CN109390656A - 船用卫星通讯天线系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了船用卫星通讯天线系统，包括控制线路板、角度调节系统、方位调节系统、天线转台、环焦天线、跟踪接收机、溃源盘、GPS定位装置及角度传感器，控制线路板包括微处理器及指向跟踪系统，指向跟踪系统包括角度调节模块及方位调节模块，角度调节模块及方位调节模块分别与微处理器通信，GPS定位装置及角度传感器分别与微处理器通信，GPS定位装置用于检测整个装置的方位，角度传感器用于检测偏转角度；环焦天线固定于天线转台，跟踪接收机分别与指向跟踪系统和溃源盘连接，根据船舶所处的状态，实时调整环焦天线的角度及方位，提高船用卫星通讯天线系统的接收效率，能够在船舶行驶的过程中，自动寻找卫星，并实时锁定卫星方位。

Description

船用卫星通讯天线系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及船舶领域，尤其涉及一种船用卫星通讯天线系统及其使用方法。

背景技术

目前，卫星天线接收微弱的卫星信号并将卫星信号反射至碟型天线中的低噪声降频放大器。低噪声降频放大器将此集中的信号放大至数十万倍后，再利用振荡电路将高频卫星信号转换至中频。此中频信号为一个调变信号，再经机顶盒解调复原成影音信号后，即可输入电视使用。

但是，现有的船载卫星天线存在以下缺陷：

现有技术中，由于移动载体的卫星天线在船舶的使用过程中，在海面上遇到风浪天气时，卫星天线一般随船舶左右倾斜，由于卫星天线需接收卫星发射的微波信号，而碟型天线是一种高指向性的卫星接收天线，由于其接收特性需要在碟型天线正中央对准于远距离的卫星(约三万六千公里)，所以碟型天线的指向方位需要很高的精准度，这样会影响信号的接收，降低微波信号的接收效率。现有技术的卫星天线用于船舶上时普遍存在的跟踪性能不稳定、遇风浪易丢失信号的弊端。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种船用卫星通讯天线系统，其能解决接收效率不稳定的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种船用卫星通讯天线系统，包括控制线路板、角度调节系统、方位调节系统、天线转台、环焦天线、跟踪接收机、溃源盘、GPS定位装置及角度传感器，所述控制线路板包括微处理器及指向跟踪系统，所述指向跟踪系统包括角度调节模块及方位调节模块，所述角度调节模块及所述方位调节模块分别与所述微处理器通信，所述GPS定位装置及所述角度传感器分别与所述微处理器通信，所述GPS定位装置用于检测整个装置的方位，所述角度传感器用于检测偏转角度；所述角度调节系统包括角度限位开关及俯仰电机，所述角度限位开关及所述俯仰电机固定于所述天线转台，所述俯仰电机带动所述天线转台移动以调节角度；所述方位调节系统包括方位限位开关及方位电机，所述方位限位开关及所述方位电机固定于所述天线转台，所述方位电机带动所述天线转台移动以调节方位；所述环焦天线固定于所述天线转台，所述跟踪接收机分别与所述指向跟踪系统和所述溃源盘连接，所述溃源盘和所述环焦天线连接，所述微处理器根据所述GPS定位装置及检测的信号所述角度传感器调节所述天线转台的位置，从而调节所述环焦天线接收状况。

优选的，所述角度调节系统还包括角度伺服放大器及角度变速机构，所述角度伺服放大器及所述角度变速机构分别与所述俯仰电机连接，所述角度伺服放大器与所述指向跟踪系统连接，所述角度调节系统的调节范围为0°-85°。

优选的，所述方位调节系统还包括方位伺服放大器及方位变速机构，所述方位伺服放大器及所述方位变速机构分别与所述方位电机连接，所述方位伺服放大器与所述指向跟踪系统连接。

优选的，所述船用卫星通讯天线系统还包括极化调节系统，所述指向跟踪系统还包括极化调节模块，所述极化调节模块与所述微处理器通信，所述极化调节系统包括极化限位开关及极化电机，所述极化电机用于调节所述环焦天线的极化角。

优选的，所述极化调节系统还包括极化伺服放大器及极化变速机构，所述极化伺服放大器及所述极化变速机构分别与所述极化电机连接，所述极化伺服放大器与所述指向跟踪系统连接；所述船用卫星通讯天线系统还包括转台电机，所述转台电机带动所述天线转台转动，所述天线转台的转动速度为10°/S到60°/S。

优选的，所述船用卫星通讯天线系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括数据显示模块及功能选择模块，所述数据显示模块及所述功能选择模块分别与所述微处理器通信，所述数据显示模块用于显示所述环焦天线的位置及角度信息。

优选的，所述人机交互模块还包括系统状态检测模块，所述系统状态检测模块与所述微处理器通信，所述系统状态检测模块用于检测系统是否处于故障状态，所述系统状态检测模块与一报警铃连通。

一种船用卫星通讯天线系统的使用方法，包括以下步骤：

检测步骤，通过GPS定位装置实时检测环焦天线的方位信息，通过角度传感器实时检测环焦天线的转角信息，记录信息并发送至微处理器；调节步骤，根据方位信息及转角信息，微处理器校正并传送运转命令至角度调节系统及方位调节系统，角度调节系统及方位调节系统调节环焦天线的方位及角度；记录步骤，微处理器记录相应位置时环焦天线的方位及角度。

优选的，在所述记录步骤中，还包括：实时监测的环焦天线的方位及角度显示于数据显示模块上。

优选的，当系统状态检测模块检测到系统故障时，系统状态检测模块向微处理器发送信号，微处理器进行自检并发送信号至报警铃。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

所述方位电机带动所述天线转台移动以调节方位；所述环焦天线固定于所述天线转台，所述跟踪接收机分别与所述指向跟踪系统和所述溃源盘连接，所述溃源盘和所述环焦天线连接，所述微处理器根据所述GPS定位装置及检测的信号所述角度传感器调节所述天线转台的位置，从而调节所述环焦天线接收状况，根据船舶所处的状态，实时调整所述环焦天线的角度及方位，提高所述船用卫星通讯天线系统的接收效率，能够在船舶行驶的过程中，自动寻找卫星，并实时锁定卫星方位。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明船用卫星通讯天线系统中一较佳实施例的结构框图；

图2为图1所示船用卫星通讯天线系统的另一结构框图；

图3为图1所示船用卫星通讯天线系统的再一结构框图；

图4为一种船用卫星通讯天线系统的使用方法的流程图。

图中：10、控制线路板；11、指向跟踪系统；20、角度调节系统；21、角度限位开关；22、角度伺服放大器；23、俯仰电机；24、角度变速机构；30、方位调节系统；31、方位限位开关；32、方位伺服放大器；33、方位电机；34、方位变速机构；40、极化调节系统；41、极化限位开关；42、极化伺服放大器；43、极化电机；44、极化变速机构；50、天线转台；60、环焦天线；70、跟踪接收机；80、溃源盘；91、GPS定位装置；92、角度传感器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1-3，一种船用卫星通讯天线系统，包括控制线路板10、角度调节系统20、方位调节系统30、天线转台50、环焦天线60、跟踪接收机70、溃源盘80、GPS定位装置91及角度传感器92，所述控制线路板10包括微处理器及指向跟踪系统11，所述指向跟踪系统11包括角度调节模块及方位调节模块，所述角度调节模块及所述方位调节模块分别与所述微处理器通信，所述GPS定位装置91及所述角度传感器92分别与所述微处理器通信，所述GPS定位装置91用于检测整个装置的方位，所述角度传感器92用于检测偏转角度；具体的，所述环焦天线60为环焦型，所述环焦天线60的口径为0.45m或0.6m，波段为ku band。

所述角度调节系统20包括角度限位开关21及俯仰电机23，所述角度限位开关21及所述俯仰电机23固定于所述天线转台50，所述俯仰电机23带动所述天线转台50移动以调节角度；所述方位调节系统30包括方位限位开关31及方位电机33，所述方位限位开关31及所述方位电机33固定于所述天线转台50，所述方位电机33带动所述天线转台50移动以调节方位；所述环焦天线60固定于所述天线转台50，所述跟踪接收机70分别与所述指向跟踪系统11和所述溃源盘80连接，所述溃源盘80和所述环焦天线60连接，所述微处理器根据所述GPS定位装置91及检测的信号所述角度传感器92调节所述天线转台50的位置，从而调节所述环焦天线60接收状况，根据船舶所处的状态，实时调整所述环焦天线60的角度及方位，提高所述船用卫星通讯天线系统的接收效率，能够在船舶行驶的过程中，自动寻找卫星，并实时锁定卫星方位。

优选的，所述角度调节系统20还包括角度伺服放大器22及角度变速机构24，所述角度伺服放大器22及所述角度变速机构24分别与所述俯仰电机23连接，所述角度伺服放大器22与所述指向跟踪系统11连接，所述角度调节系统20的调节范围为0°-85°；所述方位调节系统30还包括方位伺服放大器32及方位变速机构34，所述方位伺服放大器32及所述方位变速机构34分别与所述方位电机33连接，所述方位伺服放大器32与所述指向跟踪系统11连接。通过角度伺服放大器22和方位伺服放大器32运作，实现高精度的传动系统定位，有足够的传动刚性和高的速度稳定性，满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压，适应位置和角度的快速精准调节。

优选的，所述船用卫星通讯天线系统还包括极化调节系统40，所述指向跟踪系统11还包括极化调节模块，所述极化调节模块与所述微处理器通信，所述极化调节系统40包括极化限位开关41及极化电机43，所述极化电机43用于调节所述环焦天线60的极化角，极化范围为±90°。所述极化调节系统40还包括极化伺服放大器42及极化变速机构44，所述极化伺服放大器42及所述极化变速机构44分别与所述极化电机43连接，所述极化伺服放大器42与所述指向跟踪系统11连接；所述船用卫星通讯天线系统还包括转台电机，所述转台电机带动所述天线转台50转动，所述天线转台50的转动速度为10°/S到60°/S。发射出的电磁波电场方向和磁场方向是互相垂直的，天线的极化方向以电场方向定义，如果电场方向垂直于地面磁场必定水平与地面，叫垂直极化波，反之叫水平极化波。通过所述极化电机43调节所述环焦天线60架设方向，从而使所述环焦天线60与极化方向相同，进一步提高接收效率。

优选的，所述船用卫星通讯天线系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括数据显示模块及功能选择模块，所述数据显示模块及所述功能选择模块分别与所述微处理器通信，所述数据显示模块用于显示所述环焦天线的位置及角度信息，直观的反映出实时检测的数据，方便了人员的管理及控制。具体的，所述微处理器学习并训练存储数据，当GPS定位装置91将位置信息发送至所述微处理器，所述微处理器检测到位置信息与之前重复时，所述微处理器调用之前的数据进行调整，调节方便。

优选的，所述人机交互模块还包括系统状态检测模块，所述系统状态检测模块与所述微处理器通信，所述系统状态检测模块用于检测系统是否处于故障状态，所述系统状态检测模块与一报警铃连通，提高了整个系统的自检及维护效用，方便操作者判断故障发生的原因，快速进行调整，容错率高。

请参阅图4，一种船用卫星通讯天线系统的使用方法，船用卫星通讯天线系统在使用过程中，包括以下步骤：

检测步骤，通过GPS定位装置实时检测环焦天线的方位信息，通过角度传感器实时检测环焦天线的转角信息，记录信息并发送至微处理器；

调节步骤，根据方位信息及转角信息，微处理器校正并传送运转命令至角度调节系统及方位调节系统，角度调节系统及方位调节系统调节环焦天线的方位及角度；

记录步骤，微处理器记录相应位置时环焦天线的方位及角度。

在所述记录步骤中，还包括：实时监测的环焦天线的方位及角度显示于数据显示模块上。

故障处理步骤：当系统状态检测模块检测到系统故障时，系统状态检测模块向微处理器发送信号，微处理器进行自检并发送信号至报警铃。

在所述船用卫星通讯天线系统中，LNB本振频率为9.75GHz或5.15GHz或5.75GHz，极化调节模块的极化方式为线极化或圆极化，所述环焦天线60的天线罩材质为普通玻璃钢或复合玻璃钢，具体的可根据实际需求调整。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种船用卫星通讯天线系统，包括控制线路板、角度调节系统、方位调节系统、天线转台、环焦天线、跟踪接收机、溃源盘、GPS定位装置及角度传感器，其特征在于：所述控制线路板包括微处理器及指向跟踪系统，所述指向跟踪系统包括角度调节模块及方位调节模块，所述角度调节模块及所述方位调节模块分别与所述微处理器通信，所述GPS定位装置及所述角度传感器分别与所述微处理器通信，所述GPS定位装置用于检测整个装置的方位，所述角度传感器用于检测偏转角度；所述角度调节系统包括角度限位开关及俯仰电机，所述角度限位开关及所述俯仰电机固定于所述天线转台，所述俯仰电机带动所述天线转台移动以调节角度；所述方位调节系统包括方位限位开关及方位电机，所述方位限位开关及所述方位电机固定于所述天线转台，所述方位电机带动所述天线转台移动以调节方位；所述环焦天线固定于所述天线转台，所述跟踪接收机分别与所述指向跟踪系统和所述溃源盘连接，所述溃源盘和所述环焦天线连接，所述微处理器根据所述GPS定位装置及检测的信号所述角度传感器调节所述天线转台的位置，从而调节所述环焦天线接收状况。

2.如权利要求1所述的船用卫星通讯天线系统，其特征在于：所述角度调节系统还包括角度伺服放大器及角度变速机构，所述角度伺服放大器及所述角度变速机构分别与所述俯仰电机连接，所述角度伺服放大器与所述指向跟踪系统连接，所述角度调节系统的调节范围为0°-85°。

3.如权利要求1所述的船用卫星通讯天线系统，其特征在于：所述方位调节系统还包括方位伺服放大器及方位变速机构，所述方位伺服放大器及所述方位变速机构分别与所述方位电机连接，所述方位伺服放大器与所述指向跟踪系统连接。

4.如权利要求1所述的船用卫星通讯天线系统，其特征在于：所述船用卫星通讯天线系统还包括极化调节系统，所述指向跟踪系统还包括极化调节模块，所述极化调节模块与所述微处理器通信，所述极化调节系统包括极化限位开关及极化电机，所述极化电机用于调节所述环焦天线的极化角。

5.如权利要求4所述的船用卫星通讯天线系统，其特征在于：所述极化调节系统还包括极化伺服放大器及极化变速机构，所述极化伺服放大器及所述极化变速机构分别与所述极化电机连接，所述极化伺服放大器与所述指向跟踪系统连接；所述船用卫星通讯天线系统还包括转台电机，所述转台电机带动所述天线转台转动，所述天线转台的转动速度为10°/S到60°/S。

6.如权利要求1所述的船用卫星通讯天线系统，其特征在于：所述船用卫星通讯天线系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括数据显示模块及功能选择模块，所述数据显示模块及所述功能选择模块分别与所述微处理器通信，所述数据显示模块用于显示所述环焦天线的位置及角度信息。

7.如权利要求6所述的船用卫星通讯天线系统，其特征在于：所述人机交互模块还包括系统状态检测模块，所述系统状态检测模块与所述微处理器通信，所述系统状态检测模块用于检测系统是否处于故障状态，所述系统状态检测模块与一报警铃连通。

8.一种船用卫星通讯天线系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测步骤，通过GPS定位装置实时检测环焦天线的方位信息，通过角度传感器实时检测环焦天线的转角信息，记录信息并发送至微处理器；

调节步骤，根据方位信息及转角信息，微处理器校正并传送运转命令至角度调节系统及方位调节系统，角度调节系统及方位调节系统调节环焦天线的方位及角度；

记录步骤，微处理器记录相应位置时环焦天线的方位及角度。

9.如权利要求8所述的船用卫星通讯天线系统的使用方法，其特征在于，在所述记录步骤中，还包括：实时监测的环焦天线的方位及角度显示于数据显示模块上。

10.如权利要求8所述的船用卫星通讯天线系统的使用方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当系统状态检测模块检测到系统故障时，系统状态检测模块向微处理器发送信号，微处理器进行自检并发送信号至报警铃。