專利名稱：一種地面移動接收驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及一種地面移動接收驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星通信是在地面微波中繼通信和空間電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是宇宙無線通信的主要形式之一，也是微波通信發(fā)展的一種特殊形式。與其他通信方式相比，衛(wèi)星通信具有覆蓋面廣、通信容量大、距離遠(yuǎn)、不受地理條件限制、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，衛(wèi)星本身還具有獨(dú)特的廣播特性，組網(wǎng)靈活，易于實(shí)現(xiàn)多址連接，可以作為陸地移動通信的擴(kuò)展、延伸、補(bǔ)充和備用，因此，對航空用戶，航海用戶、缺乏地面通信基礎(chǔ)設(shè)施的偏遠(yuǎn)地區(qū)用戶，以及對網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性要求較高的專門用戶都具有很大的吸引力，也正是因為這些優(yōu)良的特性，使其在誕生之日起就得到了迅速的發(fā)展，并且理所當(dāng)然地成為了當(dāng)今通信領(lǐng)域中最為重要的一種通信方式。在這個信息化的時代，對于信息量的需求之大、速度之快、效率之高都直接推動著衛(wèi)星通信技術(shù)以及無線電接收技術(shù)的迅猛發(fā)展，對于各種類型的無線電信號的監(jiān)控、接收、編譯以及管理就需要更高精度、更智能化的地面接收的跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)特別是其可機(jī)動性，即移動接收)，因此也引發(fā)了人們對于天線指向系統(tǒng)的更加深刻的研究。一般情況下地面移動接收跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)是以雙自由度為基礎(chǔ)的位置伺服控制驅(qū)動裝置，也由于這種驅(qū)動裝置需要長期在外處于比較惡劣的工作環(huán)境下工作，所以對于這種驅(qū)動裝置的工作可持續(xù)性、位置控制精度、步進(jìn)驅(qū)動機(jī)的功率、信息有效性要求也再不斷提高，并且對于各種不同環(huán)境下有著不同的需求。伴隨著機(jī)械儀器與設(shè)備的精密化以及高效性，使這種技術(shù)的提升勢在必行，也使驅(qū)動裝置的整體協(xié)調(diào)性得到一個完整的提升。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了提高驅(qū)動裝置的工作可持續(xù)性、位置控制的精確度、降低干擾，提高信息的有效性而提出的一種可抗干擾的地面移動接收驅(qū)動系統(tǒng)與方法。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為:地面移動接收驅(qū)動裝置包括一個AT89S51單片機(jī)、一個AT89C51單片機(jī)、兩個細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、兩個四相步進(jìn)電機(jī)、兩個L298N芯片、兩個74LS74觸發(fā)器、一個8253計時/定時器芯片；所述8253計時/定時器分別向方位與仰俯通道的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生脈沖信號，AT89S51單片機(jī)的Pl 口用來控制方位與仰俯通道的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，所述的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器通過接收到8253計時/定時器芯片發(fā)來的脈沖信號，然后配合主控單片機(jī)通過RS232串行口與服務(wù)器進(jìn)行交互的指令驅(qū)動四相步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的動作，四相步進(jìn)電機(jī)與L298N進(jìn)行連接，將方位與仰俯通道的各自編碼器輸出到74LS74觸發(fā)器進(jìn)行電機(jī)正反轉(zhuǎn)的判定，然后再將判別信號發(fā)給AT89C51單片機(jī)進(jìn)行可逆加減計數(shù)校正與糾錯裝置位置，最后AT89C51單片機(jī)向AT89S51單片機(jī)通信，AT89S51單片機(jī)與服務(wù)器通過RS232進(jìn)行連接。所述的8253計時/定時器分成三個定時器，其中定時器A通過主控單片機(jī)的時鐘脈沖ALE的固定頻率進(jìn)行分頻，然后通過定時器B和定時器C將分頻后的脈沖分別發(fā)給管理方位與仰俯通道的驅(qū)動器，通過該脈沖信號可以控制整個電機(jī)的運(yùn)作速度。地面移動接收驅(qū)動裝置還包括行星減速機(jī)構(gòu)和執(zhí)行電機(jī)。一種可抗干擾的地面移動接收驅(qū)動系統(tǒng)，包括兩個以上的地面移動接收驅(qū)動裝置，地面移動接收裝置的接收天線部分通過服務(wù)器相連?？煽垢蓴_的地面移動接收驅(qū)動方法，抗干擾步驟如下；步驟一，初始化設(shè)置，將其中的一個天線設(shè)置為關(guān)鍵接收天線，該天線始終指向目標(biāo)衛(wèi)星，所有天線都接收同一頻段的信號，并且開始工作時都指向目標(biāo)衛(wèi)星；步驟二，判斷是否有干擾衛(wèi)星，將接收天線接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，進(jìn)行對比判斷，數(shù)據(jù)有較大的差距時，則判定該情況下有其他的衛(wèi)星裝置干擾；步驟三，調(diào)整天線接收方向，將除了關(guān)鍵接收天線以外的其他天線接收到的數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行排序，將接收到的差距最大的天線即靠近干擾源的天線自動指向干擾衛(wèi)星，不改變接收頻段；步驟四，濾除干擾，將所有天線接收到的信號傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行比對，然后將干擾部分濾除之后取平均值以減低干擾。多天線抗干擾需要多個裝置進(jìn)行同時運(yùn)作，并且接收來自不同的頻段的信號進(jìn)行分析、去除噪聲影響之后，最后綜合而成的就是我們需要接收的真實(shí)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果:(I)通過具有方位角與俯仰角的雙自由度運(yùn)動控制，每個自由度都是由相互獨(dú)立的驅(qū)動控制電路、執(zhí)行電機(jī)和減速器組成，由于使用了行星減速機(jī)構(gòu)，所以在降低體積和質(zhì)量的同時也減小了電機(jī)的運(yùn)作功率，從而易于攜帶并且適用于惡劣環(huán)境下的使用與操作。(2)通過多天線的不同衛(wèi)星的信號接收以濾除主天線所接收到信號的無效信息，然后由步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路采用L298N芯片，控制天線以達(dá)到精確控制。

圖1是地面移動接收驅(qū)動裝置主控電路原理框圖。圖2是兩個靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)之間的干擾。圖3是可抗干擾的地面移動接收驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)架圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述?？煽垢蓴_的地面移動接收驅(qū)動系統(tǒng)，包括兩個以上的地面移動接收驅(qū)動裝置，地面移動接收裝置的接收天線部分通過服務(wù)器相連。地面移動接收驅(qū)動裝置主控電路原理圖如圖1所示，裝置的主控電路采用了一片AT89S51單片機(jī)為控制核心，AT89S51自身包含有“看門狗”電路，所以當(dāng)軟件程序跑飛的時候可以對該裝置進(jìn)行及時復(fù)位，以恢復(fù)其正常工作狀態(tài)。此外該裝置還配有一片8253計時/定時器芯片，該芯片的主要作用是為了方位與仰俯通道的步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生脈沖信號，保證該獨(dú)立的雙自由度可以正常運(yùn)作，該定時器芯片一共分成三個定時器，其中定時器A通過主控單片機(jī)的時鐘脈沖ALE的固定頻率進(jìn)行分頻，然后通過定時器B和定時器C將分頻后的脈沖分別發(fā)給管理方位與仰俯通道的驅(qū)動器，通過該脈沖信號可以控制整個電機(jī)的運(yùn)作速度。AT89S51單片機(jī)的Pl 口用來控制方位與仰俯通道的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，該驅(qū)動器通過接收到8253計時/定時器芯片定時器B與定時器C發(fā)來的脈沖信號，然后配合主控單片機(jī)通過RS232串行口與服務(wù)器進(jìn)行交互的指令做出相應(yīng)的動作。這里采用細(xì)分控制是為了能夠提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，這里采用四相步進(jìn)電機(jī)與L298N進(jìn)行連接，通過L298N芯片實(shí)現(xiàn)細(xì)分控制，來降低方位與仰俯通道轉(zhuǎn)動時所改變的瞬間電流，以保證電機(jī)的工作安全以及旋轉(zhuǎn)的精確度。這里采用一片AT89C51單片機(jī)來解決裝置位置的校正與糾錯，由于在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不免會有不同程度的震動，并且行星減速機(jī)構(gòu)也存在“回差”的可能性，同時天線的實(shí)際位置直接影響裝置的精確程度，因此通過將方位與仰俯通道的各自編碼器輸出到74LS74觸發(fā)器進(jìn)行電機(jī)正反轉(zhuǎn)的判定，然后再將判別信號發(fā)給AT89C51單片機(jī)進(jìn)行可逆加減計數(shù)，然后AT89C51單片機(jī)向AT89S51單片機(jī)通信，從而完成對于轉(zhuǎn)動的精確補(bǔ)償?？煽垢蓴_的地面移動接收驅(qū)動系統(tǒng)多天線抗干擾部分設(shè)計:由圖2我們可以知道當(dāng)相鄰的兩個衛(wèi)星裝置同時存在時，就算頻段不同，也會對相鄰的地面接收產(chǎn)生一定程度的影響與干擾。雖然理論上地面接收天線的應(yīng)當(dāng)有一個較窄的波束瞄準(zhǔn)自己相應(yīng)的目標(biāo)衛(wèi)星，但是畢竟儀器的精度有限，考慮到這種干擾，本實(shí)用新型設(shè)計了如圖3的可抗干擾的地面移動接收驅(qū)動系統(tǒng)?？煽垢蓴_的地面移動接收驅(qū)動系統(tǒng)是將多個上文所述可抗干擾的地面移動接收驅(qū)動系統(tǒng)的地面接收天線部分通過一個服務(wù)器連接在一起，將6個(試驗中與圖片中為6個，可根據(jù)實(shí)際情況改變)地面接收天線分別放置在一定的區(qū)域內(nèi)，并將其中一個天線設(shè)置為關(guān)鍵接收天線，該天線始終指向目標(biāo)衛(wèi)星。所有的天線的配置都相同(即接收同一頻段的信號)，并且開始工作時都指向目標(biāo)衛(wèi)星，當(dāng)6個地面接收天線接收到的數(shù)據(jù)一同匯總到服務(wù)器端的時候有較大的差距時，我們判定該情況下可能有其他的衛(wèi)星系統(tǒng)干擾，此時將除了關(guān)鍵接收天線以外的其他天線根據(jù)干擾情況的大小，將靠近干擾源部分的天線自動指向干擾衛(wèi)星(仍然不改變接收頻段)，此時再將接收到的信號進(jìn)行服務(wù)器的匯總，將6個天線所接收到的信號進(jìn)行比對，然后將干擾部分濾除之后取平均值以最大限度地降低干擾所帶來的影響。上述實(shí)施例不以任何方式限制本實(shí)用新型，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種地面移動接收驅(qū)動裝置，其特征在于:包括一個AT89S51單片機(jī)、一個AT89C51單片機(jī)、兩個細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、兩個四相步進(jìn)電機(jī)、兩個L298N芯片、兩個74LS74觸發(fā)器、一個8253計時/定時器芯片；所述8253計時/定時器分別向方位與仰俯通道的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生脈沖信號，AT89S51單片機(jī)的Pl 口用來控制方位與仰俯通道的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，所述的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器通過接收到8253計時/定時器芯片發(fā)來的脈沖信號，然后配合主控單片機(jī)通過RS232串行口與服務(wù)器進(jìn)行交互的指令驅(qū)動四相步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的動作，四相步進(jìn)電機(jī)與L298N進(jìn)行連接，將方位與仰俯通道的各自編碼器輸出到74LS74觸發(fā)器進(jìn)行電機(jī)正反轉(zhuǎn)的判定，然后再將判別信號發(fā)給AT89C51單片機(jī)進(jìn)行可逆加減計數(shù)校正與糾錯裝置位置，最后AT89C51單片機(jī)向AT89S51單片機(jī)通信，AT89S51單片機(jī)與服務(wù)器通過RS232進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面移動接收驅(qū)動裝置，其特征在于:所述的8253計時/定時器分成三個定時器，其中定時器A通過主控單片機(jī)的時鐘脈沖ALE的固定頻率進(jìn)行分頻，然后通過定時器B和定時器C將分頻后的脈沖分別發(fā)給管理方位與仰俯通道的驅(qū)動器，通過該脈沖信號可以控制整個電機(jī)的運(yùn)作速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面移動接收驅(qū)動裝置，其特征在于:還包括行星減速機(jī)構(gòu)和執(zhí)行電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及一種地面移動接收驅(qū)動裝置。包括一個AT89S51單片機(jī)、一個AT89C51單片機(jī)、兩個細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、兩個四相步進(jìn)電機(jī)、兩個L298N芯片、兩個74LS74觸發(fā)器、一個8253計時/定時器芯片。本實(shí)用新型通過具有方位角與俯仰角的雙自由度運(yùn)動控制，每個自由度都是由相互獨(dú)立的驅(qū)動控制電路、執(zhí)行電機(jī)和減速器組成，由于使用了行星減速機(jī)構(gòu)，所以在降低體積和質(zhì)量的同時也減小了電機(jī)的運(yùn)作功率，從而易于攜帶并且適用于惡劣環(huán)境下的使用與操作；通過多天線的不同衛(wèi)星的信號接收以濾除主天線所接收到信號的無效信息，然后由步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路采用L298N芯片，控制天線以達(dá)到精確控制。
文檔編號H04B1/10GK203026641SQ201220744218
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者李千目, 夏彬, 龐星 申請人:南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司