CN202839959U - 一种智能控制全自动便携式卫星天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能控制全自动便携式卫星天线，包括接收信号模块、信号处理模块、辅助模块、控制单元、伺服模块、电源模块和显示输入装置；所述接收信号模块用于接收卫星信号并将所述信号发送至信号处理模块；所述信号处理模块处理从接收信号模块发送至的信号，并发送至控制单元；所述辅助模块用于测量当前天线的相关数据，并发送至控制单元；所述控制单元计算卫星的目标方位、俯仰和极化角度，并将计算结果发送至伺服模块和显示输入装置；所述伺服模块用于改变天线的方位、俯仰和极化角度；所述显示输入装置用于输入参数和显示计算结果；所述电源模块供电。本实用新型所述天线可以控制便携式卫星天线自动展开，寻星，收藏自动完成。

Description

一种智能控制全自动便携式卫星天线

技术领域

本实用新型涉及一种卫星天线，尤其涉及一种智能控制全自动便携式卫星天线。

背景技术

目前，公知的卫星天线都是由人工根据卫星经度和天线所在地的经纬度，计算天线方位角度、俯仰角度和极化角度，并通过角度传感器以人工或电动方式旋转调整天线的方位角度，俯仰角度和极化角度，再使用信号接收装置的测量卫星信号强度的大小来判断天线是否对准卫星。采用这种方式需要操作者具备一定的卫星通讯知识，同时使用过程中，由于人工安装操作造成电气性能的误差，携带不便并且操作时间长，天线对星精度差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有卫星天线操作性差，对星精度不够和便携性差的问题，提供一种能够通过智能控制自动完成展开寻星和撤收功能的智能控制全自动便携式卫星天线。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种智能控制全自动便携式卫星天线，包括接收信号模块、信号处理模块、辅助模块、控制单元、伺服模块、显示输入装置和电源模块；

所述接收信号模块用于接收卫星信号并将所述信号发送至信号处理模块；

所述信号处理模块处理从接收信号模块发送至的信号，并将处理后的信号发送至控制单元；

所述辅助模块用于测量当前天线的相关数据，并将所述数据发送至控制单元；

所述控制单元根据从信号处理模块传输至的信号和从辅助模块传输至的数据计算卫星的目标方位、俯仰和极化角度，并将计算结果发送至伺服模块和显示输入装置；

所述伺服模块用于根据控制单元的控制带动天线各个传动部件旋转以改变天线的方位、俯仰和极化角度；

所述显示输入装置用于将输入参数传输至控制单元，并显示控制单元传输至的计算结果；

所述电源模块用于为信号处理模块、辅助模块、控制单元和伺服模块供电。

本实用新型的有益效果是：本发明所述天线可以控制便携式卫星天线自动展开，寻星，收藏自动完成，操作者不需要具备卫星通讯知识，全自动控制，避免了由于人工操作造成电气性能的误差，携带方便并且操作时间短，天线对星精度高。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述接收信号模块包括反射面和馈源模块；所述反射面用于将卫星信号反射至馈源模块；所述馈源模块用于分离信号并将分离后的信号发送至信号处理模块。

进一步，所述信号处理模块包括LNB低噪声放大器和信号接收装置；所述LNB低噪声放大器用于降低噪声信号，并将从馈源模块接收到的信号变频至L波段，进一步将变频后的信号发送至信号接收装置；

所述信号接收装置用于将从LNB接收的信号进行处理并将信号强度转换为数字格式输入到控制单元。

根据IEEE 521-2002标准，L波段是指频率在1-2GHz的无线电波波段；而北约的L波段则指40-60GHz（波长7.50-5.00mm）。L波段可被用于DAB、卫星导航系统等。

进一步，所述信号接收装置对信号进行的处理包括多级的检波放大、复杂的算法处理和信号判断等。

进一步，所述辅助模块包括GPS全球定位系统和角度传感器；所述GPS用于对本发明所述智能控制全自动便携式卫星天线位置进行定位，并将测得的当前经纬度数据输出至控制单元；

所述角度传感器安装在本发明智能控制全自动便携式卫星天线的支臂位置，用于磁测量当前天线的支臂的俯仰角度数据，并将所述倾斜角度数据发送至控制单元。

进一步，所述反射面采用分割式设计，将反射面分割成多个拼瓣，并可通过定位装置进行拼接与拆分。

进一步，所述反射面采用碳纤维材料制成。

进一步，所述控制单元接收从信号处理模块传输至的信号和从辅助模块传输至的数据，并利用公知的算法计算卫星的目标方位、俯仰和极化角度，并通过发送控制指令控制伺服模块将天线转至目标方位、俯仰和极化角度。

进一步，所述控制单元通过伺服模块控制天线运动是通过首先计算角度差，在以角度差除以步距角得出脉冲数量，最后通过向驱动器发送脉冲的形式控制天线运动。

进一步，所述电源模块用于将交流电转换为直流电，将直流电输入信号处理模块、辅助模块、控制单元和伺服模块。

智能控制全自动便携式卫星天线的控制方式具有计算机和手持终端两种控制方式。手持终端由液晶屏幕和键盘组成，键盘输入的按键电平送往控制单元处理后，显示指令再由控制单元送往液晶屏幕进行显示；计算机键盘输入的指令数据通过TCP/IP协议送往控制单元，控制单元再将数据进行处理，把显示指令通过TCP/IP协议送往计算机进行显示。

卫星天线的方位角计算公式（1）：A-arctg{tg(ψs-ψg)/sinθ}----------(1)

公式（1）中的φg是接收站经度，φs为卫星的经度，θ为接收站的纬度；

方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度，即可完成方位角的调整。

仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度，仰角的计算公式为：

$H=\mathrm{arctg}\frac{\cos (\mathrm{\ψs}-\mathrm{\ψg})\cos \mathrm{\θ}-0.15127}{\sqrt{1-{\left[\cos (\mathrm{\ψs}-\mathrm{\ψg})\cos \mathrm{\θ}\right]}^2}}---\left(2\right)$

公式（2）中的中的φg是接收站经度，φs为卫星的经度，θ为接收站的纬度；仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针制成的仰角调整专用工具进行调整，方位角和仰角的调整顺序是，先调整好仰角，再调整方位角。

极化角：国内或区域卫星一般都是线极化，线极化分为水平极化（以E‖表示）和垂直极化（以E⊥表示），地面接收天线极化的定义是以卫星接收点的地平面为基准，天线馈源（或极化器）矩形波导口窄边平行于地平面，则电场矢量平行于地平面，定义为水平极化；反之馈源矩形波导口窄边垂直与地平面定义为垂直极化。

地面接收天线的极化角P可用公式（3）进行计算：

P＝arctg{sin{ψs-ψg)/tgθ]-------------------------------(3)

附图说明

图1为本实用新型实施例1所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线结构示意图；

图2为本实用新型实施例2所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线反射面拼装图；

图3为本实用新型实施例3所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线的智能控制器组成图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、接收信号模块，2、信号处理模块，3、辅助模块，4、控制单元，5、伺服模块，6、显示输入装置，7、电源模块，11、反射面，12、馈源模块，21、LNB，22、信号接收装置，31、GPS，32、角度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型实施例1所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，包括接收信号模块1、信号处理模块2、辅助模块3、控制单元4、伺服模块5、显示输入装置6和电源模块7；所述接收信号模块1用于接收卫星信号并将所述信号发送至信号处理模块2；所述信号处理模块2处理从接收信号模块1发送至的信号，并将处理后的信号发送至控制单元4；所述辅助模块3用于测量当前天线的相关数据，并将所述数据发送至控制单元4；所述控制单元4根据从信号处理模块2传输至的信号和从辅助模块3传输至的数据计算卫星的目标方位、俯仰和极化角度，并将计算结果发送至伺服模块5和显示输入装置；所述伺服模块5用于根据控制单元4的控制带动天线各个传动部件旋转以改变天线的方位、俯仰和极化角度；所述显示输入装置6用于将输入参数传输至控制单元4，并显示控制单元4传输至的计算结果；所述电源模块7用于为信号处理模块2、辅助模块3、控制单元4和伺服模块5供电。

所述接收信号模块1包括反射面11和馈源模块12；所述反射面11用于将卫星信号反射至馈源模块12；所述馈源模块12用于分离信号并将分离后的信号发送至信号处理模块2。

所述信号处理模块2包括LNB低噪声放大器21和信号接收装置22；所述LNB低噪声放大器21用于降低噪声信号，并将从馈源模块接收到的信号变频至L波段，进一步将变频后的信号发送至信号接收装置22；所述信号接收装置22用于将从LNB接收的信号进行处理并将信号强度转换为数字格式输入到控制单元4。

所述信号接收装置22对信号进行的处理包括多级的检波放大、复杂的算法处理和信号判断等。

所述辅助模块3包括GPS全球定位系统31和角度传感器32；所述GPS31用于对本发明所述智能控制全自动便携式卫星天线位置进行定位，并将测得的当前经纬度数据输出至控制单元4；所述角度传感器32安装在本发明智能控制全自动便携式卫星天线的支臂位置，用于磁测量当前天线的支臂的俯仰角度数据，并将所述倾斜角度数据发送至控制单元4。

所述反射面11采用分割式设计，将反射面11分割成多个拼瓣，并可通过定位装置进行拼接与拆分。

所述反射面11采用碳纤维材料制成。

所述控制单元4接收从信号处理模块2传输至的信号和从辅助模块3传输至的数据，并利用公知的算法计算卫星的目标方位、俯仰和极化角度，并通过发送控制指令控制伺服模块5将天线转至目标方位、俯仰和极化角度。

所述控制单元4通过伺服模块5控制天线运动是通过首先计算角度差，在以角度差除以步距角得出脉冲数量，最后通过向驱动器发送脉冲的形式控制天线运动。

所述电源模块7用于将交流电转换为直流电，将直流电输入信号处理模块2、辅助模块3、控制单元4和伺服模块5。

首先，通过显示输入装置6将指令数据如目标卫星轨道位置等参数输入并送往控制单元4；卫星信号经反射面11进行反射，聚焦至馈源模块12，并将信号传递给LNB21；LNB21将卫星信号向下变频至L波段同时降低噪声，然后把处理后的信号送往信号接收装置22，信号接收装置22将卫星信号进行处理，将信号强度变换为数据格式，与GPS31、角度传感器32采集的经纬度信息和角度数据以串口通信协议的方式，将数据传输至控制单元4；控制单元4接收到各个部件的数据和信号后，利用公知的角度算法计算出对准目标卫星的方位、俯仰和极化角度，将目标角度与角度传感器输出的角度数据进行比较，并计算出方位、俯仰和极化的角度差值，然后发送控制指令到伺服模块5，伺服模块5带动反射面11和馈源模块12转动，将天线转至目标方位、俯仰和极化角度后，控制单元4再通过信号接收装置22传递的信号强度数据，利用公知的寻星算法，发送步进指令给伺服模块5，细微调整天线的方位、俯仰和极化角度至接收到信号至最大值；最后，控制单元4将显示指令传递给显示输入装置6，对卫星天线各个状态角度和各部件实时状态进行显示。

如图2所示，为本实用新型实施例2所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线反射面11拼装图，对智能控制全自动便携式卫星天线的反射面11拆分进行了说明，图2标明了通过对反射面11的分割，将反射面11拆分为多瓣，各个天线瓣之间通过定位装置进行拼接和拆分，其中标有⑤的天线瓣与天线背架连接作为主机的一部分，其余拼瓣可拆卸后单独包装存放携带，使用时可重新拼接，在不影响整体反射面口径电气性能的前提下提高了便携性。

如图3所示，智能控制全自动天线的智能控制方式具有计算机和手持终端两种控制方式。手持终端由液晶屏幕和键盘组成，键盘输入的按键电平送往控制单元处理后，显示指令再由控制单元送往液晶屏幕进行显示；计算机键盘输入的指令数据通过TCP/IP协议送往控制单元，控制单元再将数据进行处理，把显示指令通过TCP/IP协议送往计算机进行显示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，包括接收信号模块、信号处理模块、辅助模块、控制单元、伺服模块、显示输入装置和电源模块；

所述接收信号模块用于接收卫星信号并将所述信号发送至信号处理模块；

所述信号处理模块处理从接收信号模块发送至的信号，并将处理后的信号发送至控制单元；

所述辅助模块用于测量当前天线的相关数据，并将所述数据发送至控制单元；

所述控制单元根据从信号处理模块传输至的信号和从辅助模块传输至的数据计算卫星的目标方位、俯仰和极化角度，并将计算结果发送至伺服模块和显示输入装置；

所述伺服模块用于根据控制单元的控制带动天线各个传动部件旋转以改变天线的方位、俯仰和极化角度；

所述显示输入装置用于将输入参数传输至控制单元，并显示控制单元传输至的计算结果；

所述电源模块用于为信号处理模块、辅助模块、控制单元和伺服模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述接收信号模块包括反射面和馈源模块；所述反射面用于将卫星信号反射至馈源模块；所述馈源模块用于分离信号并将分离后的信号发送至信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述信号处理模块包括LNB低噪声放大器和信号接收装置；所述LNB低噪声放大器用于降低噪声信号，并将从馈源模块接收到的信号变频至L波段，进一步将变频后的信号发送至信号接收装置；

所述信号接收装置用于将从LNB接收的信号进行处理并将信号强度转换为数字格式输入到控制单元。

4.根据权利要求3所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述信号接收装置对信号进行的处理包括多级的检波放大、复杂的算法处理和信号判断。

5.根据权利要求1所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述辅助模块包括GPS全球定位系统和角度传感器；所述GPS用于对本发明所述智能控制全自动便携式卫星天线位置进行定位，并将测得的当前经纬度数据输出至控制单元；

所述角度传感器安装在本发明智能控制全自动便携式卫星天线的支臂位置，用于磁测量当前天线的支臂的俯仰角度数据，并将所述倾斜角度数据发送至控制单元。

6.根据权利要求2所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述反射面采用分割式设计，将反射面分割成多个拼瓣，并可通过定位装置进行拼接与拆分。

7.根据权利要求2或6所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述反射面采用碳纤维材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述控制单元接收从信号处理模块传输至的信号和从辅助模块传输至的数据，并利用公知的算法计算卫星的目标方位、俯仰和极化角度，并通过发送控制指令控制伺服模块将天线转至目标方位、俯仰和极化角度。

9.根据权利要求8所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述控制单元通过伺服模块控制天线运动是通过首先计算角度差，在以角度差除以步距角得出脉冲数量，最后通过向驱动器发送脉冲的形式控制天线运动。

10.根据权利要求1所述的一种智能控制全自动便携式卫星天线，其特征在于，所述电源模块用于将交流电转换为直流电，将直流电输入信号处理模块、辅助模块、控制单元和伺服模块。

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