CN101924274B - 圆偏波接收用自动卫星跟踪天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，其搭载在移动体上，在移动体移动时，仍能够自动跟踪卫星的位置，接收圆偏波卫星信号，利用偏振器接收圆偏波时，减少偏振波损失，提高阻抗匹配和轴比以及轴比带宽，从而能够接收高效率的圆偏波。本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统采用了如下的旋转连接器，该旋转连接器结构简单，可实现小型化制作，能够将天线的旋转半径最小化，减小马达的转矩，减少马达容量，并提供了如下的天线结构，将供电线的长度最小化，能够防止卫星信号的供电损失，接收卫星信号的平面天线和LNB间的结合容易，能够将卫星信号传递过程中的信号损失最小化。

Description

圆偏波接收用自动卫星跟踪天线系统

技术领域

本发明涉及圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，更详细地说，涉及如下的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，其被搭载在移动体上，即使在移动体移动时，也能够自动跟踪卫星位置，接收圆偏波卫星信号。

背景技术

现有的移动体搭载型卫星跟踪天线系统通常包括：旋转连接器，其将从外部供给的电源传送给系统；天线部，其接收卫星信号；控制板，其对从上述天线部传送来的卫星信号进行分析，跟踪卫星的位置；以及马达，其通过上述控制板的控制来使天线部旋转。

适用于现有的卫星跟踪天线系统的旋转连接器构成为内部插入有轴承并密封的复杂结构，旋转连接器的体积增大，难以将天线系统小型化，并且，由于旋转连接器和天线部之间会发生干扰现象，所以存在只能增大天线部的旋转半径的问题，从而导致天线系统的自重和马达的驱动转矩增大的问题。

另一方面，适用于现有的卫星跟踪天线系统的天线部大多采用抛物线型天线，该抛物线型天线体积大，使得保护天线部的天线罩(radome)的体积不必要地增大，从而存在天线整体的体积增大的问题，并且，本应使馈电喇叭(feed horn)准确位于抛物线型天线的焦点，但由于移动体频繁移动，因此从器件的角度考虑，将抛物线型天线用作移动体搭载用天线存在不安定因素。

鉴于以上问题，最近，作为移动体搭载型天线，替代抛物线型天线而使用平面型天线，但在现有的平面天线中，各天线元件的阵列(array)复杂，所以天线难以形成期望大小。

这种现有的卫星天线系统，其结构复杂，控制也复杂，所以采用了这种现有的卫星天线系统的卫星跟踪方法，其动作及控制复杂，不易进行精准的卫星跟踪。

另一方面，对于现有的这种方式的卫星跟踪天线来说，由于开发成用于接收线偏波，所以在利用卫星跟踪天线来接收圆偏波卫星信号方面存在问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于，提供一种搭载了如下旋转连接器的移动体搭载用自动卫星跟踪天线系统，该旋转连接器可实现小型化制作，其结构简单，能够将空间效率最大化，将天线部的旋转半径最小化，随之，减小马达的转矩，减少马达的容量。

本发明的另一目的在于，提供一种适用了如下天线结构的移动体搭载型自动卫星跟踪天线系统，该天线容易改变大小，将供电线的长度最小化，能够防止供电线损失，并将体积最小化。

为了达到上述目的，本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，其中，在基板上设置有使天线部旋转而使该天线部跟踪卫星信号的马达和控制板，所述天线部具有用于接收卫星信号的平面天线和对接收到的卫星信号进行滤波的LNB(低噪降频模块)，该基板可旋转地设置在从动滑轮上，通过旋转连接器得到供电，进行动作，上述旋转连接器包括：轴承，其设置在轴承轴和轴承外壳之间，该轴承轴固定设置在上述从动滑轮上，该轴承外壳固定设置在基板上；插座，其固定在上述轴承轴上，通过外部电缆得到直流供电；以及插头，其设置在与上述基板的控制板连接的内部电缆末端，插入到上述插座，使两端子连接，从上述外部电缆供给的外部直流电通过分别与上述插座的两端子即中心部的销、外侧电极壳连接的插头的接触插孔和电极夹，经由内部电缆，供给到控制板，从天线部接收到的信号通过控制板，经由内部电缆、插头以及插座，通过外部电缆，传送到外部的接收器。

并且，本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统具备：天线部，其具备用于接收卫星信号的平面天线和对接收到的卫星信号进行滤波的LNB；控制板，其根据从上述LNB传送来的卫星信号，捕获卫星的位置，进行跟踪；以及马达，其通过上述控制板的控制来使天线部向卫星的位置旋转，以使上述天线部指向卫星，上述天线部的平面天线包括：偏振器，其具备用于接收特定频带的卫星信号的多个带状导体；供电线，其从上述偏振器的带状导体接收卫星信号而进行结合，通过供给器传送给LNB；泡沫体，其形成于上述偏振器和供电线之间、及上述供电线下部，用于调整平面天线的阻抗；上部盖，其以具有电波透过性的方式形成于上述偏振器的上部，用于固定下部；以及天线面板，其在形成于上述供电线下部的泡沫体的下部实现接地，支承上部，上述LNB形成导波管，该导波管的上部开口，且在内侧具备与LNB主体相连的探头；上述导波管的上部通过上述平面天线的天线面板进行密封，供电线的供给器插入到导波管，将从上述供给器传送的卫星信号通过导波管和探头，传送给LNB主体，转换成中频卫星信号。

如上所述，本发明涉及的移动体搭载用自动卫星跟踪天线系统的旋转连接器无需以往的旋转连接器自身的轴承及轴承支承缸体等，体积小，构成要素简单，能够实现轻量化、小型化，旋转连接器自身小型化，从而将设置于其上的天线面板的干扰最小化，天线面板的旋转半径减小，能够减少卫星跟踪天线的整个体积和重量，马达的驱动转矩也减小，天线的跟踪性能提高，并且由于在接触部填充导电油脂，耐磨耗性及耐久性提高。

而且，本发明涉及的移动体搭载卫星跟踪天线系统的天线部，容易调节天线的大小，可实现小型化制作，能够将体积最小化，缩短供电线的长度，将因供电线产生的卫星信号的损失最小化。

圆偏波接收用自动卫星跟踪天线在通过带状导体和匹配短线将线偏波转换成圆偏波的过程中，能够提高圆偏波的轴比和带宽，由此，能够提高阻抗匹配和圆偏波轴比以及轴比带宽，接收高效率的圆偏波。

附图说明

图1是示出本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统的整体结构的局部剖视图。

图2是示出本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统的整体结构的框图。

图3a是示出本发明涉及的旋转连接器的分解剖视图。

图3b是示出本发明涉及的旋转连接器的结合剖视图。

图4a是示出本发明涉及的天线部的结构的分解剖视图。

图4b是示出本发明涉及的天线部的供电线的结构图。

图4c是示出本发明涉及的偏振器的结构图。

图5是示出本发明的实施例的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统的整个动作过程的流程图。

图6是示出本发明的实施例的PID控制器的输出值计算过程的框图。

标记说明

100天线部；110平面天线；111天线面板；112，114泡沫体；113供电线；113f供给器(feeder)；115偏振器；115a带状导体(strip conductor)；115b匹配短线(matching stub)；116上部盖；120 LNB；121导波管；122探头；123 LNB主体；124输出连接器；200控制板；210电力分配器；220 SAW滤波器；230 A/D转换器；240中央处理部；250马达驱动部；260 PID控制器；300马达；400陀螺传感器；500旋转连接器；1插头(plug)；2插座(jack)；3销(pin)；4接触插孔(pin jack)；5、6电缆；11轴承轴(bearing shaft)；12轴承外壳；13从动滑轮；14轴承；15基板(base panel)

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。

图1是示出本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统的整体结构的局部剖视图，图2是示出本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统的整体结构的框图。

如图所示，本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统具有：天线部100，其设置于半球形天线罩(未图示)内部；控制板200，其设置在用于支承上述天线部100的基板15的一侧；马达300，其设置于上述基板15的一侧，用于旋转基板15；以及旋转连接器500，其将从外部传送来的电源提供给上述系统的各部分，将控制板200所生成的卫星信号传送给卫星播放接收器600。并且，本发明涉及的卫星跟踪系统还具有陀螺传感器400，该螺传感器400检测移动体的移动，将移动体的移动信息传送给控制板200。

上述天线部100按照预定的斜率设置在基板15的一侧，以便指向要跟踪的卫星的仰角，通过马达300的驱动滑轮310驱动，使天线部100旋转。

上述旋转连接器500要能够在基板15旋转的情况下，仍持续向系统的各部供电，将从控制板200输出的卫星信号传送给卫星播放接收器600。

图3a是示出图1所示的旋转连接器的插座和插头的分离状态的剖视图，图3b是示出旋转连接器的插座和插头的结合状态的剖视图。如图1和图3a及图3b所示，本发明的实施例涉及的旋转连接器500能够通过1条电缆来传送高频信号和直流电流，利用外部电缆6供给的外部直流电通过连接在插座2上的插头1，经由内部电缆5，供给到控制板200，驱动跟踪算法系统(algorithm)和马达300，跟踪卫星信号，由天线部100跟踪并接收到的高频信号与直流电流的流向相反，通过控制板200，经由上述插头1和插座2，通过电缆6传送给外部的卫星播放接收器600。

具体说明如下，由外部电缆6供给的外部直流电通过分别连接在插座2的两端子即中心部的销3和外侧电极壳3a上的插头1的接触插孔4和电极夹4a，经由内部电缆5，供给到控制板200，控制板200驱动自身的跟踪算法系统和马达300，使由基板15、平面天线110、LNB 120等构成的卫星接收天线部100旋转，跟踪卫星信号之后，将平面天线110接收到的信号，通过LNB 120，滤波成中频，进行放大，通过控制板200将放大的接收信号，再次通过内部电缆5，经由插头1和插座2，通过外部电缆6，传送给外部的卫星播放接收器600，连续循环这样的过程。

上述插座2固定在轴承轴11上，该轴承轴11固定附着在固定于未图示的基板上的从动滑轮13的中心部，插头1插入到固定的插座2上，使两端子3及4、3a及4a以单触式相互连接，即使上述插头1随着天线的旋转，与天线一起旋转，插头1的两端子和插座2的两端子仍保持连接状态，并且在必要时，能够容易分离。

本发明中，为了使上述插座2的销3和插头1的接触插孔4相互接触的部分对旋转的摩擦和阻抗最小化，在接触插孔4的内侧填充导电油脂G，以提高耐久性和稳定性。

简单说明用于旋转天线的驱动机理如下，如图1所示，从动滑轮13上固定设置有轴承轴11，基板15上固定设置有轴承外壳12，它们之间插入有2个轴承14，可进行相对旋转，上述基板15上设置有马达300，该马达300的轴上轴接有驱动滑轮310，驱动滑轮310和从动滑轮13之间连接有省略图示的传送带。

马达300驱动时，使连接在驱动滑轮310和从动滑轮13之间的传送带旋转，此时，由于从动滑轮13处于固定状态，所以驱动滑轮310跟随传送带向一个方向移动，最终使得设置有马达300的基板15以轴承轴11为中心进行自转。

以上述结构构成的旋转连接器500采用插头1和插座2结合这样的简单结构，可实现小型化制作，能够相对于结合在基板15的一侧的天线部100靠近设置。而且，能够将以上述旋转连接器500为轴旋转的天线部100的旋转半径最小化，可迅速旋转天线部100。

图4a是示出本发明的实施例涉及的天线部的结构的剖视图，图4b是本发明涉及的天线部的供电线的结构图，图4c是本发明涉及的偏振器的结构图。

本发明的实施例涉及的天线部100包括：由6层构成的平面天线110；以及从上述平面天线110接收卫星信号传送的LNB(Low Noise BlockDown Converter)120。

上述平面天线110通过从上部依次层叠上部盖116、偏振器115、泡沫体114、供电线113、泡沫体112、天线面板111而形成，上述天线面板111位于平面天线100的最下层，实现接地，并起到支承位于其上部的其他层的作用。并且，上述泡沫体114、112分别位于天线面板111和供电线113之间、以及供电线113和偏振器115之间，该泡沫体114、112利用阻抗根据厚度有所不同的性质，起到调节平面天线110的阻抗的作用。另一方面，上部盖116采用电波透过性良好的材料形成，并通过下侧对位于其下侧的各层进行密封固定。

上述供电线113接收从卫星发送来的信号，传送给LNB 120。本发明的实施例中，如图4b所述，上述供电线113包括：多个天线元件113a，其用于接收卫星信号；组合器113b，其将一对天线元件113a结合，以便将传送来的卫星信号结合；连接件113c，其将组合器113b彼此连接，传递卫星信号；变换器(transformer)113d，其设置于左右模块的末端，将从组合器传送来的卫星信号结合；变换器113d′、113d″，其将各变换器彼此结合，将结合的卫星信号传送给供给器(feeder)113f；以及供给器113f，其将从上述变换器113d″传送来的卫星信号传送给LNB 120的导波管121。

上述连接件113c为了使各组合器之间的卫星信号的相位一致，使卫星信号延迟从组合器传送来的卫星信号频率的波长量。并且，上述变换器113d、113d′、113d″用于防止卫星信号结合的过程中发生的阻抗变化，保持阻抗恒定。上述组合器113b和变换器113d、113d′、113d″调整传送卫星信号的传送路的厚度，从而调整各阻抗。

本发明的实施例中，分别在左右两侧设置3对上述供电线113的天线元件113a，通过变换器113d结合，这些变换器113d分别形成在4个方向，通过其他变换器113d′、113d″进行结合，最终连接到供给器113f。但是，这种供电线113的结构可进行变形，例如，将一对一对连接到组合器113b的天线元件113a，通过连接件113c连接到其他组合器上，以追加或省略天线元件，从而改变供电线113。此时，增加或省略一对天线元件时，阻抗会改变，通过调节追加的组合器和用于结合组合器的变换器的厚度，以保持阻抗恒定。通过这种过程，本发明涉及的供电线113的大小容易改变，本发明涉及的天线部100的大小变更容易。

上述偏振器115具备：带状导体115a，其将线偏波转换成圆偏波；以及匹配短线115b，其在上述带状导体115a的中央部位，向两侧对称地突出形成，用于改变阻抗，上述偏振器115结合在泡沫体114的上部。

如图4c所示，上述偏振器115具备：多个带状导体115a，其为了能够接收从卫星发送来的卫星信号中的特定频带的频率，分别与上述供电线113的天线元件113a上部对应地形成为矩形；以及匹配短线115b，其在上述带状导体115a的中央部位，向两侧对称地突出形成，带状导体115a、匹配短线115b之外的部分由导体形成。

如上所述，本发明中，在带状导体115a的中央部位，向两侧对称地突出形成匹配短线115b，通过带状导体和匹配短线将线偏波转换成圆偏波的过程中，能够提高圆偏波的轴比和带宽，从而能够提高阻抗匹配和圆偏波轴比及带宽，能够接收高效率的圆偏波。

本发明的实施例中，上述带状导体115a位于供电线113的天线元件113a上部，将特定频率传递给天线元件113a，该带状导体115a可根据特定频率的波长大小调节大小，以便良好地接收特定频率的卫星信号。

上述偏振器115和供电线113通过各自形成的固定孔115c、113e，相互结合排列。

以上述结构构成的平面天线110中，供电线113的供给器113f向天线面板111的下侧突出。

另一方面，本发明的实施例的LNB 120的一侧形成有上部开口的导波管121，在导波管121的内侧形成有用于向LNB主体123传递卫星信号的探头122。并且，上述平面天线110的天线面板111和供电线113f与LNB 120的导波管121结合，将LNB 120的开口的上部密闭，将从平面天线110接收并通过供电线113传送来的卫星信号，通过供给器113f，传送给LNB 120的导波管121，LNB 120的导波管121将传送来的卫星信号，通过探头122，传送到LNB主体123，LNB主体123将卫星信号转换成IF(中频)频带的中频，进行放大之后，通过输出连接器124，传送给控制板200。

如图2所示，上述控制板200包括：电力分配器210，其将从天线部100的LNB 120传送来的中频卫星信号分配成相同的两个卫星信号；SAW滤波器220，其检测通过上述天线部100接收并传送来的卫星信号中的指定频率的卫星信号；A/D转换器230，其对从上述SAW滤波器220传送来的卫星信号进行A/D转换(Analog to Digital Convert)；中央处理部240，其测定从上述A/D转换器230传送来的卫星信号的强度，掌握卫星位置；以及马达驱动部250，其驱动马达300，使天线部100指向上述中央处理部240掌握的卫星位置。并且，上述控制板200上设有PID控制器260，该PID控制器260控制从用于检测移动体移动而生成移动体的移动信息的陀螺传感器400传送来的输出值，输出对移动体的移动和天线的移动之间的偏差进行校正的数据。

上述中央处理部240对从天线部100接收并经A/D转换的卫星信号的强度和基准值进行比较，掌握卫星位置，掌握从检测移动体移动的陀螺传感器400传送来的移动体的移动信息和卫星信号的强度，持续跟踪卫星的位置。

为了使天线部100指向通过中央处理部240捕获并跟踪到的卫星位置，上述马达驱动部250通过上述中央处理部240的控制来驱动马达300，从而旋转基板15，以旋转结合在该基板15上的天线部100。

另一方面，通过上述控制板200的电力分配器210分配的卫星信号中的一个卫星信号通过旋转连接器500传送到搭载在移动体上的卫星播放接收器600，通过TV监视器700，显示为影像。

下面，详细说明由上述结构构成的本发明涉及的卫星跟踪天线的动作过程。

图5是示出本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统的整个卫星跟踪过程的流程图。

步骤S110：通过卫星跟踪天线系统的初始化过程，电源经由连接器500施加到系统，对控制板200的调谐器220设定基于卫星接收信道的频率f0。

步骤S120：天线部100的平面天线110接收从卫星传送来的卫星信号。

步骤S130：由平面天线110接收到的卫星信号通过供电线114传送到LNB 120，LNB 120将传送来的卫星信号转换为中频的卫星信号，进行放大。

步骤S131：被LNB 120转换成中频的卫星信号传送到控制板200的电力分配器210，分配成两个中频卫星信号，其中的一个中频卫星信号通过旋转连接器500，传送到卫星播放接收器600，通过TV监视器700输出。

步骤S132：通过TV监视器700来视听卫星播放的用户要结束卫星播放视听的情况下，切断系统的供电，从而结束全部系统的动作。

步骤S140：在捕获初始的卫星位置之前，控制板200的中央处理部240对从陀螺传感器400初始输出的信号值进行校正(Calibration)，求出陀螺传感器400的输出基准值。为了求出上述陀螺传感器400的输出基准值，中央处理部240存储从陀螺传感器400初始传送的输出信号，求出大输出值和小输出值，求出它们之差，判断是否是有用的数据，利用确认为有用的数据的输出值，求出初始输出基准值。若没有生成有用的数据，则中央处理部240持续监视陀螺传感器400的输出值，反复上述过程，直到生成有用的数据。

步骤S150：另一方面，通过控制板200的电力分配器210分配的另一个中频卫星信号被输入到调谐器220，调谐器220检测所输入的中频卫星信号中的在系统初始化过程中设定的频率f0下的中频卫星信号，将AGC信号传送给A/D转换器240，A/D转换器240对中频卫星信号的AGC信号进行数字转换，传送给中央处理部240。

步骤S160：中央处理部240测定从A/D转换器230传送来的中频卫星信号的AGC信号强度S0，对测定值和设定值进行比较。上述中央处理部240中预设的设定值为能够顺利视听该卫星播放的卫星信号的强度，包括预定范围内的冗余值。

步骤S161：若中央处理部240测定到的中频f0的卫星信号的强度S0小于设定值，则表示未能准确地捕获到卫星的初始位置，所以通过马达驱动部250，将马达300驱动到预先设定的一定方向，使天线部100能够在新位置接收卫星信号。

步骤S162：在上述马达300被驱动的过程中，中央处理部240比较从天线部100接收并持续传送来的中频卫星信号f0的信号强度S0和设定值，当S0大于设定值时，判断为捕获到卫星的位置，移动到步骤S170。

步骤S163：若马达300被驱动的同时测定到的f0的信号强度S0小于设定值，则中央处理部240比较马达300驱动的时间和预设的基准时间之后，当马达驱动时间小于基准时间时，返回到上述步骤S161，继续驱动马达300，再次对S0和设定值进行比较。

步骤S164：若马达驱动时间超过基准时间，则判断为移动体移动到地下等不能捕获到卫星的位置，停止马达300，校正陀螺传感器400的输出基准值。

步骤S165：在校正陀螺传感器400的输出基准值的期间，陀螺传感器400的输出值发生变化时，判断为移动体开始移动，返回到步骤S150，执行测定卫星信号f0的信号强度S0并与设定值进行比较的过程。

步骤S170：中央处理部240测定到的f0的信号强度S0大于设定值时，中央处理部240再测定一次f0的信号强度S0，与预设的最大值Max进行比较。

步骤S171、S172：若f0的信号强度S0大于最大值Max，则表示准确捕获到卫星的位置，中央处理部240将测定到的f0的信号强度S0再设定为最大值Max，保持马达300的驱动方向。

步骤S180：判断f0的信号强度S0是否维持在比最大值Max小、并且比与设定成比最大值Max稍小的冗余值Max-a大的状态。

步骤S181：若f0的信号强度S0维持在最大值Max和冗余值Max-a之间，则判断为移动体停止，停止马达300的驱动。

步骤S182：马达300停止，使得天线部100的旋转停止时，中央处理部240校正陀螺传感器400的输出基准值。

步骤S183：中央处理部240在校正陀螺传感器400的输出基准值的过程中，持续测定f0的信号强度S0，与设定成比上述冗余值Max稍小的冗余下限值Max-b进行比较，若f0的信号强度S0比冗余下限值Max-b大，则重复执行上述步骤S182，若f0的信号强度S0比冗余下限值Max-b小，则移动到再跟踪卫星的位置的步骤S220。

步骤S190：在上述步骤S180中，f0的信号强度S0小于冗余值Max-a时，中央处理部240判断为捕获到卫星的位置，但不是准确的位置，故变更马达300的驱动方向。

步骤S200：此时，中央处理部240利用陀螺传感器400的输出值，控制马达300的驱动速度和方向。

陀螺传感器400检测移动体的移动，从而能够测定移动体的移动方向和移动速度，这种陀螺传感器400的输出值起到决定马达300的旋转方向和旋转速度的要素的作用。

马达300的旋转方向以上述步骤S140中求出的输出基准值为基准，判断陀螺传感器400的输出值变高还是变低，进行决定。驱动马达300时，马达300的旋转方向与移动体的移动方向相反。

马达300的旋转速度根据陀螺传感器400的输出值强度来决定，检测后面的陀螺传感器400的输出值比初始计算的输出基准值大多少，根据该信号的强度，决定马达300的旋转速度。

但是，用于跟踪卫星位置的天线部100的方向指向性非常强，所以需要更精细的控制，为此，本发明的实施例中，导入了PID(Proportional-Integral-Derivative：比例-积分-微分)控制技术。

移动体移动时，陀螺传感器400输出移动方向和移动速度，利用P-控制技术，与移动体的移动量成正比地，慢慢移动天线，跟踪卫星的位置。该过程中，利用I-控制技术，对移动体的移动量和天线的移动量之间产生的偏差进行时间累积，在达到一定大小之处，增加操作量，消除偏差，使得移动体的移动量与天线的移动量一致。并且，利用D-控制技术，提高天线相对于移动体的移动速度(响应速度)，使移动体和天线以相同的速度移动。

这种PID控制技术通过本发明的设置于控制板200上的PID控制器260来实现，图6示出计算这种本发明涉及的PID控制器260的输出值的一例，PID控制器260的输出值如下计算。

$u\·K_{P}e+K_I\∫\mathrm{edt}+K_D\frac{\mathrm{de}}{\mathrm{dt}}-K_{P}y-K_I\∫\mathrm{ydt}-K_D\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dt}}$

y：天线系统(中央处理部)的陀螺输出(角速度)

yd：天线系统(中央处理部)的目标值(yd＝0)

(即使移动体移动，天线仍需指向卫星，所以天线系统的角速度目标值为0。)

E：输出误差(e＝yd-y＝-y)

u：PID控制器的输出

并且，本发明的实施例中使用的马达300是步进马达，为了快速驱动马达300，调整一定期间给予的信号的宽度，以加快马达300的速度。而且，将陀螺传感器400的输出值传送到控制板200的中央处理部240，生成增加马达300的速度的数据，从而控制马达300的速度。即，移动体快速移动时，对马达300的速度进行加速，使天线快速移动，当移动体较慢移动时，对天线移动的速度进行减速，慢慢移动。

步骤S210：在利用陀螺传感器400的输出值，控制马达300的驱动的过程中，考虑到陀螺传感器400的基准值会因温度变化等发生变动，中央处理部240持续对陀螺传感器400的输出基准值进行校正。

步骤S220：马达300被驱动的期间，中央处理部240持续测定f0的信号强度S0，将测定到的S0与设定值进行比较。若S0大于设定值，则返回到上述步骤S170，执行捕获卫星的准确位置的过程。

步骤S230：若测定到的S0小于设定值，则中央处理部240判断为瞬间丢失捕获卫星的位置，再次捕获卫星的位置。在再次捕获卫星位置的过程中，以当前的位置为中心，逐渐拓宽范围，以交错(zigzag)驱动马达300，测定S0，跟踪超过设定值的位置。此时，为了防止马达300无限地交错驱动，设定限制交错驱动范围的驱动范围。此时，利用检测移动体移动的陀螺传感器400，再捕获卫星位置，所以能够在最短时间内寻找到卫星的位置。

步骤S240：若在交错驱动范围内，f0的信号强度S0大于设定值，则判断为再捕获到卫星的位置，返回到上述步骤S170，执行掌握卫星的准确位置的过程，若在驱动范围内没有出现S0超过设定值的位置，则判断为完全丢掉卫星的位置，返回到上述步骤S150，从头开始，再次跟踪卫星的位置。

通过上述的过程，本发明涉及的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统能够在捕获到卫星的初始位置之后，持续跟踪卫星的位置。

Claims (5)

1.一种圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，其中，在基板上设置有使天线部旋转而使该天线部跟踪卫星信号的马达和控制板，所述天线部具有用于接收卫星信号的平面天线和对接收到的卫星信号进行滤波的低噪降频模块，该基板可旋转地设置在从动滑轮上，通过旋转连接器得到供电，进行动作，所述圆偏波接收用卫星跟踪天线系统的特征在于，

上述旋转连接器（500）包括：

轴承（14），其设置在轴承轴（11）和轴承外壳（12）之间，该轴承轴（11）固定设置在上述从动滑轮（13）上，该轴承外壳（12）固定设置在基板（15）上；

插座（2），其固定在上述轴承轴（11）上，从外部电缆（6）得到直流供电；以及

插头（1），其设置在与上述基板（15）的控制板（200）连接的内部电缆（5）末端，插入到上述插座（2），使两端子连接，

从上述外部电缆（6）供给的外部直流电通过分别与上述插座（2）的两端子即中心部的销（3）、外侧电极壳（3a）连接的插头（1）的接触插孔（4）和电极夹（4a），经由内部电缆（5），供给到控制板（200），从天线部（100）接收到的信号通过控制板（200），经由内部电缆（5）、插头（1）以及插座（2），通过外部电缆（6），传送到外部的接收器。

2.根据权利要求1所述的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，其特征在于，在上述旋转连接器（200）的上述插座（2）的销（3）和插头（1）的接触插孔（4）相互接触的部分，即接触插孔（4）的内侧填充有导电油脂（G）。

3.一种圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，其具备：天线部，其具备用于接收卫星信号的平面天线和对接收到的卫星信号进行滤波的低噪降频模块；控制板，其根据从上述低噪降频模块传送来的卫星信号，捕获卫星的位置，进行跟踪；以及马达，其通过上述控制板的控制使天线部向卫星的位置旋转，以使上述天线部指向卫星，所述圆偏波接收用卫星跟踪天线系统的特征在于，

上述天线部（100）的平面天线（110）包括：偏振器（115），其具备用于接收特定频带的卫星信号的多个带状导体（115a）和匹配短线（115b）；供电线（113），其从上述偏振器（115）的带状导体（115a）、匹配短线（115b）接收卫星信号，通过供给器（113f）传送给低噪降频模块（120）；泡沫体（112）（114），其形成于上述偏振器（115）和供电线（113）之间、及上述供电线（113）下部，用于调整平面天线（110）的阻抗；上部盖（116），其以具有电波透过性的方式形成于上述偏振器（115）的上部，用于固定下部；以及天线面板（111），其在形成于上述供电线（113）下部的泡沫体（112）的下部实现接地，并支承上部，

上述低噪降频模块（120）形成导波管（121），该导波管（121）的上部开口，且在内侧形成有与低噪降频模块主体（123）相连的探头（122），

上述导波管（121）的上部通过上述平面天线（110）的天线面板（111）进行密封，供电线（113）的供给器（113f）插入到导波管（121），将从上述供给器（113f）传送的卫星信号，通过导波管（121）和探头（122），传送给低噪降频模块主体（123），转换成中频卫星信号。

4.根据权利要求3所述的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，其特征在于，上述供电线（113）包括：

多个变换器（113d）（113d'）（113d″），它们从上述供给器（113f）分支出来，用于转换卫星信号的波长；组合器（113b），其从上述变换器（113d）分支出来，通过调节厚度来调节阻抗，将一对天线元件（113a）结合；以及连接件（113c），其将上述各个组合器（113b）结合，使组合器之间的卫星信号的相位一致，

由天线元件（113a）接收到的卫星信号通过供给器（113f）传送给低噪降频模块（120）。

5.根据权利要求4所述的圆偏波接收用卫星跟踪天线系统，其特征在于，上述带状导体（115a）形成为矩形，上述匹配短线（115b）在带状导体（115a）的中央部位，向两侧突出形成。

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