CN106443738A - 一种动中通天线的跟踪方法 - Google Patents

Abstract

一种动中通天线的跟踪方法，包括：天线姿态初始化；采集天线环境背景噪声；捕获信标信号；通过实时采集天线在固定偏移角和方向上的信标信号来计算最强信标信号所对应的方向；按照最强信标信号所对应偏移角度和方向，实时调整天线角度，实现实时跟踪。本发明利用新颖的天线跟踪方法实现实时天线追踪，通过整合地理位置数据、控制步进电机实时控制天线对准方向，结合高效的跟踪策略，实现快速移动环境下可靠稳定的微波通信。

Description

一种动中通天线的跟踪方法

技术领域

本发明涉及一种动中通天线的跟踪方法，属于动中通天线的技术领域。

背景技术

微波通信系统的通信容量大，抗干扰能力强，但它是一种视距通信手段，受地形和环境因素影响明显，虽然通过多次中继转发可以实现通信，但组网效率和传输效率均大大折扣。因此，利用空中平台进行中继通信，是一种非常有前景的通信方式。空中平台可以是系留气球、飞艇、直升机、无人机等。

为了实时保持与空中平台的对准通信，设计满足需求的车载动中通天线系统已经成为新的研究热点。车载动中通天线系统是一个复杂的多学科的技术密集综合体，包含惯性导航技术、微惯性传感器应用技术、数据采集及信号处理技术、精密机械、运动控制技术、闭环伺服控制技术等多项技术，是多个学科有机结合的产物。基于车载动中通天线的微波通信系统，适用于公安消防、抢险救灾、野外作业等多种场合。

由于车载动中通天线系统复杂，为了保持天线方向角始终对准空中节点，要涉及到陀螺传感器信息、倾角仪传感器信息、电子罗盘信息、信标信号信息、地址位置信息、步进电机控制信息及设备内部通信信息等各种数据的收集、处理、控制、交互等，所以如何设计一种动中通天线的跟踪方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种动中通天线的跟踪方法。

本发明的技术方案如下：

一种动中通天线的跟踪方法，包括：

1)天线姿态初始化；

2)采集天线环境背景噪声；

3)捕获信标信号；

4)通过实时采集天线在固定偏移角和方向上的信标信号来计算最强信标信号所对应的方向；

5)按照最强信标信号所对应偏移角度和方向，实时调整天线角度，实现实时跟踪。

根据本发明优选的，所述步骤2)中，所述采集天线环境背景噪声包括采集天线所处空间的信号噪声并取平均值予以保存。此处设计的优点在于，驱动天线360度全空域扫描，便于实时获取天线所处空间的背景噪声，用以精确识别空间内的信标信号，排除空间其它电信号干扰。

根据本发明优选的，所述步骤3)中，捕获信标信号的方法包括：

当GPS/北斗信号可用时，按照捕获到的位置信息，计算出信标信号方位角，控制天线对准，然后进入实时跟踪状态；

当GPS/北斗信号不可用时，则通过不断进行空间信标信号强度采样，分析比较找出信标信号最大值所在方位，调整天线角度实现实时跟踪。

根据本发明优选的，所述步骤4)中，实时跟踪采集信标信号的方法包括：

控制天线通道开关，有规律地在上、下、左、右四个方向偏移0.5°～3°角上进行切换控制，同时分别采集对应上述偏移角度和方向时的信标信号强度；

计算出最强信标信号所对应偏移方向和偏移角度，实时调整天线角度，实现实时跟踪。

根据本发明优选的，控制天线通道开关，有规律地在上、下、左、右四个方向偏移1°～2°角上进行切换控制。

根据本发明优选的，控制天线通道开关，有规律地在上、下、左、右四个方向偏移2°角上进行切换控制。

根据本发明优选的，所述步骤1)中，天线姿态初始化，包括对天线的俯仰水平调平、横滚水平调平、陀螺零点初步校正。

根据本发明优选的，在所述步骤5)中：

当天线所捕获的信标信号丢失时，首先保持当前的天线姿态固定时间，

若在该固定时间内所述天线重新捕获信标信号时，按步骤4)实现天线恢复跟踪；

若在该固定时间内所述天线未捕获信标信号时，按步骤3)、4)实现天线捕获信标信号、实时跟踪。对于剧烈外部因素作用或环境遮挡导致信标信号丢失的情况，本发明引入等待固定时间的步骤，避免重新进行捕获信标信号操作，直接进行实时跟踪，提高了天线的跟踪效率。

本发明的优势在于：

本发明利用新颖的天线跟踪方法实现实时天线追踪，通过整合地理位置数据、控制步进电机实时控制天线对准方向，结合高效的跟踪策略，实现快速移动环境下可靠稳定的微波通信。

附图说明

图1是本发明所述一种动中通天线的跟踪方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。

实施例1、

一种动中通天线的跟踪方法，包括：

1)天线姿态初始化；

2)采集天线环境背景噪声；

3)捕获信标信号；

4)通过实时采集天线在固定偏移角和方向上的信标信号来计算最强信标信号所对应的方向；

5)按照最强信标信号所对应偏移角度和方向，实时调整天线角度，实现实时跟踪。

实施例2、

如实施例1所述一种动中通天线的跟踪方法，其区别在于，所述步骤2)中，所述采集天线环境背景噪声包括采集天线所处空间的信号噪声并取平均值予以保存。

实施例3、

如实施例1所述一种动中通天线的跟踪方法，其区别在于，所述步骤3)中，捕获信标信号的方法包括：

当GPS/北斗信号可用时，按照捕获到的位置信息，计算出信标信号方位角，控制天线对准，然后进入实时跟踪状态；

当GPS/北斗信号不可用时，则通过不断进行空间信标信号强度采样，分析比较找出信标信号最大值所在方位，调整天线角度实现实时跟踪。

实施例4、

如实施例1所述一种动中通天线的跟踪方法，其区别在于，实时跟踪采集信标信号的方法包括：

控制天线通道开关，有规律地在上、下、左、右四个方向偏移2°角上进行切换控制，同时分别采集对应上述偏移角度和方向时的信标信号强度；

计算出最强信标信号所对应偏移方向和偏移角度，实时调整天线角度，实现实时跟踪。

上述，有规律地在上、下、左、右四个方向偏移0.5°角上进行切换控制；或有规律地在上、下、左、右四个方向偏移3°角上进行切换控制。

实施例5、

如实施例1所述一种动中通天线的跟踪方法，其区别在于，所述步骤1)中，天线姿态初始化，包括对天线的俯仰水平调平、横滚水平调平、陀螺零点初步校正。

实施例6、

如实施例1所述一种动中通天线的跟踪方法，其区别在于，在所述步骤5)中：

当天线所捕获的信标信号丢失时，首先保持当前的天线姿态固定时间，

若在该固定时间内所述天线重新捕获信标信号时，按步骤4)实现天线恢复跟踪；

若在该固定时间内所述天线未捕获信标信号时，按步骤3)、4)实现天线捕获信标信号、实时跟踪。

Claims (8)

1.一种动中通天线的跟踪方法，其特征在于，该方法包括：

1)天线姿态初始化；

2)采集天线环境背景噪声；

3)捕获信标信号；

4)通过实时采集天线在固定偏移角和方向上的信标信号来计算最强信标信号所对应的方向；

5)按照最强信标信号所对应偏移角度和方向，实时调整天线角度，实现实时跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种动中通天线的跟踪方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述采集天线环境背景噪声包括采集天线所处空间的信号噪声并取平均值予以保存。

3.根据权利要求1所述的一种动中通天线的跟踪方法，其特征在于，所述步骤3)中，捕获信标信号的方法包括：

当GPS/北斗信号可用时，按照捕获到的位置信息，计算出信标信号方位角，控制天线对准，然后进入实时跟踪状态；

当GPS/北斗信号不可用时，则通过不断进行空间信标信号强度采样，分析比较找出信标信号最大值所在方位，调整天线角度实现实时跟踪。

4.根据权利要求1所述的一种动中通天线的跟踪方法，其特征在于，所述步骤4)中，实时跟踪采集信标信号的方法包括：

控制天线通道开关，有规律地在上、下、左、右四个方向偏移0.5°～3°角上进行切换控制，同时分别采集对应上述偏移角度和方向时的信标信号强度；

计算出最强信标信号所对应偏移方向和偏移角度，实时调整天线角度，实现实时跟踪。

5.根据权利要求4所述的一种动中通天线的跟踪方法，其特征在于，控制天线通道开关，有规律地在上、下、左、右四个方向偏移1°～2°角上进行切换控制。

6.根据权利要求5所述的一种动中通天线的跟踪方法，其特征在于，控制天线通道开关，有规律地在上、下、左、右四个方向偏移2°角上进行切换控制。

7.根据权利要求1所述的一种动中通天线的跟踪方法，其特征在于，所述步骤1)中，天线姿态初始化，包括对天线的俯仰水平调平、横滚水平调平、陀螺零点初步校正。

8.根据权利要求1所述的一种动中通天线的跟踪方法，其特征在于，在所述步骤5)中：

当天线所捕获的信标信号丢失时，首先保持当前的天线姿态固定时间，

若在该固定时间内所述天线重新捕获信标信号时，按步骤4)实现天线恢复跟踪；

若在该固定时间内所述天线未捕获信标信号时，按步骤3)、4)实现天线捕获信标信号、实时跟踪。