專利名稱：圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星電視接收領(lǐng)域，具體說是一種圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
ABS-S體制是我國第一個(gè)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，它具有完全自主創(chuàng)新，不兼容目前國外任何一種衛(wèi)星信號(hào)傳輸技術(shù)體制，可有效防止其他信號(hào)攻擊， 凈化節(jié)目源，目前已在解決邊遠(yuǎn)地區(qū)村村通中廣泛應(yīng)用。2010年初，廣電總局已經(jīng)推出了 SIM卡式解碼器，為各行業(yè)的推廣使用做好了技術(shù)準(zhǔn)備，相關(guān)收費(fèi)政策(類似于家庭機(jī)頂盒)正在制訂中。相信將會(huì)促進(jìn)船舶行業(yè)應(yīng)用的快速發(fā)展。目前，衛(wèi)星天線單元是一個(gè)有源電控自動(dòng)跟蹤平臺(tái)，可以自動(dòng)搜索、截獲要跟蹤的衛(wèi)星，自動(dòng)選擇最大接收信號(hào)的天線指向，在載體搖擺時(shí)穩(wěn)定天線指向，載體移動(dòng)或航向改變時(shí)自動(dòng)跟蹤衛(wèi)星。但是國內(nèi)生產(chǎn)船載衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的廠家多數(shù)采用以陀螺為傳感器采集船體姿態(tài)角度，結(jié)合GPS定位系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)天線伺服系統(tǒng)跟蹤衛(wèi)星。由于陀螺的零漂問題，造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，丟失目標(biāo)的概率高。況且這些系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、成本高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、服務(wù)水平低等現(xiàn)狀與廣大使用者的要求有很大距離，致使市場增長率一直不高，目前主要應(yīng)用在客運(yùn)船舶、政府公務(wù)船及特種工程船，民用船舶極少配備，漁船更是望塵莫及而且，阻礙了用戶的推廣。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種針對ABS-S體制的圓錐電子掃描跟蹤方式，構(gòu)成了天線伺服位置閉環(huán)系統(tǒng)，保證天線的波束中心始終對準(zhǔn)衛(wèi)星，能同時(shí)完成隔離船搖和穩(wěn)定跟蹤衛(wèi)星的任務(wù)。本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)，收發(fā)雙工，接收機(jī)，檢波器， 誤差調(diào)節(jié)器，基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器，圓錐掃描電機(jī)，伺服控制系統(tǒng)；發(fā)射機(jī)與收發(fā)雙工相連接，發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)被收發(fā)雙工接受；收發(fā)雙工與饋線相連，傳播天線接受的相關(guān)信息；收發(fā)雙工連接接收機(jī)，收發(fā)雙工將信號(hào)傳遞給接收機(jī)；接收機(jī)與檢波器相連接；基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器同時(shí)與圓錐掃描電機(jī)和誤差調(diào)節(jié)器相連接并發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，圓錐掃描電機(jī)根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)調(diào)整饋線；檢波器和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器與誤差調(diào)整器相連；誤差調(diào)整器與伺服控制系統(tǒng)相連，發(fā)送誤差調(diào)整信號(hào)。本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施所述的伺服控制系統(tǒng)包括方位、俯仰、橫搖、極化及速率及位置傳感器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，方位俯仰、極化電機(jī)。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型采用圓錐電子掃描方式，實(shí)現(xiàn)天線姿態(tài)穩(wěn)態(tài)跟蹤，取得了非常令人滿意地效果，不僅穩(wěn)定性好，而且體積小、重量輕、成本低。有效地解決了接收天線在船舶搖擺運(yùn)動(dòng)過程中始終指向衛(wèi)星的伺服跟蹤及主要零部件的批量生產(chǎn)問題。從而向市場批量供應(yīng)價(jià)格低、可靠性高、適于眾多小型船舶的船載衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)。

圖1 本實(shí)用新型的圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2 本實(shí)用新型的圓錐掃描幾何關(guān)系圖；圖3 本實(shí)用新型中誤差信號(hào)與波束偏角關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1 本實(shí)用新型的圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2 本實(shí)用新型的圓錐掃描幾何關(guān)系圖；圖3 本實(shí)用新型中誤差信號(hào)與波束偏角關(guān)系圖。本實(shí)用新型的圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)，收發(fā)雙工，接收機(jī)，檢波器， 誤差調(diào)節(jié)器，基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器，圓錐掃描電機(jī)，伺服控制系統(tǒng)；發(fā)射機(jī)與收發(fā)雙工相連接， 發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)被收發(fā)雙工接受；收發(fā)雙工與饋線相連，傳播天線接受的相關(guān)信息；收發(fā)雙工連接接收機(jī)，收發(fā)雙工將信號(hào)傳遞給接收機(jī)；接收機(jī)與檢波器相連接；基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器同時(shí)與圓錐掃描電機(jī)和誤差調(diào)節(jié)器相連接并發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，圓錐掃描電機(jī)根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)調(diào)整饋線；檢波器和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器與誤差調(diào)整器相連；誤差調(diào)整器與伺服控制系統(tǒng)相連，發(fā)送誤差調(diào)整信號(hào)。所述伺服控制系統(tǒng)包括方位、俯仰、橫搖、極化及速率及位置傳感器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，方位俯仰、極化電機(jī)。所述的船載衛(wèi)星電視安全接受系統(tǒng)，在船舶搖擺中，實(shí)現(xiàn)小口徑天線(D = 350mm) 的自動(dòng)跟蹤，輸出信號(hào)強(qiáng)度> _65daii。所述的船載衛(wèi)星電視安全接受系統(tǒng)，采用自主研發(fā)的天線防護(hù)罩，針對中星9號(hào)衛(wèi)星的輸入頻率11700 12200MHz的傳輸損耗小于0. 8dB。所述圓錐電子掃面跟蹤系統(tǒng)采用偏焦且高速旋轉(zhuǎn)的饋源，使天線具有個(gè)略微偏離軸線的旋轉(zhuǎn)波速。若目標(biāo)偏離軸線，反射信號(hào)強(qiáng)度受旋轉(zhuǎn)頻率調(diào)制，被調(diào)信號(hào)被歸一化后，在解調(diào)器中進(jìn)行正交解調(diào)，獲得方位和仰俯角誤差信息。本實(shí)用新型使用圓錐電子掃描方式。原理為如框圖1所示。它采用偏焦且高速旋轉(zhuǎn)的饋源，使天線具有一個(gè)略為偏離軸線的旋轉(zhuǎn)波束。若目標(biāo)偏離軸線，反射信號(hào)強(qiáng)度受旋轉(zhuǎn)頻率調(diào)制，被調(diào)信號(hào)經(jīng)歸一化后，在調(diào)節(jié)器中進(jìn)行正交調(diào)節(jié)，獲得方位和俯仰角誤差信息。當(dāng)天線的錐掃軸線對準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，回波信號(hào)為等幅信號(hào)，無誤差信息。圖2是描述圓錐掃描的幾何關(guān)系圖。通過目標(biāo)T做垂直于等信號(hào)軸的平面，它與等信號(hào)軸的交點(diǎn)為0，B點(diǎn)為t時(shí)刻波束最大值方向與平面的交點(diǎn)，圓周為波束中心B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡，δ為波束偏角，θ為波束中心線與視線夾角，R為天線到衛(wèi)星的距離。在跟蹤情況下，ε、δ、θ都很小，顯然OT R ε、OB R δ、TB R θ，用余弦定理可得θ 2 = δ 2+ ε 2-2 δ cos ( φ - φ 0)。通常ε << δ，且考慮φ = 23ι ·Ω ( ·Ω為圓錐掃描頻率)，則有[0026]θ = δ - ε cos(2 π ·Ω1:-φ0)。設(shè)天線方向性圖為F( θ)，接收信號(hào)的電壓振幅為
權(quán)利要求1.一種圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射機(jī)，收發(fā)雙工，接收機(jī)，檢波器，誤差調(diào)節(jié)器，基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器，圓錐掃描電機(jī)，伺服控制系統(tǒng)；發(fā)射機(jī)與收發(fā)雙工相連接，發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)被收發(fā)雙工接受；收發(fā)雙工與饋線相連，傳播天線接受的相關(guān)信息； 收發(fā)雙工連接接收機(jī)，收發(fā)雙工將信號(hào)傳遞給接收機(jī)；接收機(jī)與檢波器相連接；基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器同時(shí)與圓錐掃描電機(jī)和誤差調(diào)節(jié)器相連接并發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，圓錐掃描電機(jī)根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)調(diào)整饋線；檢波器和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器與誤差調(diào)整器相連；誤差調(diào)整器與伺服控制系統(tǒng)相連，發(fā)送誤差調(diào)整信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)，其特征在于伺服控制系統(tǒng)包括方位、俯仰、橫搖、極化及速率及位置傳感器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，方位俯仰、極化電機(jī)。
專利摘要一種圓錐電子掃描跟蹤系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)，收發(fā)雙工，接收機(jī)，檢波器，誤差調(diào)節(jié)器，基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器，圓錐掃描電機(jī)，伺服控制系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)與收發(fā)雙工相連接，收發(fā)雙工與饋線相連，收發(fā)雙工連接接收機(jī)，接收機(jī)與檢波器相連接，基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器同時(shí)與圓錐掃描電機(jī)和誤差調(diào)節(jié)器相連接，檢波器和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器與誤差調(diào)整器相連，誤差調(diào)整器與伺服控制系統(tǒng)相連，本實(shí)用新型采用圓錐電子掃描方式，實(shí)現(xiàn)天線姿態(tài)穩(wěn)態(tài)跟蹤，穩(wěn)定性好，而且體積小、重量輕、成本低。有效地解決了接收天線在船舶搖擺運(yùn)動(dòng)過程中始終指向衛(wèi)星的伺服跟蹤及主要零部件的批量生產(chǎn)問題。
文檔編號(hào)H01Q3/10GK202189894SQ20112000550
公開日2012年4月11日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者李猛山 申請人:天津海洋數(shù)碼科技有限公司