一種高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)的定向跟蹤裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)的定向跟蹤裝置，設(shè)置于移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)中，包括用于檢測所述系統(tǒng)當前所處位置信息的衛(wèi)星導(dǎo)航模塊；用于采集天線的水平、橫滾、俯仰運動數(shù)據(jù)并將所述運動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出至信號調(diào)理電路的陀螺儀傳感器；用于采集當前天線的俯仰角度的模擬信號的磁角傳感器；用于接收所述模擬信號并對接收的信號進行處理再將處理后的信號輸出給所述跟蹤系統(tǒng)中的微處理器的調(diào)理電路模塊。本發(fā)明的定向跟蹤裝置能大大地節(jié)省了找星時間，增加了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【專利說明】一種高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)的定向跟蹤裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動衛(wèi)星天線隨動技術(shù)，尤其涉及一種高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)的定向跟蹤裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著衛(wèi)星通信技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，在運動中實現(xiàn)與衛(wèi)星實時數(shù)據(jù)交換將會變得越來越普遍，移動衛(wèi)星電視便是其中一種應(yīng)用?，F(xiàn)如今人們在家看電視已不成問題，但隨著生活水平的提高，人們迫切需要能在移動載體上如汽車、火車、輪船等，及時了解到時事新聞、觀看體育直播賽事等，移動衛(wèi)星電視便能滿足這樣的需求。
[0003]要實現(xiàn)在移動載體上觀看衛(wèi)星電視，關(guān)鍵技術(shù)在于天線隨動系統(tǒng)。隨動系統(tǒng)使得衛(wèi)星天線在載體運動時也能始終對準衛(wèi)星，保證電視接收信號的穩(wěn)定?，F(xiàn)有的隨動系統(tǒng)包括微處理器、GPS、天線姿態(tài)確定裝置、衛(wèi)星調(diào)諧器、高頻頭、控制電機、天線以及機械傳動機構(gòu)。系統(tǒng)開始找星或丟星之后重新找星時，首先根據(jù)GPS確定當前載體位置的經(jīng)緯度，并根據(jù)該經(jīng)緯度確定天線對準衛(wèi)星的俯仰角。但是天線由當前狀態(tài)必須先轉(zhuǎn)動至水平基準面再轉(zhuǎn)向至衛(wèi)星方向，這樣的過程較繁瑣，增加了找星的時間，降低了信號的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供使移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)找星更快捷的一種高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)的定向跟蹤裝置，具體由以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]所述高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)的定向跟蹤裝置，設(shè)置于高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)中，包括:
[0006]衛(wèi)星導(dǎo)航模塊，用于檢測所述系統(tǒng)當前所處位置信息；
[0007]陀螺儀傳感器，用于采集測量天線的水平、橫滾、俯仰運動數(shù)據(jù)并將所述運動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測量當前天線運動狀況的模擬信號；
[0008]磁角傳感器，用于采集當前天線的俯仰角度的模擬信號，所述俯仰角度為當前天線信號接收板與預(yù)先設(shè)定的水平基準面間的夾角；
[0009]以及信號調(diào)理電路模塊:用于接收所述模擬信號并對接收的信號進行處理，將處理后的信號輸出給所述跟蹤系統(tǒng)中的微處理器。
[0010]所述的定向跟蹤裝置的進一步設(shè)計在于，所述衛(wèi)星導(dǎo)航模塊可以是GPS(全球定位系統(tǒng))模塊，也可以是BDS(北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))模塊，或其他衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
[0011]所述的定向跟蹤裝置的進一步設(shè)計在于，所述陀螺儀傳感器包括方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及橫滾陀螺儀，所述方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及橫滾陀螺儀分別能夠感應(yīng)天線的水平、俯仰以及橫滾運動。
[0012]所述的定向跟蹤裝置的進一步設(shè)計在于，所述信號調(diào)理電路包括四個放大濾波支路，所述放大濾波支路分別對應(yīng)地與方位陀螺儀、俯仰陀螺儀、橫滾陀螺儀以及磁角傳感器通信連接。[0013]所述的定向跟蹤裝置的進一步設(shè)計在于，每個所述放大濾波支路包括第一運放與第二運放，所述第一運放的反相輸入端與輸出端連接有分壓電阻與電容，以濾掉信號中的紋波，同時將信號電壓進行一定比例的縮小；第二運放的反相輸入端與第一運放的信號輸出端連接，將信號進行同比例反向，使其恢復(fù)為正向電平。
[0014]所述的定向跟蹤裝置的進一步設(shè)計在于，所述分壓電阻與電容并接。
[0015]所述的定向跟蹤裝置的進一步設(shè)計在于，所述第二運放的輸出端分別與微處理器的數(shù)模轉(zhuǎn)換接口連接。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0017]本發(fā)明提供的高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)的定向跟蹤裝置，利用磁角傳感器能夠在系統(tǒng)開始找星或丟星之后重新找星時，通過磁角傳感器將天線當前狀態(tài)所處的角度傳送至微處理器并與衛(wèi)星的所在角度進行修正，再根據(jù)所述修正角度轉(zhuǎn)動天線，直至找到衛(wèi)星，不需要將天線由當前狀態(tài)轉(zhuǎn)動至水平基準面再轉(zhuǎn)向至衛(wèi)星方向，大大地節(jié)省了找星時間，增加了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為定向跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖2為放大濾波支路的電路原理圖。
[0020]圖3為高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0022]本發(fā)明提供的定向跟蹤裝置設(shè)置于對應(yīng)高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)中，包括衛(wèi)星導(dǎo)航模塊、陀螺儀傳感器、磁角傳感器以及信號調(diào)理電路，參見圖1。衛(wèi)星導(dǎo)航模塊用于檢測所述系統(tǒng)當前所處位置信息；陀螺儀傳感器用于采集天線的水平、橫滾、俯仰運動數(shù)據(jù)并將運動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號；磁角傳感器用于采集當前天線的俯仰角度的模擬信號；信號調(diào)述放大濾波支路分別對應(yīng)地與方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及磁角傳感器通信連接。
[0023]所述的姿態(tài)識別裝置的進一步設(shè)計在于，每個所述放大濾波支路包括第一運放與第二運放，所述第一運放的反相輸入端與輸出端連接有分壓電阻與電容，以濾掉信號中的紋波，同時將信號電壓進行一定比例的縮??；第二運放的反相輸入端與第一運放的信號輸出端連接，將信號進行同比例反向，使其恢復(fù)為正向電平。
[0024]所述的姿態(tài)識別裝置的進一步設(shè)計在于，所述分壓電阻與電容并接。
[0025]所述的姿態(tài)識別裝置的進一步設(shè)計在于，所述第二運放的輸出端分別與微處理器的數(shù)模轉(zhuǎn)換接口連接。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0027]本發(fā)明提供的移動衛(wèi)星天線自動跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)識別裝置，利用磁角傳感器能夠在系統(tǒng)開始找星或丟星之后重新找星時，通過磁角角傳感器將天線當前狀態(tài)所處的角度傳送至微處理器并與衛(wèi)星的所在角度進行修正，再根據(jù)所述修正角度轉(zhuǎn)動天線，直至找到衛(wèi)星，不需要將天線由當前狀態(tài)轉(zhuǎn)動至水平基準面再轉(zhuǎn)向至衛(wèi)星方向，大大地節(jié)省了找星時間，增加了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。[0028]【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為姿態(tài)識別裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖2為放大濾波支路的電路原理圖。
[0031]圖3為移動衛(wèi)星天線自動跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0032]【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0034]本發(fā)明提供的姿態(tài)識別裝置設(shè)置于對應(yīng)移動衛(wèi)星天線自動跟蹤系統(tǒng)中，包括陀螺儀傳感器、磁角傳感器以及信號調(diào)理電路，參見圖1。陀螺儀傳感器用于采集天線的水平、橫滾、俯仰運動數(shù)據(jù)并將運動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號；磁角傳感器用于采集當前天線的俯仰角度的模擬信號；信號調(diào)理電路模塊用于接收陀螺儀傳感器和磁角傳感器輸出的模擬信號，并對接收的信號進行處理，將處理后的信號輸出給上述跟蹤系統(tǒng)中微處理器。
[0035]上述的陀螺儀傳感器包括方位陀螺儀和俯仰陀螺儀，上述方位陀螺儀正面朝上垂直安裝在天線上，這樣當天線找到衛(wèi)星后，方位陀螺儀能同時感應(yīng)水平和橫滾運動；俯仰陀螺儀感應(yīng)天線的俯仰運動。
[0036]為了保證采集信號的精確度與高效傳輸，信號調(diào)理電路設(shè)計成三個放大濾波支路，參見圖2。該三個放大濾波支路分別對應(yīng)地與方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及磁角傳感器通信連接。
[0037]進一步的，每個放大濾波支路包括第一運放器與第二運放器，第一運放器的反相輸入端與輸端連接有分壓電阻與電容，該分壓電阻與電容并接，能夠達到濾掉信號中的紋波，同時將信號電壓進行一定比例的縮小的目的。第二運放的反相輸入端與第一運放的信號輸出端連接，將信號進行同比例反向，使其恢復(fù)為正向電平。第二運放的出輸出端分別與微處理器的數(shù)模轉(zhuǎn)換接口連接。
[0038]與上述姿態(tài)識別裝置所對應(yīng)的移動衛(wèi)星天線自動跟蹤系統(tǒng)如圖3，包括微處理器、GPS、姿態(tài)識別裝置、衛(wèi)星調(diào)諧器、驅(qū)動機構(gòu)、天線以及機械傳動機構(gòu)。其中的微處理器與上述的姿態(tài)識別裝置的調(diào)理電路模塊的對應(yīng)輸出端通信連接。微處理器根據(jù)GPS輸出的載體所處地理位置信息、姿態(tài)識別裝置輸出的天線姿態(tài)信息以及衛(wèi)星調(diào)諧器輸出的AGC電平信號，給驅(qū)動機構(gòu)發(fā)出運動控制命令，控制天線轉(zhuǎn)動；同時姿態(tài)識別裝置、高頻頭又將天線姿態(tài)信息、AGC電平信號傳送給微處理器，從而構(gòu)成了一個完整的移動衛(wèi)星天線自動跟蹤系統(tǒng)。其中驅(qū)動機構(gòu)包括電機、電機驅(qū)動和機械傳動機構(gòu)。
[0039]具有本發(fā)明姿態(tài)識別裝置的移動衛(wèi)星天線自動跟蹤系統(tǒng)在開始找星或丟星之后重新找星時，微處理器首先通過GPS模塊獲得載體的經(jīng)緯度，經(jīng)微處理器處理算出對準衛(wèi)星的俯仰角度，然后配合磁角傳感器得到當前天線的俯仰角度，并將該角度數(shù)據(jù)輸出至微處理器，經(jīng)微處理器計算得出修正角度，直接向驅(qū)動機構(gòu)發(fā)出驅(qū)動信號，使驅(qū)動機構(gòu)帶動天線直接轉(zhuǎn)至對星的角度，不需要將天線由當前狀態(tài)轉(zhuǎn)動至水平基準面再轉(zhuǎn)向至衛(wèi)星方向。而后天線方位轉(zhuǎn)動，通過衛(wèi)星調(diào)諧器輸出的AGC電平信號的大小來判斷是否找到衛(wèi)星，找到衛(wèi)星后，通過陀螺儀傳感器檢測天線的運動狀態(tài)，并將運動狀態(tài)反饋給微處理器，并隔一定時間檢測AGC的電平信號，經(jīng)過一定的算法處理，控制驅(qū)動機構(gòu)工作，使得天線始終對準衛(wèi)星，大大地節(jié)省了找星時間，增加了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)的定向跟蹤裝置，設(shè)置于移動衛(wèi)星天線隨動系統(tǒng)中，其特征在于包括: 衛(wèi)星導(dǎo)航模塊，用于檢測所述系統(tǒng)當前所處位置信息； 陀螺儀傳感器，用于采集測量天線的水平、橫滾、俯仰運動數(shù)據(jù)并將所述運動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測量當前天線運動狀況的模擬信號； 磁角傳感器，用于采集當前天線的俯仰角度的模擬信號，所述俯仰角度為當前天線信號接收板與預(yù)先設(shè)定的水平基準面間的夾角； 以及信號調(diào)理電路模塊:用于接收所述模擬信號并對接收的信號進行處理，將處理后的信號輸出給所述跟蹤系統(tǒng)中的微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向跟蹤裝置，其特征在于所述衛(wèi)星導(dǎo)航模塊可以是GPS(全球定位系統(tǒng))模塊，也可以是BDS(北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))模塊，或其他衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向跟蹤裝置，其特征在于所述陀螺儀傳感器包括方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及橫滾陀螺儀，所述方位陀螺儀、俯仰陀螺儀以及橫滾陀螺儀分別能夠感應(yīng)天線的水平、俯仰以及橫滾運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定向跟蹤裝置，其特征在于所述信號調(diào)理電路包括四個放大濾波支路，所述放大濾波支路分別對應(yīng)地與方位陀螺儀、俯仰陀螺儀、橫滾陀螺儀以及磁角傳感器通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定向跟蹤裝置，其特征在于每個所述放大濾波支路包括第一運放與第二運放，所述第一運放的反相輸入端與輸出端連接有分壓電阻與電容，以濾掉信號中的紋波，同時將信號電壓進行一定比例的縮??；第二運放的反相輸入端與第一運放的信號輸出端連接，將信號進行同比例反向，使其恢復(fù)為正向電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定向跟蹤裝置，其特征在于所述分壓電阻與電容并接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定向跟蹤裝置，其特征在于所述第二運放的輸出端分別與微處理器的數(shù)模轉(zhuǎn)換接口連接。
【文檔編號】H01Q3/08GK103490163SQ201310464919
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】朱兵, 李佳鳳, 彭文峰 申請人:星動通訊科技（蘇州）有限公司