本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域，具體涉及到一種帶缺區(qū)的雙反射面衛(wèi)星天線。

背景技術(shù)：

“動(dòng)中通”是“移動(dòng)中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱，用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載體與衛(wèi)星間的通信。衛(wèi)星信號(hào)微弱且具有極強(qiáng)的方向性，為了保證移動(dòng)載體（如船舶、火車(chē)等）接收到穩(wěn)定的信號(hào)，以滿足通信的要求，需要實(shí)時(shí)檢測(cè)天線與衛(wèi)星的偏差，并及時(shí)調(diào)整天線姿態(tài)，即保證天線實(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。所以，天線自動(dòng)跟蹤技術(shù)是衛(wèi)星天線的核心技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載體與衛(wèi)星穩(wěn)定通信的前提。目前常用的天線自動(dòng)跟蹤技術(shù)有步進(jìn)跟蹤、圓錐掃描跟蹤和單脈沖跟蹤三種，但這三種技術(shù)分別存在響應(yīng)慢、臨星干擾大、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。

雙反射面衛(wèi)星天線旋轉(zhuǎn)缺區(qū)跟蹤方法是一種先進(jìn)的天線自動(dòng)跟蹤技術(shù)，利用天線面上旋轉(zhuǎn)的、偏心的信號(hào)局部失效區(qū)域就能獲取型號(hào)強(qiáng)度周期變化的類正弦信號(hào)并反饋至饋源，具有較高的精度和反應(yīng)速度，臨星干擾小、適應(yīng)性強(qiáng)，而且設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉。信號(hào)局部失效區(qū)域的設(shè)置方式是上述旋轉(zhuǎn)缺區(qū)跟蹤方法的核心技術(shù)之一，良好的設(shè)計(jì)才能保證周期信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)存在的不足，本發(fā)明提供了一種精度高、臨星干擾小而且成本較低的帶缺區(qū)的雙反射面衛(wèi)星天線，特別是提供了其信號(hào)局部失效區(qū)域的設(shè)置方式。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種帶缺區(qū)的雙反射面衛(wèi)星天線，包括主反射面、副反射面、饋源，主反射面配有伺服跟蹤單元及主控單元，所述主反射面、副反射面與饋源同軸心設(shè)置，所述副反射面配有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)并繞軸心勻速旋轉(zhuǎn)；所述副反射面上設(shè)置有以其中心點(diǎn)為圓心、扇形的信號(hào)局部失效區(qū)域。

所述扇形的信號(hào)局部失效區(qū)域的圓心角為150~210°。

所述扇形的信號(hào)局部失效區(qū)域的圓心角為180°。

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括一端與主反射面同心固定的罩筒，所述罩筒的另一端安裝有固定板，所述固定板安裝有直流電機(jī)，所述副反射面設(shè)置在罩筒內(nèi)并安裝在直流電機(jī)的輸出軸上。

所述副反射面包括塑料本體與反射膜。

所述副反射面的背部圓周陣列布置有若干徑向的加強(qiáng)筋。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用旋轉(zhuǎn)的、偏心的信號(hào)局部失效區(qū)域就能獲取型號(hào)強(qiáng)度周期變化的類正弦信號(hào)，而以副反射面中心點(diǎn)為圓心的扇形區(qū)域作為信號(hào)局部失效區(qū)域，使饋源接受的信號(hào)波更接近標(biāo)準(zhǔn)正弦波，信號(hào)處理更簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，衛(wèi)星天線跟蹤也就越精確、響應(yīng)速度也越快。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例正對(duì)衛(wèi)星時(shí)的示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)局部失效區(qū)域的示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例正對(duì)衛(wèi)星時(shí)副反射面的場(chǎng)強(qiáng)密度示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例偏離衛(wèi)星時(shí)副反射面處于一號(hào)位置的示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中副反射面處于一號(hào)位置時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)密度示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例偏離衛(wèi)星時(shí)副反射面處于二號(hào)位置的示意圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例中副反射面處于二號(hào)位置時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)密度示意圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例中扇形的信號(hào)局部失效區(qū)域圓心角為30°時(shí)，饋源接收的信號(hào)曲線。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例中扇形的信號(hào)局部失效區(qū)域圓心角為60°時(shí)，饋源接收的信號(hào)曲線。

圖10是本發(fā)明實(shí)施例中扇形信號(hào)局部失效區(qū)域圓心角為150°時(shí)，饋源接收的信號(hào)曲線。

圖11是本發(fā)明實(shí)施例中扇形信號(hào)局部失效區(qū)域圓心角為180°時(shí)，饋源接收的信號(hào)曲線。

圖12是本發(fā)明實(shí)施例中扇形信號(hào)局部失效區(qū)域圓心角為210°時(shí)，饋源接收的信號(hào)曲線。

圖13是本發(fā)明實(shí)施例中扇形信號(hào)局部失效區(qū)域圓心角為240°時(shí)，饋源接收的信號(hào)曲線。

圖14是本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)局部失效區(qū)域?yàn)槠脑O(shè)置在副反射面上的其他形狀時(shí)，饋源接收的信號(hào)曲線。

圖15是本發(fā)明實(shí)施例的原理框圖。

圖16是本發(fā)明實(shí)施例的外形示意圖。

圖17是本發(fā)明實(shí)施例的爆炸示意圖。

圖18是本發(fā)明實(shí)施例中副反射面的外形示意圖。

圖19是本發(fā)明實(shí)施例中副反射面另一個(gè)角度的外形示意圖。

主反射面1、副反射面2、饋源3、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、信號(hào)局部失效區(qū)域21、塑料本體22、反射膜23、加強(qiáng)筋24、罩筒41、固定板42、直流電機(jī)43。

具體實(shí)施方式

下面以環(huán)焦天線作實(shí)施例并結(jié)合附圖本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，一種帶缺區(qū)的雙反射面衛(wèi)星天線，包括主反射面1、副反射面2、饋源3，主反射面1配有伺服跟蹤單元及主控單元，所述主反射面1、副反射面2與饋源3同軸心設(shè)置，所述副反射面2配有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4并繞軸心勻速旋轉(zhuǎn)；所述副反射面2上設(shè)置有以其中心點(diǎn)為圓心、扇形的信號(hào)局部失效區(qū)域21；實(shí)施例中，信號(hào)局部失效區(qū)域21可采用局部缺省、信號(hào)吸收涂層等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

實(shí)施例中，如圖1所示，當(dāng)主反射面1的軸心對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)，主反射面1匯聚微波信號(hào)到副反射面2，在副反射面2上場(chǎng)強(qiáng)分布是不均勻的，越靠近主反射面1邊緣匯聚的微波場(chǎng)強(qiáng)越密集，即越靠近副反射面2中心的場(chǎng)強(qiáng)越密集，即如圖3所示。此時(shí)副反射盤(pán)2旋轉(zhuǎn)一周，信號(hào)局部失效區(qū)域21損失的微波信號(hào)能量在旋轉(zhuǎn)圓周上是相同的，即饋源3會(huì)接收到平穩(wěn)、無(wú)波動(dòng)的信號(hào)。

實(shí)施例中，如圖4、圖6所示，當(dāng)主反射面1的軸心偏離衛(wèi)星，副反射面2分別處于一號(hào)位置與二號(hào)位置時(shí)，副反射面2上的場(chǎng)強(qiáng)密度分布分別如圖5、圖7所示。此時(shí)副反射盤(pán)2旋轉(zhuǎn)一周，信號(hào)局部失效區(qū)域21損失的微波信號(hào)能量在旋轉(zhuǎn)圓周上是不同的，一號(hào)位置時(shí)信號(hào)強(qiáng)度最大，二號(hào)位置信號(hào)強(qiáng)度最小，饋源3實(shí)際會(huì)接收到強(qiáng)度周期波動(dòng)的信號(hào)，其信號(hào)波形與信號(hào)局部失效區(qū)域21的位置、賦形、轉(zhuǎn)速都有關(guān)系。當(dāng)技術(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)恰當(dāng)，信號(hào)強(qiáng)度就會(huì)表現(xiàn)為如圖8、圖9、圖10、圖11、圖12所示的類正弦波，而副反射盤(pán)2轉(zhuǎn)速足夠高時(shí)，實(shí)施例幾乎能接近單脈沖跟蹤的技術(shù)性能。

實(shí)施例中，如圖8、圖9、圖10、圖11、圖12所示，分別為扇形的信號(hào)局部失效區(qū)域21的圓心角α為30°、60°、150°、180°、210°、240°時(shí)，饋源3接收的信號(hào)曲線，圖13所示為信號(hào)局部失效區(qū)域21為偏心設(shè)置在副反射面上的其他形狀如圓、矩形、三角形，或其他位置時(shí)，饋源接收的信號(hào)曲線。由上述信號(hào)曲線易知，信號(hào)局部失效區(qū)域21為以副反射面2中心點(diǎn)為圓心的扇形，且α=150~210°，尤其是α=180°時(shí)，饋源3接受的信號(hào)波更接近標(biāo)準(zhǔn)正弦波，信號(hào)處理更簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，衛(wèi)星天線跟蹤也就越精確、響應(yīng)速度也越快；當(dāng)α＜150°時(shí)，信號(hào)曲線的峰值處趨勢(shì)不明顯；當(dāng)α＞210°時(shí)，信號(hào)曲線的谷值處趨勢(shì)不明顯，且信號(hào)增益損失大；而信號(hào)局部失效區(qū)域21為偏心設(shè)置在副反射面2上的其他形狀時(shí)，饋源接收的信號(hào)甚至?xí)蜎](méi)在噪聲中。

實(shí)施例中，如圖15、圖16、圖17所示，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4包括一端與主反射面1同心固定的罩筒41，所述罩筒41的另一端安裝有固定板42，所述固定板42安裝有直流電機(jī)43，所述副反射面2設(shè)置在罩筒41內(nèi)并安裝在直流電機(jī)43的輸出軸上。本實(shí)施例結(jié)構(gòu)，副反射面2安裝牢固，直接安裝在直流電機(jī)43上能保證較高的轉(zhuǎn)速，以盡可能提高衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤的響應(yīng)速度。

實(shí)施例中，如圖18、圖19所示，所述副反射面2包括塑料本體22與反射膜23；所述副反射面2的背部圓周陣列布置有若干徑向的加強(qiáng)筋24。本實(shí)施例按照吸塑或壓塑成型、切邊修整、覆反射膜等步驟加工，與金屬的副反射面2相比，具有加工簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)；加強(qiáng)筋24用于加強(qiáng)塑料本體22的自身強(qiáng)度，以彌補(bǔ)塑料較之金屬的缺陷。

基于本實(shí)施例環(huán)焦天線的衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤方法，其步驟如下：a）當(dāng)所述主反射面1軸心偏離衛(wèi)星時(shí)，主反射面1匯聚衛(wèi)星微波信號(hào)到副反射面2，并反射至饋源3，因信號(hào)局部失效區(qū)域21旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)度周期波動(dòng)的信號(hào)；b）所述主控單元接收并處理該信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度分布計(jì)算主反射面1偏離衛(wèi)星的方向，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度極值偏差計(jì)算主反射面1偏離衛(wèi)星的程度；c）所述主控單元驅(qū)動(dòng)伺服跟蹤單元，使主反射面1向衛(wèi)星方向移動(dòng)；d）當(dāng)所述主反射面1軸心對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)，信號(hào)局部失效區(qū)域21旋轉(zhuǎn)時(shí)饋源3獲取的信號(hào)強(qiáng)度相同，所述主控單元保持伺服跟蹤單元狀態(tài)不變?；诒緦?shí)施例的衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤方法與步進(jìn)跟蹤相比，精度高、響應(yīng)快；與圓錐掃描跟蹤相比，主反射面1與副反射面2同軸心設(shè)置，減小了旁瓣，降低了臨星干擾，提高了適用性；與單脈沖跟蹤相比，利用旋轉(zhuǎn)的、偏心的信號(hào)局部失效區(qū)域21就能獲取型號(hào)強(qiáng)度周期變化的類正弦信號(hào)，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮例。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。