CN103064429A - 卫星寻星装置及其调校方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星寻星装置及其调校方法，该装置包括：主控模块，用于数据的存储、计算和显示；GPS模块，用于确定卫星天线当前位置；信标接收机，用于接收、处理卫星信标信号；A/D转换模块，用于将信标接收机输出的直流电平转换成数字信号；馈电模块，用于为高频头提供直流供电并将高频头输出的信号输出到信标接收机；俯仰传感器，用于实时检测卫星天线的俯仰角；方位传感器，用于实时检测卫星天线的方位角；无线模块，用于使手持终端登录主控模块的服务器。本发明解决了传统寻星装置只能接收卫星电视信号的问题，提供了一种基于卫星信标信号的、适合所有卫星的寻星装置，满足了应急通信的需求。

Description

卫星寻星装置及其调校方法

技术领域

本发明涉及卫星寻星技术领域，具体涉及一种根据卫星信标电平值辅助卫星天线对准卫星的寻星装置及其调校方法。

背景技术

传统的卫星天线寻星仪一般采用卫星电视信号做为寻星参考，即输入一组卫星电视信号的频率、字符率等参数，当卫星天线对准工作卫星时，寻星仪锁定该卫星电视信号，并输出一组直流电平，当该电平最大时，表示天线对准卫星。

这种卫星电视寻星仪装置的不足主要是：此类寻星仪只能接收卫星电视信号，并以该信号为参考进行天线对星，当卫星电视信号发生变化时，须人工进行调整，操作不便；更重要的是，一些通信卫星上没有电视信号，此类寻星仪将无法正常工作，因此无法使用其跟踪所有卫星。另外，天线的仰角调整无准确参考，对星难度大。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明主要解决传统卫星寻星装置只能以卫星电视信号为参考进行天线对星，无法跟踪所有卫星的技术问题，提出一种以卫星信标信号为对星依据、提供天线实时仰角指示、适合所有卫星对星的寻星装置及其调校方法。

（二）技术方案

本发明提供了一种卫星寻星装置，该装置包括：

主控模块，用于数据的存储、计算和显示；

GPS模块，与所述主控模块相连，用于确定卫星天线当前所在工作点的地理位置；

信标接收机，与所述主控模块相连，用于接收、处理卫星信标信号；

A/D转换模块，与所述主控模块和所述信标接收机相连，用于将所述信标接收机输出的直流电平转换成数字信号，并将该信号送到所述主控模块进行处理；

馈电模块，与所述信标接收机相连，用于将高频头输出的信号输出到所述信标接收机；

俯仰传感器，与所述主控模块相连，用于实时检测所述卫星天线的俯仰角；

方位传感器，与所述主控模块相连，用于实时检测所述卫星天线的方位角；

无线模块，与所述主控模块相连，用于使手持终端登录所述主控模块的服务器界面，设置工作参数。

优选的，该装置进一步包括供电单元，用于为该装置提供工作电源。

优选的，所述卫星寻星装置通过L频段射频接口与所述高频头连接。

优选的，所述GPS模块通过串口与所述主控模块连接。

优选的，所述信标接收机通过串口与所述主控模块连接。

优选的，所述俯仰传感器为倾角仪，所述方位传感器为电子罗盘，所述无线模块采用wifi模式。

优选的，所述主控模块中包含ARM芯片，所述ARM芯片内嵌Webserver服务器，所述手持终端通过登录Webserver服务器来设置工作参数。

优选的，所述工作参数包括：卫星经度、信标信号频率、极化方式、天线位置和跟踪门限、天线俯仰角、方位角和极化角。

本发明还提供了一种卫星寻星装置的调校方法，包括以下步骤：

S1、将所述卫星寻星装置的输入端与卫星天线高频头的输出端连接；

S2、设置工作参数，若用户上次使用的工作卫星与本次相同，则省略此步骤；

S3、对所述卫星天线进行俯仰校准，使所述卫星天线的实际俯仰角与理论计算的俯仰角一致；

S4、对所述卫星天线进行极化校准，使所述卫星天线的极化值与对星计算的极化值一致；

S5、对所述卫星天线进行方位调整，直至所述卫星天线精确对准卫星，必要时重复步骤S3、S4。

（三）有益效果

本发明具有以下优点：

1．寻星装置对卫星信标信号进行处理，输出反映卫星信标信号强度的直流电平，为天线对星提供对星依据；

2．通过寻星装置及其手持控制终端，自动获取天线工作位置经纬度，自动计算天线工作的方位角、俯仰角及极化角，实时指示天线对星实际仰角，指导天线寻星。

本发明解决了传统寻星装置只能接收卫星电视信号的问题，为用户提供了一种基于卫星信标信号的、可跟踪所有通信卫星的寻星装置，满足了应急通信的需求。

附图说明

图1是本发明装置的结构图；

图2是参数设置界面图；

图3是对星界面图；

图4是本发明装置的调校方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明装置的结构图，本发明提供了一种卫星寻星装置，该装置包括：

主控模块，用于数据的存储、计算和显示；

GPS模块，与所述主控模块相连，用于确定卫星天线当前所在工作点的地理位置；

信标接收机，与所述主控模块相连，用于接收、处理卫星信标信号；

A/D转换模块，与所述主控模块和所述信标接收机相连，用于将所述信标接收机输出的直流电平转换成数字信号，并将该信号送到所述主控模块进行处理；

馈电模块，与所述信标接收机相连，用于将高频头输出的信号输出到所述信标接收机；

俯仰传感器，与所述主控模块相连，用于实时检测所述卫星天线的俯仰角；

方位传感器，与所述主控模块相连，用于实时检测所述卫星天线的方位角；

无线模块，与所述主控模块相连，用于使手持终端登录所述主控模块的服务器界面，设置工作参数。

优选的，该装置进一步包括供电单元，用于为该装置提供工作电源。

优选的，所述卫星寻星装置通过L频段射频接口与所述高频头连接。

优选的，所述GPS模块通过串口与所述主控模块连接。

优选的，所述信标接收机通过串口与所述主控模块连接。

优选的，所述俯仰传感器为倾角仪，所述方位传感器为电子罗盘，所述无线模块采用wifi模式。

优选的，所述主控模块中包含ARM芯片，所述ARM芯片内嵌Webserver服务器，所述手持终端通过登录Webserver服务器来设置工作参数。

优选的，所述工作参数包括：卫星经度、信标信号频率、极化方式、天线位置和跟踪门限、天线俯仰角、方位角和极化角。

下面以具体实施方式对本发明进行阐述：

在所述寻星装置中，GPS模块用于确定所述天线当前所在工作点地理位置，通过串口与主控模块连接；信标接收机用于接收、处理卫星信标信号（每颗通信卫星均发出一个或多个信标信号，该信号在卫星生命周期中，频率不会改变）；馈电模块用于为高频头（LNB）提供工作电压，并将LNB输出的下行信号输出到信标接收机；俯仰传感器（倾斜仪）实时检测天线的仰角；方位传感器（电子罗盘）实时检测天线的方位角；卫星天线接收信号经LNB输出至天线寻星装置的射频输入端；无线通信采用Wifi模式，手持终端通过Wifi与寻星装置通信。在主控模块的ARM芯片中，内嵌Webserver服务器，手持终端登录Webserver服务器，在参数设置界面（见附图2）中可设置工作卫星参数，包括卫星经度、信标信号频率、极化方式、天线位置（经度、纬度）、跟踪门限等；在对星界面（见附图3）中包括天线俯仰角（EL）图形数字指示、方位角（AZ）图形数字指示、理论对星方位、俯仰、极化角；操作指示键点提示操作者移动天线的方向，在调整俯仰时，键头指向上（下）方向，提示操作者向上（下）调整天线俯仰，当天线俯仰调整到对星指导区域后，键头变为左（右）指向，提示操作者向左（右）调整天线方位，直到调整到对星指导区域。俯仰、方位均进入对星指导区域后，天线操作者观察AGC（自动增益控制）值对天线进行细微调整，直至AGC最大即表示天线对准卫星。

主控模块通过串口与信标接收机连接，信标接收机的工作频率由主控模块控制，该信标频率可从主控模块存储数据中选择，或直接通过键盘人工输入。

主控模块根据工作卫星经度和天线工作位置经纬度计算出所述天线工作所需的俯仰、方位和极化角度，并将参数计算结果显示在对星界面上，用于提示操作者将天线姿态调整到工作状态。

主控模块还用于存储卫星参数，包括卫星经度、卫星信标频率。常用卫星的参数预先存储在该模块中，预先存储的卫星参数可通过参数设置界面进行修改保存。如需增加新的卫星参数，可通过参数设置界面添加并保存，本寻星装置最大存储卫星参数为100条（即可存储100颗卫星的参数）。

卫星天线接收的卫星信标信号，经LNB放大变频后，送到寻星装置的信号输入口，经馈电模块送到信标接收机，信标接收机接收、处理卫星信标信号并输出与该信号成比例的直流电平，送到A/D变换模块变成数字信号，该电平信号送到主控模块处理，并经对星界面显示，指导操作者寻星。

图4是本发明装置的调校方法流程图，包括以下步骤：

S1、将所述卫星寻星装置外挂在卫星天线的固定位置上，所述卫星天线展开后，将所述卫星寻星装置的射频输入口与所述卫星天线高频头（LNB）的输出口连接。

S2、确定所述卫星寻星装置的工作参数。寻星装置开机，通过手持控制器（智能手机、平板电脑或笔记本电脑）以Wifi方式连接寻星装置，在手持控制器的浏览器地址栏中输入寻星装置的IP地址，进入寻星界面，界面上有卫星参数、信号强度、对星参数及天线实际仰角数据等。

设置工作卫星参数和所述卫星天线的对星参数。进入参数调整界面，设置工作卫星参数（前次工作卫星参数自动保存在寻星装置中，若用户上次使用工作卫星与本次卫星相同，可省略此步骤），对星参数（天线方位、俯仰及极化角）自动计算并显示在寻星界面中。

S3、对所述卫星天线进行俯仰校准。若工作卫星未改变，则直接手动调整天线仰角，按对星指导键头指示方向调整天线俯仰角并使之进入对星指导区域，然后微调俯仰直至界面显示的天线实际仰角与理论仰角一致。

S4、对所述卫星天线进行极化校准。转动天线馈源组件，使天线的极化值与对星计算的极化值一致。

S5、对所述卫星天线进行方位调整。按对星指导键头指示方向转动天线方位，使天线反射面向天线工作方位角转动，当天线方位进入对星指导区域，键头消失后微调天线方位角，在转动过程中观察手持控制终端的寻星界面。当手持控制终端发出声音报警后，表明天线已搜索到工作卫星，此时放慢天线转动速度，并观察寻星界面显示的信号强度值，此时信号强度逐步变大，继续调整直至信号强度值最大。再在俯仰方向进行细调，直致信号强度值最大。重复上述过程一遍，直至天线精确对准卫星。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种卫星寻星装置，其特征在于，该装置包括：

主控模块，用于数据的存储、计算和显示；

GPS模块，与所述主控模块相连，用于确定卫星天线当前所在工作点的地理位置；

信标接收机，与所述主控模块相连，用于接收、处理卫星信标信号；

A/D转换模块，与所述主控模块和所述信标接收机相连，用于将所述信标接收机输出的直流电平转换成数字信号，并将该信号送到所述主控模块进行处理；

馈电模块，与所述信标接收机相连，用于将高频头输出的信号输出到所述信标接收机；

俯仰传感器，与所述主控模块相连，用于实时检测所述卫星天线的俯仰角；

方位传感器，与所述主控模块相连，用于实时检测所述卫星天线的方位角；

无线模块，与所述主控模块相连，用于使手持终端登录所述主控模块的服务器界面，设置工作参数。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括供电单元，用于为该装置提供工作电源。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卫星寻星装置通过L频段射频接口与所述高频头连接。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述GPS模块通过串口与所述主控模块连接。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信标接收机通过串口与所述主控模块连接。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述俯仰传感器为倾角仪，所述方位传感器为电子罗盘，所述无线模块采用wifi模式。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控模块中包含ARM芯片，所述ARM芯片内嵌Webserver服务器，所述手持终端通过登录Webserver服务器来设置工作参数。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述工作参数包括：卫星经度、信标信号频率、极化方式、天线位置和跟踪门限、天线俯仰角、方位角和极化角。

9.一种卫星寻星装置的调校方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述卫星寻星装置的输入端与卫星天线高频头的输出端连接；

S2、设置工作参数，若用户上次使用的工作卫星与本次相同，则省略此步骤；

S3、对所述卫星天线进行俯仰校准，使所述卫星天线的实际俯仰角与理论计算的俯仰角一致；

S4、对所述卫星天线进行极化校准，使所述卫星天线的极化值与对星计算的极化值一致；

S5、对所述卫星天线进行方位调整，直至所述卫星天线精确对准卫星，必要时重复步骤S3、S4。

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