CN112290195A - 一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统 - Google Patents

一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112290195A
CN112290195A CN202011127141.1A CN202011127141A CN112290195A CN 112290195 A CN112290195 A CN 112290195A CN 202011127141 A CN202011127141 A CN 202011127141A CN 112290195 A CN112290195 A CN 112290195A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
gyroplane
state
antenna
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011127141.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112290195B (zh
Inventor
路志勇
李娜
李华贵
李晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN202011127141.1A priority Critical patent/CN112290195B/zh
Publication of CN112290195A publication Critical patent/CN112290195A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112290195B publication Critical patent/CN112290195B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/285—Aircraft wire antennas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/36—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like adapted to receive antennas or radomes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明公开了一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统，属于通信技术领域。其包括搭载在旋翼机上的两副接收天线、两路接收通道、移相合路器、信号幅度检测器以及计算机。计算机接收跟踪指令后，发出命令控制旋翼机转动，天线跟随旋翼机一起转动，信号幅度检测器实时检测收到的信号幅度，当转动到天线波束范围内时，信号幅度检测器检测到较强信号，完成信号捕获过程，系统转入跟踪状态。在跟踪状态下，计算机控制移相合路器的状态，通过接收信号幅度检测器的检测信号，判断波束偏离方向后，计算机控制旋翼机转动，使天线波束对准来波信号。该系统利用旋翼机的转动带动天线转动，省去了专门的转台设备，具有重量轻、结构简单的特点。

Description

一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统。
背景技术
在通信领域中，机载通信系统需要轻量化设计，尤其是旋翼机，由于本身载重有限，对通信系统轻量化提出更高要求。天线跟踪系统是机载通信系统的重要设备之一，当用于旋翼机时，天线跟踪系统轻量化设计成为重要工作之一。
常规通信系统中，天线跟踪系统与载体是各自独立、互不相关的两个系统。天线跟踪系统由控制电路和转台等部分组成，转台带动天线转动，使天线波束指向所要求的方向。由于带有转台等设备，天线跟踪系统一般重量较大，难以用于旋翼机等小型载体上。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统，该系统利用旋翼机的转动带动天线转动，实现天线波束的对准，省去了专门的转台设备，具有重量轻、结构简单的特点，适合用于旋翼机的天线跟踪系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统，包括搭载在旋翼机上的两副接收天线、两路接收通道、移相合路器、信号幅度检测器以及计算机；所述移相合路器包括第一移相器、第二移相器以及合路器，第一移相器和第二移相器对输入的两路信号分别移相后传给合路器进行合成，然后输出给信号幅度检测器；
所述计算机收到跟踪指令后，发出命令控制旋翼机转动，接收天线跟随旋翼机一起转动，信号幅度检测器实时检测收到的信号幅度，当转动到天线波束范围内时，信号幅度检测器检测到较强信号，完成信号捕获过程，系统进入跟踪状态；在跟踪状态下，计算机控制移相合路器的状态，通过接收信号幅度检测器的检测信号，判断波束偏离方向，然后，计算机控制旋翼机转动，使天线波束对准来波信号。
进一步的，所述移相器合路器具有两种状态，第一种状态是第一移相器的移相量为角度φ、第二移相器的移相量为0°，第二种状态是第一移相器的移相量为0°、第二移相器的移相量为角度φ；
第一种状态下，两路接收通道接收到的信号送入移相合路器后，天线形成向左偏离的波束；第二种状态下，两路接收通道接收到的信号送入移相合路器后，天线形成向右偏离的波束；
在跟踪状态下，计算机控制旋翼机转动，使天线波束对准来波信号，具体方式为：
计算机读取信号幅度检测器的幅度值，当来波信号方向向左偏时，第一种状态下检测到的信号幅度高于第二种状态下检测到的信号幅度，此时计算机控制旋翼机向右转动一步，使天线波束接近对准状态；当来波信号方向向右偏时，第一种状态下检测到的信号幅度低于第二种状态下检测到的信号幅度，此时计算机控制旋翼机向左转动一步，使天线波束接近对准状态。
本发明相比背景技术具有如下有益效果：
1、本发明设置了移相合路器、信号幅度检测器，使天线产生向不同方向的偏移波束，作为引导信号用于对来波信号的跟踪，产生引导信号不需要机械转动。
2、本发明利用旋翼机的转动带动天线转动，实现天线波束的对准，省去了专门的转台设备，具有重量轻、结构简单的特点，减小了旋翼机的负重，增加了旋翼机的承载能力。
附图说明
图1是本发明实施例中系统的组成框图。
图2是图1中移相合路器的组成框图。
图3a和图3b是本发明实施例中形成引导信号的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
参照图1和2，一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统，它由搭载在旋翼机上的两副接收天线、两路接收通道、移相合路器、信号幅度检测器以及控制计算机构成。其中，由计算机、两路接收通道、移相合路器、信号幅度检测器组成的天线跟踪设备放置于旋翼机机体内部，通过射频电缆与两副接收天线连接，两副接收天线相邻设置。
计算机接收跟踪指令后，发出命令控制旋翼机转动，天线跟随旋翼机一起转动，信号幅度检测器实时检测收到的信号幅度，当转动到天线波束范围内时，信号幅度检测器检测到较强信号，完成信号捕获过程，系统转入跟踪状态。
在跟踪状态下，计算机控制移相合路器的状态，通过接收信号幅度检测器的检测信号，判断波束偏离方向后，计算机控制旋翼机转动，使天线波束对准来波信号。在跟踪状态下，时时进行该操作，则天线波束始终对准来波信号。
移相合路器由移相器1、移相器2和合路器组成，对输入的两路信号分别移相后再合成并输出到信号幅度检测器。
本系统的工作过程如下：
从空间同一位置发来微波信号，计算机接收跟踪指令后，发出命令控制旋翼机转动，天线跟随旋翼机一起转动，信号幅度检测器实时检测收到的信号幅度，当转动到天线波束范围内时，信号幅度检测器检测到较强信号，完成信号捕获过程，系统转入跟踪状态。在跟踪状态下，计算机控制移相合路器的状态，移相器合路器具有两种状态，第一种状态是移相器1移相量为φ（φ为角度，取值根据阵列规模、信号幅度检测器检测精度而定）、移相器2移相量为0°，第二种状态是移相器1移相量为0°、移相器2移相量为φ。第一种状态下，接收通道1和接收通道2接收到的信号送入移相合路器后，天线形成向左偏离的波束（见图3a中的实线曲线）；第二种状态下，接收通道1和接收通道2接收到的信号送入移相合路器后，天线形成向右偏离的波束（见图3b中的虚线曲线）。计算机读取信号幅度检测器的幅度值，当来波信号方向略向左偏时，第一种状态下检测到的信号幅度高于第二种状态下检测到的信号幅度，此时计算机控制旋翼机向右转动一步，使天线波束接近对准状态；当来波信号方向略向右偏时，第一种状态下检测到的信号幅度低于第二种状态下检测到的信号幅度，此时计算机控制旋翼机向左转动一步，同样使天线波束接近对准状态。在跟踪状态下，实时控制移相合路器的状态，并比较状态1和状态2时输出信号的幅度，确定波束偏离的方向，并向相反方向转动旋翼机，使天线波束朝对准状态转动，则天线波束始终以较小误差对准来波信号。

Claims (2)

1.一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统，其特征在于，包括搭载在旋翼机上的两副接收天线、两路接收通道、移相合路器、信号幅度检测器以及计算机；所述移相合路器包括第一移相器、第二移相器以及合路器，第一移相器和第二移相器对输入的两路信号分别移相后传给合路器进行合成，然后输出给信号幅度检测器；
所述计算机收到跟踪指令后，发出命令控制旋翼机转动，接收天线跟随旋翼机一起转动，信号幅度检测器实时检测收到的信号幅度，当转动到天线波束范围内时，信号幅度检测器检测到较强信号，完成信号捕获过程，系统进入跟踪状态；在跟踪状态下，计算机控制移相合路器的状态，通过接收信号幅度检测器的检测信号，判断波束偏离方向，然后，计算机控制旋翼机转动，使天线波束对准来波信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统，其特征在于，所述移相器合路器具有两种状态，第一种状态是第一移相器的移相量为角度φ、第二移相器的移相量为0°，第二种状态是第一移相器的移相量为0°、第二移相器的移相量为角度φ；
第一种状态下，两路接收通道接收到的信号送入移相合路器后，天线形成向左偏离的波束；第二种状态下，两路接收通道接收到的信号送入移相合路器后，天线形成向右偏离的波束；
在跟踪状态下，计算机控制旋翼机转动，使天线波束对准来波信号，具体方式为：
计算机读取信号幅度检测器的幅度值，当来波信号方向向左偏时，第一种状态下检测到的信号幅度高于第二种状态下检测到的信号幅度，此时计算机控制旋翼机向右转动一步，使天线波束接近对准状态；当来波信号方向向右偏时，第一种状态下检测到的信号幅度低于第二种状态下检测到的信号幅度，此时计算机控制旋翼机向左转动一步，使天线波束接近对准状态。
CN202011127141.1A 2020-10-20 2020-10-20 一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统 Active CN112290195B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011127141.1A CN112290195B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011127141.1A CN112290195B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112290195A true CN112290195A (zh) 2021-01-29
CN112290195B CN112290195B (zh) 2023-03-24

Family

ID=74424037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011127141.1A Active CN112290195B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112290195B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0519049A (ja) * 1991-07-16 1993-01-26 Oki Electric Ind Co Ltd 航空機の離着陸進入路の障害物検出装置
JPH09138266A (ja) * 1995-11-14 1997-05-27 Dx Antenna Co Ltd 自動追尾アンテナ及び自動追尾方法
CN101207235A (zh) * 2007-12-18 2008-06-25 中国电子科技集团公司第五十四研究所 移动卫星通信相控阵天线
CN101916120A (zh) * 2010-08-04 2010-12-15 中国人民解放军第二炮兵工程学院 动中通双波束伪单脉冲跟踪系统及跟踪方法
US20110187581A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-04 Thales Radar Device for Detecting or Tracking Aerial Targets Fitted to an Aircraft
CN104467947A (zh) * 2014-12-18 2015-03-25 中国电子科技集团公司第三十八研究所 直升机平台卫星通信终端
WO2017054124A1 (zh) * 2015-09-29 2017-04-06 华为技术有限公司 一种阵列天线及阵列天线的波束对准方法
CN109478930A (zh) * 2016-05-25 2019-03-15 X开发有限责任公司 相敏波束跟踪
CN109765532A (zh) * 2018-12-04 2019-05-17 中国科学院遥感与数字地球研究所 基于无人机的遥感卫星接收系统的远程标校装置及方法
CN110430542A (zh) * 2019-08-06 2019-11-08 北京邮电大学 一种面向无人机站点群组网的快速波束跟踪方法
CN111213204A (zh) * 2017-08-15 2020-05-29 萨罗尼科斯贸易与服务一人有限公司 人声控制的遥控多旋翼飞行器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0519049A (ja) * 1991-07-16 1993-01-26 Oki Electric Ind Co Ltd 航空機の離着陸進入路の障害物検出装置
JPH09138266A (ja) * 1995-11-14 1997-05-27 Dx Antenna Co Ltd 自動追尾アンテナ及び自動追尾方法
CN101207235A (zh) * 2007-12-18 2008-06-25 中国电子科技集团公司第五十四研究所 移动卫星通信相控阵天线
US20110187581A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-04 Thales Radar Device for Detecting or Tracking Aerial Targets Fitted to an Aircraft
CN101916120A (zh) * 2010-08-04 2010-12-15 中国人民解放军第二炮兵工程学院 动中通双波束伪单脉冲跟踪系统及跟踪方法
CN104467947A (zh) * 2014-12-18 2015-03-25 中国电子科技集团公司第三十八研究所 直升机平台卫星通信终端
WO2017054124A1 (zh) * 2015-09-29 2017-04-06 华为技术有限公司 一种阵列天线及阵列天线的波束对准方法
CN109478930A (zh) * 2016-05-25 2019-03-15 X开发有限责任公司 相敏波束跟踪
CN111213204A (zh) * 2017-08-15 2020-05-29 萨罗尼科斯贸易与服务一人有限公司 人声控制的遥控多旋翼飞行器
CN109765532A (zh) * 2018-12-04 2019-05-17 中国科学院遥感与数字地球研究所 基于无人机的遥感卫星接收系统的远程标校装置及方法
CN110430542A (zh) * 2019-08-06 2019-11-08 北京邮电大学 一种面向无人机站点群组网的快速波束跟踪方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112290195B (zh) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7098859B2 (en) Antenna unit
US11158943B2 (en) Wireless communication terminal
US20130027250A1 (en) Method and apparatus for aligning phased array antenna, and phased array antenna
US6549164B2 (en) Distributed adaptive combining system for multiple aperture antennas including phased arrays
CN108140943B (zh) 低成本卫星用户终端天线
US7518551B2 (en) Methods and systems for tracking signals with diverse polarization properties
CN106712866B (zh) 一种动中通端站系统及系统的跟踪方法
CN108988914B (zh) 一种基于双共轭混频的太赫兹通信波束回溯装置及方法
CN102680953B (zh) 双通道跟踪系统对地校相方法
CN104467947A (zh) 直升机平台卫星通信终端
WO2016200454A2 (en) Method and apparatus for satellite user terminal antenna pointing
US10230163B2 (en) Monopulse autotracking system for high gain antenna pointing
CN204596982U (zh) 一种低高度动中通天线电子变极化装置
CN105186102A (zh) 基于数字波束跟踪的动中通天线系统及跟踪方法
CN109495140B (zh) 一种波束搜索跟踪无线通信系统和波束搜索跟踪方法
CN104040981A (zh) 在束形成系统中的载波频率偏移补偿
CN206564605U (zh) 一种动中通端站系统
US3140490A (en) Communication system with automatic antenna beam steering
CN112290195B (zh) 一种用于旋翼机的轻量化天线跟踪系统
JP2019118092A (ja) 基地局およびアンテナ制御方法
CN113405409B (zh) 基于火箭测控通信系统的模式切换方法及系统
CN113782987A (zh) 一种双频段全空域卫星通信相控阵天线
CN215869820U (zh) 一种双频段全空域卫星通信相控阵天线
KR20040108390A (ko) 위성 신호 추적 장치 및 그 방법
JPS63117522A (ja) スペ−スダイバ−シテイ制御方式

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant