本發(fā)明涉及一種動中通天線的跟蹤方法,屬于動中通天線的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
微波通信系統(tǒng)的通信容量大,抗干擾能力強(qiáng),但它是一種視距通信手段,受地形和環(huán)境因素影響明顯,雖然通過多次中繼轉(zhuǎn)發(fā)可以實(shí)現(xiàn)通信,但組網(wǎng)效率和傳輸效率均大大折扣。因此,利用空中平臺進(jìn)行中繼通信,是一種非常有前景的通信方式??罩衅脚_可以是系留氣球、飛艇、直升機(jī)、無人機(jī)等。
為了實(shí)時保持與空中平臺的對準(zhǔn)通信,設(shè)計滿足需求的車載動中通天線系統(tǒng)已經(jīng)成為新的研究熱點(diǎn)。車載動中通天線系統(tǒng)是一個復(fù)雜的多學(xué)科的技術(shù)密集綜合體,包含慣性導(dǎo)航技術(shù)、微慣性傳感器應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)采集及信號處理技術(shù)、精密機(jī)械、運(yùn)動控制技術(shù)、閉環(huán)伺服控制技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù),是多個學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物?;谲囕d動中通天線的微波通信系統(tǒng),適用于公安消防、搶險救災(zāi)、野外作業(yè)等多種場合。
由于車載動中通天線系統(tǒng)復(fù)雜,為了保持天線方向角始終對準(zhǔn)空中節(jié)點(diǎn),要涉及到陀螺傳感器信息、傾角儀傳感器信息、電子羅盤信息、信標(biāo)信號信息、地址位置信息、步進(jìn)電機(jī)控制信息及設(shè)備內(nèi)部通信信息等各種數(shù)據(jù)的收集、處理、控制、交互等,所以如何設(shè)計一種動中通天線的跟蹤方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種動中通天線的跟蹤方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種動中通天線的跟蹤方法,包括:
1)天線姿態(tài)初始化;
2)采集天線環(huán)境背景噪聲;
3)捕獲信標(biāo)信號;
4)通過實(shí)時采集天線在固定偏移角和方向上的信標(biāo)信號來計算最強(qiáng)信標(biāo)信號所對應(yīng)的方向;
5)按照最強(qiáng)信標(biāo)信號所對應(yīng)偏移角度和方向,實(shí)時調(diào)整天線角度,實(shí)現(xiàn)實(shí)時跟蹤。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟2)中,所述采集天線環(huán)境背景噪聲包括采集天線所處空間的信號噪聲并取平均值予以保存。此處設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)在于,驅(qū)動天線360度全空域掃描,便于實(shí)時獲取天線所處空間的背景噪聲,用以精確識別空間內(nèi)的信標(biāo)信號,排除空間其它電信號干擾。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟3)中,捕獲信標(biāo)信號的方法包括:
當(dāng)GPS/北斗信號可用時,按照捕獲到的位置信息,計算出信標(biāo)信號方位角,控制天線對準(zhǔn),然后進(jìn)入實(shí)時跟蹤狀態(tài);
當(dāng)GPS/北斗信號不可用時,則通過不斷進(jìn)行空間信標(biāo)信號強(qiáng)度采樣,分析比較找出信標(biāo)信號最大值所在方位,調(diào)整天線角度實(shí)現(xiàn)實(shí)時跟蹤。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟4)中,實(shí)時跟蹤采集信標(biāo)信號的方法包括:
控制天線通道開關(guān),有規(guī)律地在上、下、左、右四個方向偏移0.5°~3°角上進(jìn)行切換控制,同時分別采集對應(yīng)上述偏移角度和方向時的信標(biāo)信號強(qiáng)度;
計算出最強(qiáng)信標(biāo)信號所對應(yīng)偏移方向和偏移角度,實(shí)時調(diào)整天線角度,實(shí)現(xiàn)實(shí)時跟蹤。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,控制天線通道開關(guān),有規(guī)律地在上、下、左、右四個方向偏移1°~2°角上進(jìn)行切換控制。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,控制天線通道開關(guān),有規(guī)律地在上、下、左、右四個方向偏移2°角上進(jìn)行切換控制。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟1)中,天線姿態(tài)初始化,包括對天線的俯仰水平調(diào)平、橫滾水平調(diào)平、陀螺零點(diǎn)初步校正。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,在所述步驟5)中:
當(dāng)天線所捕獲的信標(biāo)信號丟失時,首先保持當(dāng)前的天線姿態(tài)固定時間,
若在該固定時間內(nèi)所述天線重新捕獲信標(biāo)信號時,按步驟4)實(shí)現(xiàn)天線恢復(fù)跟蹤;
若在該固定時間內(nèi)所述天線未捕獲信標(biāo)信號時,按步驟3)、4)實(shí)現(xiàn)天線捕獲信標(biāo)信號、實(shí)時跟蹤。對于劇烈外部因素作用或環(huán)境遮擋導(dǎo)致信標(biāo)信號丟失的情況,本發(fā)明引入等待固定時間的步驟,避免重新進(jìn)行捕獲信標(biāo)信號操作,直接進(jìn)行實(shí)時跟蹤,提高了天線的跟蹤效率。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
本發(fā)明利用新穎的天線跟蹤方法實(shí)現(xiàn)實(shí)時天線追蹤,通過整合地理位置數(shù)據(jù)、控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)時控制天線對準(zhǔn)方向,結(jié)合高效的跟蹤策略,實(shí)現(xiàn)快速移動環(huán)境下可靠穩(wěn)定的微波通信。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述一種動中通天線的跟蹤方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的說明,但不限于此。
實(shí)施例1、
一種動中通天線的跟蹤方法,包括:
1)天線姿態(tài)初始化;
2)采集天線環(huán)境背景噪聲;
3)捕獲信標(biāo)信號;
4)通過實(shí)時采集天線在固定偏移角和方向上的信標(biāo)信號來計算最強(qiáng)信標(biāo)信號所對應(yīng)的方向;
5)按照最強(qiáng)信標(biāo)信號所對應(yīng)偏移角度和方向,實(shí)時調(diào)整天線角度,實(shí)現(xiàn)實(shí)時跟蹤。
實(shí)施例2、
如實(shí)施例1所述一種動中通天線的跟蹤方法,其區(qū)別在于,所述步驟2)中,所述采集天線環(huán)境背景噪聲包括采集天線所處空間的信號噪聲并取平均值予以保存。
實(shí)施例3、
如實(shí)施例1所述一種動中通天線的跟蹤方法,其區(qū)別在于,所述步驟3)中,捕獲信標(biāo)信號的方法包括:
當(dāng)GPS/北斗信號可用時,按照捕獲到的位置信息,計算出信標(biāo)信號方位角,控制天線對準(zhǔn),然后進(jìn)入實(shí)時跟蹤狀態(tài);
當(dāng)GPS/北斗信號不可用時,則通過不斷進(jìn)行空間信標(biāo)信號強(qiáng)度采樣,分析比較找出信標(biāo)信號最大值所在方位,調(diào)整天線角度實(shí)現(xiàn)實(shí)時跟蹤。
實(shí)施例4、
如實(shí)施例1所述一種動中通天線的跟蹤方法,其區(qū)別在于,實(shí)時跟蹤采集信標(biāo)信號的方法包括:
控制天線通道開關(guān),有規(guī)律地在上、下、左、右四個方向偏移2°角上進(jìn)行切換控制,同時分別采集對應(yīng)上述偏移角度和方向時的信標(biāo)信號強(qiáng)度;
計算出最強(qiáng)信標(biāo)信號所對應(yīng)偏移方向和偏移角度,實(shí)時調(diào)整天線角度,實(shí)現(xiàn)實(shí)時跟蹤。
上述,有規(guī)律地在上、下、左、右四個方向偏移0.5°角上進(jìn)行切換控制;或有規(guī)律地在上、下、左、右四個方向偏移3°角上進(jìn)行切換控制。
實(shí)施例5、
如實(shí)施例1所述一種動中通天線的跟蹤方法,其區(qū)別在于,所述步驟1)中,天線姿態(tài)初始化,包括對天線的俯仰水平調(diào)平、橫滾水平調(diào)平、陀螺零點(diǎn)初步校正。
實(shí)施例6、
如實(shí)施例1所述一種動中通天線的跟蹤方法,其區(qū)別在于,在所述步驟5)中:
當(dāng)天線所捕獲的信標(biāo)信號丟失時,首先保持當(dāng)前的天線姿態(tài)固定時間,
若在該固定時間內(nèi)所述天線重新捕獲信標(biāo)信號時,按步驟4)實(shí)現(xiàn)天線恢復(fù)跟蹤;
若在該固定時間內(nèi)所述天線未捕獲信標(biāo)信號時,按步驟3)、4)實(shí)現(xiàn)天線捕獲信標(biāo)信號、實(shí)時跟蹤。