CN106711620A - 一种带缺区的双反射面卫星天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带缺区的双反射面卫星天线，用于解决现有卫星天线自动跟踪系统存在的不足，包括主反射面、副反射面、馈源，主反射面配有伺服跟踪单元及主控单元，所述主反射面、副反射面与馈源同轴心设置，所述副反射面配有旋转机构并绕轴心匀速旋转；所述副反射面上设置有以其中心点为圆心、扇形的信号局部失效区域。本发明利用旋转的、偏心的信号局部失效区域就能获取型号强度周期变化的类正弦信号，而以副反射面中心点为圆心的扇形区域作为信号局部失效区域，使馈源接受的信号波更接近标准正弦波，信号处理更简单准确，卫星天线跟踪也就越精确、响应速度也越快。

Description

一种带缺区的双反射面卫星天线
技术领域
本发明涉及卫星通信领域，具体涉及到一种带缺区的双反射面卫星天线。
背景技术
“动中通”是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称，用于实现移动载体与卫星间的通信。卫星信号微弱且具有极强的方向性，为了保证移动载体（如船舶、火车等）接收到稳定的信号，以满足通信的要求，需要实时检测天线与卫星的偏差，并及时调整天线姿态，即保证天线实时对准卫星。所以，天线自动跟踪技术是卫星天线的核心技术之一，是实现移动载体与卫星稳定通信的前提。目前常用的天线自动跟踪技术有步进跟踪、圆锥扫描跟踪和单脉冲跟踪三种，但这三种技术分别存在响应慢、临星干扰大、价格昂贵等缺点。
双反射面卫星天线旋转缺区跟踪方法是一种先进的天线自动跟踪技术，利用天线面上旋转的、偏心的信号局部失效区域就能获取型号强度周期变化的类正弦信号并反馈至馈源，具有较高的精度和反应速度，临星干扰小、适应性强，而且设备简单，成本低廉。信号局部失效区域的设置方式是上述旋转缺区跟踪方法的核心技术之一，良好的设计才能保证周期信号的质量和稳定性。
发明内容
为了解决现有卫星天线自动跟踪系统存在的不足，本发明提供了一种精度高、临星干扰小而且成本较低的带缺区的双反射面卫星天线，特别是提供了其信号局部失效区域的设置方式。
本发明采用的技术方案如下：
一种带缺区的双反射面卫星天线，包括主反射面、副反射面、馈源，主反射面配有伺服跟踪单元及主控单元，所述主反射面、副反射面与馈源同轴心设置，所述副反射面配有旋转机构并绕轴心匀速旋转；所述副反射面上设置有以其中心点为圆心、扇形的信号局部失效区域。
所述扇形的信号局部失效区域的圆心角为150~210°。
所述扇形的信号局部失效区域的圆心角为180°。
所述旋转机构包括一端与主反射面同心固定的罩筒，所述罩筒的另一端安装有固定板，所述固定板安装有直流电机，所述副反射面设置在罩筒内并安装在直流电机的输出轴上。
所述副反射面包括塑料本体与反射膜。
所述副反射面的背部圆周阵列布置有若干径向的加强筋。
本发明的有益效果是：
本发明利用旋转的、偏心的信号局部失效区域就能获取型号强度周期变化的类正弦信号，而以副反射面中心点为圆心的扇形区域作为信号局部失效区域，使馈源接受的信号波更接近标准正弦波，信号处理更简单准确，卫星天线跟踪也就越精确、响应速度也越快。
附图说明
图1是本发明实施例正对卫星时的示意图。
图2是本发明实施例中信号局部失效区域的示意图。
图3是本发明实施例正对卫星时副反射面的场强密度示意图。
图4是本发明实施例偏离卫星时副反射面处于一号位置的示意图。
图5是本发明实施例中副反射面处于一号位置时的场强密度示意图。
图6是本发明实施例偏离卫星时副反射面处于二号位置的示意图。
图7是本发明实施例中副反射面处于二号位置时的场强密度示意图。
图8是本发明实施例中扇形的信号局部失效区域圆心角为30°时，馈源接收的信号曲线。
图9是本发明实施例中扇形的信号局部失效区域圆心角为60°时，馈源接收的信号曲线。
图10是本发明实施例中扇形信号局部失效区域圆心角为150°时，馈源接收的信号曲线。
图11是本发明实施例中扇形信号局部失效区域圆心角为180°时，馈源接收的信号曲线。
图12是本发明实施例中扇形信号局部失效区域圆心角为210°时，馈源接收的信号曲线。
图13是本发明实施例中扇形信号局部失效区域圆心角为240°时，馈源接收的信号曲线。
图14是本发明实施例中信号局部失效区域为偏心设置在副反射面上的其他形状时，馈源接收的信号曲线。
图15是本发明实施例的原理框图。
图16是本发明实施例的外形示意图。
图17是本发明实施例的爆炸示意图。
图18是本发明实施例中副反射面的外形示意图。
图19是本发明实施例中副反射面另一个角度的外形示意图。
主反射面1、副反射面2、馈源3、旋转机构4、信号局部失效区域21、塑料本体22、反射膜23、加强筋24、罩筒41、固定板42、直流电机43。
具体实施方式
下面以环焦天线作实施例并结合附图本发明作进一步说明。
实施例中，如图1、图2所示，一种带缺区的双反射面卫星天线，包括主反射面1、副反射面2、馈源3，主反射面1配有伺服跟踪单元及主控单元，所述主反射面1、副反射面2与馈源3同轴心设置，所述副反射面2配有旋转机构4并绕轴心匀速旋转；所述副反射面2上设置有以其中心点为圆心、扇形的信号局部失效区域21；实施例中，信号局部失效区域21可采用局部缺省、信号吸收涂层等方式来实现。
实施例中，如图1所示，当主反射面1的轴心对准卫星时，主反射面1汇聚微波信号到副反射面2，在副反射面2上场强分布是不均匀的，越靠近主反射面1边缘汇聚的微波场强越密集，即越靠近副反射面2中心的场强越密集，即如图3所示。此时副反射盘2旋转一周，信号局部失效区域21损失的微波信号能量在旋转圆周上是相同的，即馈源3会接收到平稳、无波动的信号。
实施例中，如图4、图6所示，当主反射面1的轴心偏离卫星，副反射面2分别处于一号位置与二号位置时，副反射面2上的场强密度分布分别如图5、图7所示。此时副反射盘2旋转一周，信号局部失效区域21损失的微波信号能量在旋转圆周上是不同的，一号位置时信号强度最大，二号位置信号强度最小，馈源3实际会接收到强度周期波动的信号，其信号波形与信号局部失效区域21的位置、赋形、转速都有关系。当技术参数调节恰当，信号强度就会表现为如图8、图9、图10、图11、图12所示的类正弦波，而副反射盘2转速足够高时，实施例几乎能接近单脉冲跟踪的技术性能。
实施例中，如图8、图9、图10、图11、图12所示，分别为扇形的信号局部失效区域21的圆心角α为30°、60°、150°、180°、210°、240°时，馈源3接收的信号曲线，图13所示为信号局部失效区域21为偏心设置在副反射面上的其他形状如圆、矩形、三角形，或其他位置时，馈源接收的信号曲线。由上述信号曲线易知，信号局部失效区域21为以副反射面2中心点为圆心的扇形，且α=150~210°，尤其是α=180°时，馈源3接受的信号波更接近标准正弦波，信号处理更简单准确，卫星天线跟踪也就越精确、响应速度也越快；当α＜150°时，信号曲线的峰值处趋势不明显；当α＞210°时，信号曲线的谷值处趋势不明显，且信号增益损失大；而信号局部失效区域21为偏心设置在副反射面2上的其他形状时，馈源接收的信号甚至会淹没在噪声中。
实施例中，如图15、图16、图17所示，所述旋转机构4包括一端与主反射面1同心固定的罩筒41，所述罩筒41的另一端安装有固定板42，所述固定板42安装有直流电机43，所述副反射面2设置在罩筒41内并安装在直流电机43的输出轴上。本实施例结构，副反射面2安装牢固，直接安装在直流电机43上能保证较高的转速，以尽可能提高卫星天线自动跟踪的响应速度。
实施例中，如图18、图19所示，所述副反射面2包括塑料本体22与反射膜23；所述副反射面2的背部圆周阵列布置有若干径向的加强筋24。本实施例按照吸塑或压塑成型、切边修整、覆反射膜等步骤加工，与金属的副反射面2相比，具有加工简单、成本低廉的优点；加强筋24用于加强塑料本体22的自身强度，以弥补塑料较之金属的缺陷。
基于本实施例环焦天线的卫星天线自动跟踪方法，其步骤如下：a）当所述主反射面1轴心偏离卫星时，主反射面1汇聚卫星微波信号到副反射面2，并反射至馈源3，因信号局部失效区域21旋转产生强度周期波动的信号；b）所述主控单元接收并处理该信号，根据信号的强度分布计算主反射面1偏离卫星的方向，根据信号强度极值偏差计算主反射面1偏离卫星的程度；c）所述主控单元驱动伺服跟踪单元，使主反射面1向卫星方向移动；d）当所述主反射面1轴心对准卫星时，信号局部失效区域21旋转时馈源3获取的信号强度相同，所述主控单元保持伺服跟踪单元状态不变。基于本实施例的卫星天线自动跟踪方法与步进跟踪相比，精度高、响应快；与圆锥扫描跟踪相比，主反射面1与副反射面2同轴心设置，减小了旁瓣，降低了临星干扰，提高了适用性；与单脉冲跟踪相比，利用旋转的、偏心的信号局部失效区域21就能获取型号强度周期变化的类正弦信号，设备简单，成本低廉。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带缺区的双反射面卫星天线，包括主反射面（1）、副反射面（2）、馈源（3），主反射面（1）配有伺服跟踪单元及主控单元，其特征在于：所述主反射面（1）、副反射面（2）与馈源（3）同轴心设置，所述副反射面（2）配有旋转机构（4）并绕轴心匀速旋转；所述副反射面（2）上设置有以其中心点为圆心、扇形的信号局部失效区域（21）。
2.根据权利要求1所述的带缺区的双反射面卫星天线，其特征在于：所述扇形的信号局部失效区域（21）的圆心角为150~210°。
3.根据权利要求2所述的带缺区的双反射面卫星天线，其特征在于：所述扇形的信号局部失效区域（21）的圆心角为180°。
4.根据权利要求1所述的带缺区的双反射面卫星天线，其特征在于：所述旋转机构（4）包括一端与主反射面（1）同心固定的罩筒（41），所述罩筒（41）的另一端安装有固定板（42），所述固定板（42）安装有直流电机（43），所述副反射面（2）设置在罩筒（41）内并安装在直流电机（43）的输出轴上。
5.根据权利要求1或4所述的带缺区的双反射面卫星天线，其特征在于：所述副反射面（2）包括塑料本体（22）与反射膜（23）。
6.根据权利要求5所述的带缺区的双反射面卫星天线，其特征在于：所述副反射面（2）的背部圆周阵列布置有若干径向的加强筋（24）。
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Denomination of invention: A dual reflector satellite antenna with missing regions

Granted publication date: 20230502

Pledgee: Zhejiang Zhoushan Putuo Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Xincheng Sub branch

Pledgor: SINOTRUST MARINE (ZS) SATELLITE COMMUNICATION Co.,Ltd.

Registration number: Y2024330001368