CN1574458A - 移动式卫星跟踪天线系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移动式卫星跟踪天线系统的控制方法，包括：接收卫星信号，检测卫星信号是否阻断的步骤；在将天线旋转360度后，如果接收信号的电平是可复原的大小，进行卫星信号自动跟踪模式，如果接收信号的电平是不可复原的大小，将通过天线的360度旋转测定的信号电平的最大变化量与常温噪音信号电平范围进行比较的步骤；在测定信号电平的最大变化量超出常温噪音信号电平范围的情况下，进行卫星搜索模式，在测定信号电平的最大变化量处于常温噪音信号电平的范围内的情况下，停止天线的旋转马达的驱动的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动式卫星跟踪天线系统，更具体地说，涉及一种防止不必要的电功率消耗等的移动式卫星跟踪天线系统的控制方法。
背景技术
最近，由于广泛利用通过人造卫星的广播和位置跟踪服务，用于接收从人造卫星发射的信号的移动式卫星跟踪天线装载在车辆或船舶等移动体上来使用。装载在移动体上的卫星跟踪天线具有，与广播用和位置跟踪用的人造卫星收发无线电波的功能。
可是，车辆等移动体的行进方向随时改变。另外，由地面上设置的周边建筑物等引起的电波收发的故障状态也根据移动体的移动而改变。因此，在含有移动式卫星跟踪天线的移动式卫星跟踪天线系统中具有自动卫星跟踪装置，其用来为了对应于这种变化而将天线的方向总保持与具有卫星的方向一致。
自动卫星跟踪装置一般通过控制天线方向的水平分量(方位角)的方位角控制装置和控制天线的仰角的仰角控制装置的组合来实现，此外还包括转换器和调谐器等的电子电路。具有这种构造的自动卫星跟踪装置利用方位角控制装置和仰角控制装置将天线旋转，直到接收信号的电平为最大。作为这种形式的自动卫星跟踪装置，有日本特平4-176992号的自动阈值系统(Auto threshold system)和日本特平4-60479号的振动系统等。如果观察这些系统的动作，是利用下述方法，利用方向传感器检测出装载移动式天线的车辆的方向，基于车辆的移动方向计算天线向着卫星的方位角，来控制天线的方向。另一方面，车辆左右转动时发生在比较短时间达到90度的大角度改变的情况下，或者由车辆的移动导致车辆从卫星到接收到的电波被电线杆、建筑物、高架桥、树木、山等短时间阻断的情况，频繁出现。这种情况下在短时间内接收信号电平急剧降低，卫星跟踪功能丧失，此时卫星的搜索利用旋转天线的方法。通过旋转天线搜索卫星的方法具有：直到再次检测到卫星信号时一直旋转天线的闭环方式；以通过角速度传感器检测车辆的移动为前提，直到再次检测到卫星信号时，一直跟踪天线的开/闭环混用方式；然后通过角速度传感器判断车辆的旋转角，反过来旋转天线来进行位置修正的开/闭环混用方式等。
图1表示根据现有的卫星信号自动跟踪模式和卫星信号搜索模式来卫星跟踪的方法。如图1所示，如果使车辆移动S11，天线的指向方向和卫星的方向错开，结果天线接收的信号的电平减少。此时，天线根据卫星信号自动跟踪模式跟踪最高电平的卫星信号S12。然后，如果由建筑物、桥、树木等阻断了信号S13，卫星信号搜索模式工作S14。因此，如果检测到可复原的电平的信号，卫星信号自动跟踪模式连续动作S12，但如果不能检测到可复原的电平的信号将卫星信号搜索模式反复进行S14直到检测到可复原的电平信号。
这样，现有的卫星搜索方式，如果由于障碍物不能检测到可复原的电平的信号，直到再次接收可复原的卫星信号，反复进行天线的旋转、角速度的测定、旋转角测定等规定动作。但是，当车辆处于地下停车场或者隧道等长时间卫星信号被阻断的阴影地域时，如果按现有的卫星搜索方式就得连续地转动天线。因此，会有在系统内产生噪音，驱动装置的持久寿命缩短等各种问题。即使利用角速度传感器的混合方式也产生由单纯反复的动作引起的传感器的累积误差而初始化系统，或者在一定时间间隔必需人为旋转天线等问题。
发明内容
本发明为解决这些问题作出发明，其目的是，在车辆在阴影地域移动的情况下判断出是阴影地域，终止天线的卫星跟踪动作，从而防止由不必要的天线动作而导致的耐久性降低、产生噪音、系统初始化等。
为了实现该目的，本发明提供了一种移动式卫星跟踪天线的卫星跟踪方法，由下列步骤构成：在从卫星接收的信号的电平经过规定时间后还维持在规定大小的情况下，一面将天线旋转一次一面检测出卫星信号的电平的步骤；如果此时卫星信号的电平处在规定大小之下，最大和最小值的差保持在一定偏差之内，判断出移动体处于阴影地域，停止天线的卫星跟踪动作的步骤。
具体地说，一种移动式卫星跟踪天线系统的控制方法，其特征在于，包括：
接收卫星信号，检测卫星信号是否阻断的步骤；
在将天线旋转360度后，如果接收信号的电平是可复原的大小，进行卫星信号自动跟踪模式，如果接收信号的电平是不可复原的大小，通过天线的360度旋转将测定的信号电平的最大变化量与常温噪音信号电平范围进行比较的步骤；
在测定信号电平的最大变化量超出常温噪音信号电平范围的情况下，进行卫星搜索模式，在测定信号电平的最大变化量处于常温噪音信号电平的范围内的情况下，终止驱动天线的旋转马达的步骤；以及
终止天线的旋转马达的驱动，经过规定时间后，再次驱动天线旋转马达，边360度旋转天线，边测定信号电平，再次将测定的信号电平的最大变化量与常温噪音信号电平范围相互比较的步骤。
以上这样本发明的目的和其他的特征以及优点等参照如下的本发明的优选的实施例的说明可以明了。
附图说明
图1是表示根据卫星信号自动跟踪模式和卫星信号搜索模式的现有的卫星跟踪方法的流程图。
图2a到2c是任意的开放地域、建筑物阻挡地域和地下停车场的0方位的卫星信号电平曲线图。
图3是图示表示本发明的移动式卫星跟踪天线系统的控制方法的流程图。
符号说明：A可复原卫星信号；B，D常温背景噪音信号电平；C低温背景噪音信号电平；Vth可复原信号的最低电平；△常温背景噪音信号电平范围；Vs检测信号电平。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明。
图2a到2c图示出任意的开放地域、建筑物阻挡地域和地下停车场的方位的各卫星信号电平。
如图2a所示，在车辆移动过程中，在能够接收人造卫星信号的开放地域，存在着在天线的360度旋转中具有天线能够接收、能够复原的程度的大小Vth的卫星信号接收方向的区域A。这种情况下，天线根据卫星信号自动跟踪模式继续卫星跟踪。
另一方面，如图2b所示，在卫星信号由建筑物等被暂时阻断的情况下，虽然将天线360度旋转跟踪卫星，但接收天线能够接收、复原程度的大小Vth的卫星信号接受方向的区域不存在。此时，在向着天线的方向，在存在建筑物等这样常温(约290K)的背景(background)的情况下，出现B区域这样的噪音电平信号波形，在天线向着没有卫星信号的空的这样的低温(约50-100K)的背景的情况下，出现C区域这样的噪音电平信号波形。即在天线的360度旋转中测定的信号电平的最大变化量，表示为超出背景为常温时出现的噪音电平的偏差△。这样，在天线的360度旋转过程中测定的信号电平的表示常温和低温背景区域，在同时存在于曲线中的情况下，判断为：移动式卫星跟踪天线系统由建筑物等暂时阻断卫星信号。然后，通过维持自动跟踪模式或者在规定时间后再次打开自动跟踪模式的方法，进行天线的卫星跟踪。
但是，如图2c所示，如果车辆处于隧道、地下停车场等的完全阴影地域，不存在天线的360度旋转中具有天线能够接收、复原程度的大小Vth的卫星信号的接收方向，接收的信号仅出现D区域这样的常温(约290K)的背景的情况下的噪音电平信号波形。即，测定的信号波形全部表示在常温背景噪音电平的偏差范围△内。即，在完全阴影地域，不接收图2a的A区域或者图2b的C区域这样的电平信号。这样，在天线一边360度旋转一边测定的信号的电平仅存在常温的背景信号的情况下，移动式卫星跟踪天线系统判断为车辆位于完全阴影地域。然后，取代天线的卫星自动跟踪模式，在规定的时间间隔将天线旋转一次，持续判断出测定的信号的最大变化量是否超出噪音电平的偏差范围△。
图3是图示表示本发明的移动式卫星跟踪天线系统的控制方法的流程图。如图3所示，在车辆移动中，发生由建筑物、树木、隧道、地下停车场等障碍物导致卫星信号的接收被阻断的情况S31。阻断这样的卫星信号的接收，如果自动跟踪模式的实行变得困难，一边360度旋转天线一边将卫星信号和噪音信号都检测出S32。这里，卫星信号例如由电功率检测器，通过电压的形态来测定、检测。判断检测出的信号是否存在可复原的卫星信号S33。在这种判断检测的信号的步骤S33中，在存在可复原的卫星信号的情况下，移动式卫星跟踪天线系统处于自动跟踪模式S34。在检测的信号仅存在，作为可复原信号电平之下的常温背景噪音信号或者低温背景噪音信号等的信号的情况下，判断：最大检测信号电平和最小检测信号电平的差(检测信号电平的最大值和最小值的差)的绝对值，即，在天线的360度旋转中测定的信号电平的最大变化，是否仅在常温噪音信号电平范围△内。
在判断常温噪音信号电平范围的步骤S35中，如果检测出，例如天线向着没有卫星的天空的情况下检测的低温背景信号超出这样的常温噪音信号电平范围△，判断为由建筑物等暂时地阻断卫星信号，移动式卫星跟踪天线系统转换到搜索模式S36。但是，在判断常温噪音信号电平范围的步骤S35中，如果例如在车辆处于隧道或地下停车场内的情况检测到的常温噪音信号这种检测出的信号电平，表示在常温噪音信号电平范围△内，移动式卫星跟踪天线系统判断为：车辆处于由隧道或者地下停车场等被完全阻断的地域(完全阴影地域)，停止天线的旋转马达的驱动S37。此时，即使在天线的旋转停止状态下，也能一直测定信号电平。另一方面，在车辆通过隧道的情况下，由于有需要经过一定时间再打开卫星信号的接收这种情况，在天线旋转马达停止后，经过规定时间例如15秒、30秒、1分钟等时间，再打开天线旋转马达的驱动S38，在步骤35中再进行移动的信号电平的比较。
另一方面，在车辆长时间停止在地下停车场或者停车的情况下，在车辆的控制电源阻断的步骤S36中，结束天线的控制。
如上所述，在车辆在阴影地域移动的情况判断出是阴影地域，通过停止控制天线的卫星跟踪动作，从而能够解决不必要地驱动天线的问题，由此，防止由不必要的天线动作导致的耐久性降低、产生噪音、附加的系统的初始化等。
以上由实施例详细地说明了本发明，但本发明不限于实施例，在本发明所属技术领域中具有普通知识的人在不脱离本发明的思想和精神的情况下，可对本发明作出修改或者变更。
Claims (2)
1.一种移动式卫星跟踪天线系统的控制方法，其特征在于，包括：
接收卫星信号，检测卫星信号是否阻断的步骤；
在将天线旋转360度后，如果接收信号的电平是可复原的大小，进行卫星信号自动跟踪模式，如果接收信号的电平是不可复原的大小，通过天线的360度旋转将测定的信号电平的最大变化量与常温噪音信号电平范围进行比较的步骤；
在测定信号电平的最大变化量超出常温噪音信号电平范围的情况下，进行卫星搜索模式，在测定信号电平的最大变化量处于常温噪音信号电平的范围内的情况下，终止驱动天线的旋转马达的步骤；以及
终止天线的旋转马达的驱动，经过规定时间后，再次驱动天线旋转马达，边360度旋转天线，边测定信号电平，再次将测定的信号电平的最大变化量与常温噪音信号电平范围相互比较的步骤。
2.根据权利要求1所述的移动式卫星跟踪天线系统的控制方法，其特征在于：在停止所述天线的旋转马达之驱动的步骤后，还持续进行信号电平的测定。
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