CN105161825A - 三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，包括横摇传动部分，包括横摇臂、横摇大带轮、横摇同步带、横摇小带轮，其中，横摇臂为U形梁结构，该U形梁结构包括一个横梁，U形梁梁体腹板顶部向外延伸出凸耳，横摇臂支架一端固定安装于方位转动支架，横摇臂支架另一端通过转轴连接有横摇臂的横梁，横摇臂的横梁上固定安装横摇大带轮，横摇大带轮通过横摇同步带与横摇小带轮同步正反转动，使得横摇臂左右摇晃；采用在传统的方位、俯仰和极化转动的基础上，增加一横摇轴转动，使船体面临横摇、纵摇以及船体的转向等复合运动时，橫摇传动部分实现动中通天线与船体相适应的复合运动，提高船载动中通天线在船体极端摆动下追踪卫星的稳定性。

Description

三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线

技术领域

本发明涉及船载动中通，尤其涉及一种船载动中通天线，属于卫星通信技术领域。

背景技术

在现有应用中，动中通天线一般采用两轴稳定、三轴跟踪技术，即方位转动、俯仰转动和极化角度调节。如专利发明公布号为CN103560315A，发明名称为“一种动中通卫星天线”和授权公告号为CN201994424U的“一种新型的动中通卫星通信天线”，其传动系统主要包括：方位转台、俯仰支撑和极化部分，在寻星过程中通过转动方位、俯仰和极化部分跟踪卫星。此种寻星结构在车载或者海洋近海能起到在运动中寻星及追踪卫星的功能，在实际应用中也应用的比较稳定。但是也存在一定的缺点，比如在远洋船舶上，当遇到风浪比较大的情况，船体会面临横摇、纵摇以及船体的转向等复合运动。这样，原有的通过方位转动、俯仰转动和极化调节的动中通天线就会产生丢星现象，造成通信链路中断。

发明内容

本发明所要解决的是传统动中通天线在极端运动状态下容易丢星的技术问题，提供一种可以提高船载动中通天线在船体极端摆动下追踪卫星的稳定性的三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线。

为解决上述技术问题本发明采用了以下技术方案：

三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，包括：

方位传动部分；所述方位传动部分包括方位转动支架、方位电机大带轮、方位底盘、方位电机小带轮、方位传动同步带、方位电机和横摇臂支架，其中，方位电机大带轮固定安装于方位底盘，方位电机大带轮的输出轴上套设有方位转动支架，方位转动支架的一端固定安装于横摇臂支架上，横摇臂支架与方位转动支架垂直设置，方位电机固定安装于横摇臂支架上，方位电机的输出轴上安装有方位电机小带轮，方位电机小带轮与方位电机大带轮通过方位传动同步带连接，方位电机转动时，带动方位电机小带轮、横摇臂支架以及方位转动支架绕着方位电机大带轮转动；

横摇传动部分；所述横摇传动部分包括横摇臂、横摇大带轮、横摇同步带、横摇小带轮，其中，横摇臂为U形梁结构，该U形梁结构包括一个横梁，U形梁梁体腹板顶部向外延伸出凸耳，横摇臂支架一端固定安装于方位转动支架，横摇臂支架另一端通过转轴连接有横摇臂的横梁，横摇臂的横梁上固定安装横摇大带轮，横摇大带轮通过横摇同步带与横摇小带轮同步正反转动，使得横摇臂左右摇晃；

俯仰传动部分；所述俯仰传动部分包括天线面、左翼板、右翼板、横挡、俯仰电机、俯仰小带轮、俯仰大带轮、俯仰同步带，天线面的背面两侧固定连接左翼板和右翼板，横摇臂两端的凸耳通过轴承安装于左翼板和右翼板上，右翼板的凸耳上固定安装俯仰大带轮，俯仰大带轮通过俯仰同步带与俯仰小带轮连接，俯仰小带轮与俯仰电机连接并固定安装于右翼板上，俯仰电机带动俯仰小带轮围绕俯仰大带轮转动，使天线面俯仰转动；

极化传动部分；所述极化传动部分包括旋转关节、极化步进电机、极化传动同步带、极化传动小带轮、极化传动大带轮，极化传动大带轮固定安装于旋转关节的转动端，极化步进电机带动极化传动小带轮转动，从而通过极化传动同步带带动极化传动大带轮同步转动，使旋转关节的转动端转动。

还包括左翼板和右翼板之间固定连接的横挡，横挡与横摇臂的横梁平行。

所述极化传动部分还包括竖直安装于横挡上的极化步进电机固定板，极化步进电机固定板上自上而下安装有两块上变频放大器固定板，上变频放大器固定板之间安装有上变频放大器。

方位转动支架靠近天线面的一端安装有方位配重块。

方位底盘固定安装于天线安装底板上，方位底盘与天线安装底板之间设置有减震器。

本发明采用上述技术方案具有如下技术效果：

本发明所述天线单元安装在一个三轴伺服转台上，由抛物面天线及其馈源、低噪声变频模块、关节、波导等组成，采用全新的三轴稳定四轴跟踪结构，即在传统的方位、俯仰和极化转动的基础上，增加一横摇轴转动，使船体面临横摇、纵摇以及船体的转向等复合运动时，橫摇传动部分实现动中通天线与船体相适应的复合运动，克服了现有动中通天线产生丢星现象，造成通信链路中断的技术问题，提高船载动中通天线在船体极端摆动下追踪卫星的稳定性。

旋转关节分别安装在载体卫星通信天线的极化轴、俯仰轴及方位轴上，使得天线在三个轴上转动时，不影响Ku频段电磁波的传送，其天线增益较高，旁瓣特性较好，可跟踪制导系统控制天线的方位和俯仰指向。

附图说明

图1显示了船载动中通天线的三维立体图；

图2显示了船载动中通天线另一个方向的三维立体图；

图3显示了船载动中通天线极化旋转组件的局部放大图。

具体实施方式

本发明所述三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，以1.0米Ku波段天线为实施例，其结构主要以铝材为主。

由图1-3所示，三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，其特征主要包括：左翼板1、天线面2、导电滑环3、方位转动支架4、方位电机大带轮5、方位底盘6、减震器7、天线安装底板8、方位电机小带轮9、方位传动同步带10、方位电机11、电机驱动器12、横摇臂支架13、横摇臂14、右翼板15、横挡16、副反射面17、馈源18、圆波导管19、俯仰大带轮20、俯仰同步带21、俯仰电机22、俯仰小带轮23、横摇大带轮24、横摇同步带25、横摇小带轮26、横摇电机27、主控制板安装盒28、方位配重块29、双工器30、极化传动大带轮31、极化传动同步带32、上变频放大器固定板33、极化步进电机固定板34、极化传动小带轮35、方波导管36、极化步进电机37、上变频放大器38、旋转关节39、下变频放大器40，下面以天线的各组成部分分别予以说明：

三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，包括：

方位传动部分；所述方位传动部分包括方位转动支架4、方位电机大带轮5、方位底盘6、方位电机小带轮9、方位传动同步带10、方位电机11和横摇臂支架13，其中，方位电机大带轮5固定安装于方位底盘6，方位电机大带轮5的输出轴上套设有方位转动支架4，方位转动支架4的一端固定安装于横摇臂支架13上，横摇臂支架13与方位转动支架4垂直设置，方位电机11固定安装于横摇臂支架13上，方位电机11的输出轴上安装有方位电机小带轮9，方位电机小带轮9与方位电机大带轮5通过方位传动同步带10连接，方位电机11转动时，带动方位电机小带轮9、横摇臂支架13以及方位转动支架4绕着方位电机大带轮5转动。

方位底盘6固定在天线减震器7上，减震器7与天线安装底板8通过螺丝固定，方位电机大带轮5通过螺丝固定在方位底盘6上，方位转动支架4在轴承作用下可以围绕方位底盘6旋转，方位电机11通过固定支架固定于横摇臂支架13上，方位电机小带轮9与方位电机11的转动轴通过螺丝固定，方位电机小带轮9与方位电机大带轮5通过方位传动同步带10相连接。由于方位电机大带轮5是和方位底盘6固定不动的，方位电机11转动时会和方位转动支架4一起围绕着方位电机大带轮5作相对旋转运动，同时导电滑环3的转动端也一起跟着方位转动支架4转动。

方位转动支架4靠近天线面2的一端安装有方位配重块29。

横摇传动部分；所述横摇传动部分包括横摇臂14、横摇大带轮24、横摇同步带25、横摇小带轮26，其中，横摇臂14为U形梁结构，该U形梁结构包括一个横梁，U形梁梁体腹板顶部向外延伸出凸耳，横摇臂支架13一端固定安装于方位转动支架4，横摇臂支架13另一端通过转轴连接有横摇臂14的横梁，横摇臂14的横梁上固定安装横摇大带轮24，横摇大带轮24通过横摇同步带25与横摇小带轮26同步正反转动，使得横摇臂14左右摇晃；

横摇大带轮24和横摇臂14通过螺丝固定，横摇电机27转动时会通过横摇同步带25带动整个横摇臂14摆动。

俯仰传动部分；所述俯仰传动部分包括天线面2、左翼板1、右翼板15、横挡16、俯仰电机22、俯仰小带轮23、俯仰大带轮20、俯仰同步带21，天线面2的背面两侧固定连接左翼板1和右翼板15，横摇臂14两端的凸耳通过轴承安装于左翼板1和右翼板15上，右翼板15的凸耳上固定安装俯仰大带轮20，俯仰大带轮20通过俯仰同步带21与俯仰小带轮23连接，俯仰小带轮23与俯仰电机22连接并固定安装于右翼板15上，俯仰电机22带动俯仰小带轮23围绕俯仰大带轮20转动，使天线面2俯仰转动。

天线面2、左翼板1、右翼板15和横挡16通过螺丝固定成一个整体，绕横摇臂14两轴端作俯仰运动。俯仰电机22通过螺丝固定在右翼板15上，俯仰大带轮20与横摇臂14通过螺丝固定，俯仰电机22转动时会和整个天线面2部分一起围绕着俯仰大带轮20作相对旋转运动。

优选地，横挡16与横摇臂14的横梁平行。

极化传动部分：所述极化传动部分包括旋转关节39、极化步进电机37、极化传动同步带32、极化传动小带轮35、极化传动大带轮31，极化传动大带轮31固定安装于旋转关节39的转动端，极化步进电机37带动极化传动小带轮35转动，从而通过极化传动同步带32带动极化传动大带轮31同步转动，使旋转关节39的转动端转动。

副反射面17、馈源18、波导管19、极化传动大带轮31、双工器30通过螺丝连接在旋转关节39的转动端，波导管36分别和旋转关节39的固定端及上变频放大器38相连。极化步进电机37转动时通过极化传动同步带32带动极化传动大带轮31转动，从而带动馈源18、双工器30等相连接的部件转动，从而完成极化角度的调节。

所述极化传动部分还包括竖直安装于横挡16上的极化步进电机固定板34，极化步进电机固定板34上自上而下安装有两块上变频放大器固定板33，上变频放大器固定板33之间安装有上变频放大器38。

Claims (5)

1.三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，其特征在于，包括：

方位传动部分；所述方位传动部分包括方位转动支架（4）、方位电机大带轮（5）、方位底盘（6）、方位电机小带轮（9）、方位传动同步带（10）、方位电机（11）和横摇臂支架（13），其中，方位电机大带轮（5）固定安装于方位底盘（6），方位电机大带轮（5）的输出轴上套设有方位转动支架（4），方位转动支架（4）的一端固定安装于横摇臂支架（13）上，横摇臂支架（13）与方位转动支架（4）垂直设置，方位电机（11）固定安装于横摇臂支架（13）上，方位电机（11）的输出轴上安装有方位电机小带轮（9），方位电机小带轮（9）与方位电机大带轮（5）通过方位传动同步带（10）连接，方位电机（11）转动时，带动方位电机小带轮（9）、横摇臂支架（13）以及方位转动支架（4）绕着方位电机大带轮（5）转动；

横摇传动部分；所述横摇传动部分包括横摇臂支架（13）、横摇臂（14）、横摇大带轮（24）、横摇同步带（25）、横摇小带轮（26），其中，横摇臂（14）为U形梁结构，该U形梁结构包括一个横梁，U形梁梁体腹板顶部向外延伸出凸耳，横摇臂支架（13）一端固定安装于方位转动支架（4），横摇臂支架（13）另一端通过转轴连接有横摇臂（14）的横梁，横摇臂（14）的横梁上固定安装横摇大带轮（24），横摇大带轮（24）通过横摇同步带（25）与横摇小带轮（26）同步正反转动，使得横摇臂（14）左右摇晃；

俯仰传动部分；所述俯仰传动部分包括天线面（2）、左翼板（1）、右翼板（15）、横挡（16）、俯仰电机（22）、俯仰小带轮（23）、俯仰大带轮（20）、俯仰同步带（21），天线面（2）的背面两侧固定连接左翼板（1）和右翼板（15），横摇臂（14）两端的凸耳通过轴承安装于左翼板（1）和右翼板（15）上，右翼板（15）的凸耳上固定安装俯仰大带轮（20），俯仰大带轮（20）通过俯仰同步带（21）与俯仰小带轮（23）连接，俯仰小带轮（23）与俯仰电机（22）连接并固定安装于右翼板（15）上，俯仰电机（22）带动俯仰小带轮（23）围绕俯仰大带轮（20）转动，使天线面（2）俯仰转动；

极化传动部分；所述极化传动部分包括旋转关节（39）、极化步进电机（37）、极化传动同步带（32）、极化传动小带轮（35）、极化传动大带轮（31），极化传动大带轮（31）固定安装于旋转关节（39）的转动端，极化步进电机（37）带动极化传动小带轮（35）转动，从而通过极化传动同步带（32）带动极化传动大带轮（31）同步转动，使旋转关节（39）的转动端转动。

2.根据权利要求1所述的三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，其特征在于，还包括左翼板（1）和右翼板（15）之间固定连接的横挡（16），横挡（16）与横摇臂（14）的横梁平行。

3.根据权利要求2所述的三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，其特征在于，所述极化传动部分还包括竖直安装于横挡（16）上的极化步进电机固定板（34），极化步进电机固定板（34）上自上而下安装有两块上变频放大器固定板（33），上变频放大器固定板（33）之间安装有上变频放大器（38）。

4.根据权利要求1所述的三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，其特征在于，方位转动支架（4）靠近天线面（2）的一端安装有方位配重块（29）。

5.根据权利要求1所述的三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，其特征在于，方位底盘（6）固定安装于天线安装底板（8）上，方位底盘（6）与天线安装底板（8）之间设置有减震器（7）。