CN108417987A - 一种用于卫星天线系统的信标门限确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种信标门限确定方法，其包括以下步骤：采集噪声电平并使得卫星天线俯仰角和极化角调整到相应设定角度、使得卫星天线方位在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角、使得最大信标电平减去噪声电平获得最大相对信标电平、使得最大相对信标电平乘以比例系数K(0<K<1)获得门限。该方法的优点在于采用浮动信标门限确定方法，避免了信标门限偏低偏离主瓣或者信标门限偏高找不到卫星的缺陷。

Description

一种用于卫星天线系统的信标门限确定方法

【技术领域】

本发明涉及一种信标寻星领域，具体而言，涉及一种用于卫星天线系统的信标门限确定方法。

【背景技术】

目前，在自动寻星的卫星天线系统中，通常以工作卫星的信标信号作为参考跟踪信号，信标接收机输出一个与信标信号强度成比例的直流电平，天线控制系统控制天线进行方位和俯仰的调整，使该直流电平最大，从而最终对准工作卫星。传统的信标寻星过程采用固定门限。然而，不同地区信标信号会发生变化，在同一地区不同时间信标信号也会发生变化。固定门限在信号偏大的地方门限偏低，容易使得卫星天线偏离主瓣；固定门限在信标信号较小的地方门限偏高，有可能找不到卫星。

所以期望提供一种新型的用于卫星天线系统的信标门限确定方法，其能够解决现有技术存在的问题。

【发明内容】

本发明旨在提供一种于卫星天线系统的信标门限确定方，以解决现有技术存在的问题。本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明的一个实施方式提供了一种用于卫星天线系统的信标门限确定方法，其中其包括以下步骤：

步骤1：采集噪声电平并使得卫星天线俯仰角和极化角调整到相应设定角度；

步骤2：使得卫星天线方位在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角；

步骤3：使得最大信标电平减去噪声电平获得最大相对信标电平；

步骤4:使得最大相对信标电平乘以比例系数K(0<K<1),得到信标门限。

根据本发明的上述一个实施方式提供的信标门限确定方法，其中所述卫星天线系统包括：卫星天线、与卫星天线相连接的变频器、与变频器相连接的耦合器、与耦合器相连接的接收机、与接收机相连接的A/D转换模块、与A/D转换模块相连接的天线控制器、天线控制器通过天线伺服装置与卫星天线相连接并且天线控制器还分别与倾斜仪、全球定位系统接收机和极化传感器相连接，接收机包括信标接收机和DVB接收机；天线控制器存储有工作卫星的信标跟踪参数和DVB跟踪参数，还存储有基准卫星的跟踪参数；信标接收机的接收频率设置为信标跟踪参数，DVB接收机的接收频率设置为DVB跟踪参数，天线伺服装置包括方位电机、俯仰电机和极化电机，极化传感器用于向天线控制器反馈极化角的实际工作角度。

根据本发明的上述一个实施方式提供的信标门限确定方法，其中在上述步骤1中，采集噪声电平是指卫星天线背离卫星的条件下接收到的信标信号。

根据本发明的上述一个实施方式提供的信标门限确定方法，其中在上述步骤1中“使得卫星天线俯仰角和极化角调整到相应设定角度”是指在俯仰电机和极化电机驱动下使得卫星天线转动到相应设定的天线俯仰角和极化角。

根据本发明的上述一个实施方式提供的信标门限确定方法，其中在上述步骤2中“使得卫星天线方位在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角”是指在方位电机的驱动下使得卫星天线在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角。

根据本发明一个实施方式提供的用于卫星天线系统的信标门限确定方法的优点在于：当同地区信标信号发生变化或者同一地区不同时间信标信号发生变化时，该方法能够通过及时测量并确定当前信标门限，从而防止了固定门限在信号偏大的地方门限偏低，容易使得卫星天线偏离主瓣以及固定门限在信标信号较小的地方门限偏高，有可能找不到卫星的缺陷。

【附图说明】

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1为根据本发明一个实施方式提供的信标门限确定方法；

图2为可以实施图1所示的方法的现有技术的卫星天线系统结构示意图。

【具体实施方式】

图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

门限是指卫星天线寻星过程中信标信号的一个阈值，以此判断卫星天线是否对准卫星。对星是指卫星天线电轴指向卫星。旁瓣是指卫星天线方向图中能量较最高峰稍低的一个峰。噪声电平是指卫星天线背离卫星的条件下接收到的信标信号。

图1为根据本发明一个实施方式提供的用于卫星天线系统的信标门限确定方法。所述信标门限确定方法包括以下步骤：

步骤100：信标门限确定方法开始；

步骤102：采集噪声电平并使得卫星天线俯仰角和极化角调整到相应设定角度；

步骤104：使得卫星天线在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角；

步骤106：使得最大信标电平减去噪声电平获得最大相对信标电平；

步骤108：使得最大相对信标电平乘以比例系数K得到信标门限；

步骤110：信标门限确定方法结束。

用于实施图1所示的信标门限确定方法的卫星天线系统包括：卫星天线1，与卫星天线1相连接的变频器2，与变频器2相连接的耦合器3，与耦合器3相连接的接收机4，与接收机4相连接的A/D转换模块5，与A/D转换模块5相连接的天线控制器6，天线控制器6通过天线伺服装置7与卫星天线1相连接，天线控制器6还分别与倾斜仪8、全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)接收机9和极化传感器10相连接(如图2所示)。

接收机4包括信标接收机41和DVB接收机42；天线控制器6存储有工作卫星的信标跟踪参数和DVB跟踪参数，还存储有基准卫星的跟踪参数；信标接收机41的接收频率设置为信标跟踪参数，DVB接收机42的接收频率设置为DVB跟踪参数。

天线伺服装置7包括方位电机，俯仰电机和极化电机。极化传感器10用于向天线控制器6反馈极化角的实际工作角度。

在卫星天线寻星过程中，一旦接收到卫星信号，卫星天线就将接收到的卫星信号发送给变频器2进行放大并将放大后的卫星信号发送给耦合器3，耦合器3将放大后的卫星信号耦合出两路信号，分别发送至信标接收机41和DVB接收机42；信标接收机41和DVB接收机42对接收到的信号进行检波、滤波和放大处理，然后分别输出信标直流(AutomaticGainControl)电平和DVB直流电平至A/D转换模块5，A/D转换模块5将两路直流电平进行模数转换后，得到数字化的信标直流电平和DVB直流电平，并发送至天线控制器6；天线控制器根据设定的基准选择一路直流电平的数字信号作为寻星参考信号，比如当信标接收机41发出的直流电平比较强且比较稳定时选择信标接收机41发出的直流电平；当DVB接收机42发出的直流电平比较强且比较稳定时选择DVB接收机42发出的直流电平；根据选择的直流电平为天线伺服装置7的伺服控制提供信号电平指示。天线控制器6还判断选择的直流电平是否大于设定的门限值，若大于设定的门限值，则说明卫星天线能够对准工作卫星；卫星天线对该直流电平的值进行调整，直至该直流电平值最大，此时卫星天线对星最准确，此后卫星天线指向始终对准工作卫星，保持最佳的接收性能；若选择的直流电平小于设定的门限值，则说明卫星天线不能够对准工作卫星；这时天线控制器6自动调用基准卫星的跟踪参数，并控制卫星天线跟踪基准卫星；当卫星天线采取上述对星策略准确对准基准卫星后，天线控制器6根据基准卫星的位置参数、工作卫星的位置参数、卫星天线所在地的地理位置信息，计算出工作卫星与基准卫星之间的方位、俯仰角和极化角的相对差值；然后，天线控制器6根据计算得到的差值，驱动天线伺服装置7控制卫星天线运动到工作卫星。

在上述步骤102中，采集噪声电平是指卫星天线背离卫星的条件下接收到的信标信号。

在上述步骤102中“使得卫星天线俯仰角和极化角调整到相应设定角度”是指在俯仰电机和极化电机驱动下使得天线转动到相应设定的天线俯仰角和极化角。

在上述步骤104中“使得卫星天线方位在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角”是指在方位电机的驱动下使得卫星天线在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角。

根据本发明一个实施方式提供的用于卫星天线系统的信标门限确定方法的优点在于：当同地区信标信号发生变化或者同一地区不同时间信标信号发生变化时，该方法能够通过及时测量并确定当前信标门限，从而防止了固定门限在信号偏大的地方门限偏低，容易使得卫星天线偏离主瓣以及固定门限在信标信号较小的地方门限偏高，有可能找不到卫星的缺陷。

在此提供的方法不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

根据本发明的方法可以通过计算机程序产品来实施，该计算机程序产品包括用于当在计算机上运行所述计算机程序产品时执行以实施本发明的位置控制中的校准方法的软件代码部分。

可以通过在计算机可读记录介质中记录一种计算机程序来实施本发明，该计算机程序包括用于当在计算机上运行所述计算机程序时执行以实施本发明的位置控制中的校准方法的软件代码部分。即根据本发明的位置控制中的校准方法能够以计算机可读介质中的指令的形式和各种其他形式分发，而不管实际来执行分发的信号承载介质的特定类型。计算机可读介质的例子包括诸如EPROM、ROM、磁带、纸、软盘、硬盘驱动器、RAM和CD-ROM的介质以及诸如数字和模拟同心链路的传输型介质。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (5)

1.一种用于卫星天线系统的信标门限确定方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：采集噪声电平并使得卫星天线俯仰角和极化角调整到相应设定角度；

步骤2：使得卫星天线方位在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角；

步骤3：使得最大信标电平减去噪声电平获得最大相对信标电平；

步骤4:使得最大相对信标电平乘以比例系数K得到信标门限。

2.如权利要求1所述的信标门限确定方法，所述卫星天线系统包括：卫星天线、与卫星天线相连接的变频器、与变频器相连接的耦合器、与耦合器相连接的接收机、与接收机相连接的A/D转换模块、与A/D转换模块相连接的天线控制器、天线控制器通过天线伺服装置与卫星天线相连接并且天线控制器还分别与倾斜仪、全球定位系统接收机和极化传感器相连接，接收机包括信标接收机和DVB接收机；天线控制器存储有工作卫星的信标跟踪参数和DVB跟踪参数，还存储有基准卫星的跟踪参数；信标接收机的接收频率设置为信标跟踪参数，DVB接收机的接收频率设置为DVB跟踪参数，天线伺服装置包括方位电机、俯仰电机和极化电机，极化传感器用于向天线控制器反馈极化角的实际工作角度。

3.如权利要求2所述的信标门限确定方法，其特征在于，在上述步骤1中，采集噪声电平是指卫星天线背离卫星的条件下接收到的信标信号。

4.如权利要求2所述的信标门限确定方法，其特征在于，在上述步骤1中“使得卫星天线俯仰角和极化角调整到相应设定角度”是指在俯仰电机和极化电机驱动下使得卫星天线转动到相应设定的天线俯仰角和极化角。

5.如权利要求2所述的信标门限确定方法，其特征在于，在上述步骤2中“使得卫星天线方位在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角”是指在方位电机的驱动下使得卫星天线方位在360度范围内转动并确定最大信标电平和最佳方位角。