所述天线机架控制器将接收到所述感应电信号时所述三轴机架的位置作为方位角方向的基准位置。进一步，所述水平电机为无刷直流伺服电机；和/或，所述俯仰电机为无刷直流伺5服电机；和/或，所述方位电机为无刷直流伺服电机。进一步，所述俯仰角速度传感器为陀螺仪；和/或，所述方位角速度传感器为陀螺仪；和/或，所述水平角速度传感器为陀螺仪；和/或，所述水平倾斜角传感器为倾角仪；和 /或，所述俯仰倾斜角传感器为倾角仪。本技术还提出了一种天线机架控制器，该天线机架控制器位于一与卫星进行通信的卫星天线中，该卫星天线还包括天线机架、电机驱动器、电机、传感器；所述天线机架包括安装于载体上的三轴机架、固定于所述三轴机架上的抛物面形反射面、固定于所述反射面焦点处接收卫星下行信号的馈源；所述电机驱动器包括水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器；所述电机包括分别与所述水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器相连，且均与所述三轴机架相连的水平电机、俯仰电机和方位电机； 所述传感器包括水平角速度传感器、俯仰角速度传感器、方位角速度传感器、水平倾斜角传感器、俯仰倾斜角传感器；所述天线机架控制器包括顺次相连的信号输入单元、处理单元和信号输出单元；所述信号输入单元与所述水平角速度传感器、俯仰角速度传感器、方位角速度传感器、水平倾斜角传感器、俯仰倾斜角传感器均相连，接收其分别检测到的所述三轴机架在水平角本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种卫星天线，该卫星天线与卫星进行通信；其特征在于，该卫星天线包括：天线机架、天线机架控制器、电机驱动器、电机、传感器；所述天线机架包括：反射面、馈源、三轴机架；所述电机驱动器包括：水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器；所述电机包括水平电机、俯仰电机和方位电机；所述传感器包括：水平角速度传感器、俯仰角速度传感器、方位角速度传感器、水平倾斜角传感器、俯仰倾斜角传感器；其中，所述反射面固定于所述三轴机架上；以线性极化方式接收卫星下行信号的所述馈源固定于所述反射面的抛物面焦点处；所述三轴机架安装于载体上，与所述水平电机、俯仰电机和方位电机均相连，并在所述水平电机、俯仰电机和方位电机的带动下运动；所述水平角速度传感器、俯仰角速度传感器、方位角速度传感器、水平倾斜角传感器、俯仰倾斜角传感器均与所述天线机架控制器相连，分别将检测到的所述三轴机架在水平角、俯仰角和方位角这三个角度方向上的角速度、在水平角和俯仰角这两个角度方向上的偏转角度发送到所述天线机架控制器；其中，所述方位角、俯仰角和水平角为空间直角坐标系中的三个角度方向；所述方位角在水平面内以正北方向为０度，沿顺时针方向递增；所述俯仰角在第一竖直面内以水平方向为０度，沿朝向竖直向上的方向递增；所述水平角在垂直于所述水平面和第一竖直面的第二竖直面内，以水平方向为０度，沿朝向竖直向上的方向递增；其中，所述第一竖直面在水平面上的投影与方位角朝向相同；所述天线机架控制器与所述水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器均相连，用于根据所述三轴机架在所述三个角度方向上的角速度、在所述两个角度方向上的偏转角度，确定水平反向运动信息、俯仰反向运动信息、方位反向运动信息，并将三者分别发送到所述水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器；所述水平电机驱动器、俯仰电机驱动器和方位电机驱动器分别与所述水平电机、俯仰电机和方位电机相连，分别根据所述水平反向运动信息、俯仰反向运动信息、方位反向运动信息，驱动所述水平电机、俯仰电机和方位电机带动所述三轴机架运动，以分别抵消所述载体带动所述三轴机架的运动引起的所述反射面的指向在水平角、俯仰角和方位角这三个角度方向的改变量；所述反射面的指向为反射面所在的抛物面的轴线方向。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙卓越，王世禄，韦要，张忠艳，马林，赵勇，范文阳，高杨，曹磊，王堤，曲腾飞，刘昕超，
申请(专利权)人：北京大唐中和电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11