CN203553351U - 一种用于移动载体上的卫星天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于移动载体上的卫星天线，属于卫星天线技术领域。它解决了现有的用于移动载体的卫星天线在初始化搜索前存在误差的问题。本用于移动载体上的卫星天线，包括天线本体、主控电路板和GPS接收器，主控电路板算出卫星天线理论仰角，还包括一个横滚臂，横滚臂能绕铰接点摆动并由驱动机构二驱动，横滚臂一端设有支架臂一，横滚臂的另一端设有支架臂二，天线本体与支架臂一和支架臂二固连，支架臂二上设有传感器板，在支架臂二上还设有定位驱动机构。本用于移动载体的卫星天线在初始化搜索前能够消除误差使卫星天线的基准平面在初始化搜索前保持水平状态。

Description

一种用于移动载体上的卫星天线

技术领域

本实用新型属于卫星天线技术领域，涉及一种移动载体上的卫星天线。

背景技术

移动载体上的卫星天线与地面固定天线的最大区别在于天线的载体是一个移动摇摆的载体，比如用于船上的卫星天线，需要稳定的天线平台来隔离船体的摇摆，实现天线在运动中的姿态稳定，并在姿态稳定的基础上，在移动过程中跟踪和对准卫星。

传统的船用卫星天线通常采用机械平台来隔离载体的扰动，采用步进跟踪方式使天线波速逐步对准卫星。因此，船用卫星天线系统的关键技术在于设计一种稳定的基准平台，使天线维持在一个相对平稳的工作环境。能否很好地隔离载体的运动对天线接收角度的调整有直接重要的影响。

除了上述采用一个稳定基准平台的技术发展方向外，另一个技术方向是不设稳定平台，而是实时检测载体的运动，然后控制天线作反向补偿运动，最终保持天线指向。设置在移动载体上的传感器会直接检测移动载体的运动情况进而反向补偿给卫星天线，但是在卫星天线刚刚启动时，由于卫星天线初始状态不确定，卫星天线并不能以水平状态进行初始化设置，因此还是会存在误差，同时传感器对载体运动的检测会逐渐积累误差。

关于仰角、横滚角和方位角，一般定义载体的右、前、上三个方向构成右手系，绕向前的轴旋转就是横滚角，绕向右的轴旋转就是仰角，绕向上的轴旋转就是方位角，横滚角、仰角、方位角组成了天线的三轴。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于移动载体的卫星天线，其所要解决的技术问题是：用于移动载体的卫星天线如何在初始化搜索前消除误差使卫星天线的基准平面在初始化搜索前保持水平状态。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种用于移动载体上的卫星天线，包括圆锅状的天线本体、主控电路板和固定在天线本体上与主控电路板连接的GPS接收器，主控电路板接收GPS接收器的坐标信号并算出卫星天线理论仰角，其特征在于，本卫星天线还包括一个能够调节天线本体横滚角的横滚臂，所述的横滚臂能绕铰接点摆动并由驱动机构二驱动，在所述横滚臂一端设有与横滚臂垂直设置的支架臂一并且由驱动机构三驱动支架臂一上下摆动，所述的横滚臂的另一端设有与横滚臂转动连接的支架臂二，上述的天线本体与所述的支架臂一和支架臂二固连，在所述的支架臂二上设有与支架臂二转动连接的传感器板，在支架臂二上还设有在初始化搜索前驱动传感器板转动使传感器板与天线本体轴线形成上述卫星天线理论仰角并将传感器板定位在支架臂二上的定位驱动机构。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，在所述传感器板上设有与主控电路板连接用于检测传感器板是否处于水平状态的倾角传感器，所述的主控电路板根据倾角传感器信号控制上述的驱动机构二和驱动机构三使传感器板处于水平状态后进行初始化搜索。

本卫星天线可用于移动载体上，如车辆、船只上。由于车辆船只在行驶过程中颠簸摇摆，在进行初始化搜索前本卫星天线先行进行水平状态调整。由于天线本体固定在支架臂一和支架臂二，因此驱动机构三驱动支架臂一转动时能够驱动天线本体上下摆动即能够调节天线本体的仰角；并且支架臂一和支架臂二都固定在横滚臂两端，因此转动横滚臂能带动天线本体转动，即能够调节天线本体的横滚角。本卫星天线具体调整如下：卫星天线启动后主控电路板先根据倾角传感器检测的信号控制驱动机构二驱动横滚臂绕铰接点摆动，即先调整天线本体的横滚角，使横滚臂处于水平状态，然后控制定位驱动机构驱动传感器板转动使传感器板与天线本体轴线形成上述卫星天线理论仰角并将传感器板定位，而此状态下的传感器板处于非水平状态，因此主控电路板通过倾角传感器控制驱动机构三使传感器板处于水平状态，其传感器板调整方式是通过驱动机构三驱动支架臂一转动从而带动天线本体，再由天线本体带动支架臂二转动，而传感器板是通过定位驱动机构定位在支架臂二上的，因此，传感器板也随支架臂二的转动而转动，通过这种方式实现对传感器板的水平调整，在传感器板调水平的同时由于是驱动机构二和驱动机构三驱动的，因此天线本体也能够调整到初始仰角状态，从而消除了载体不平衡造成的影响。其后，卫星天线进行初始化搜索并建立通讯信号，期间，主控电路板实时控制驱动机构二和驱动机构三使传感器板处于水平状态，保证了卫星天线保持在水平状态调整天线仰角的要求。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的定位驱动机构包括步进电机和连接在横滚臂端面上的阻挡件，所述支架臂二上设有驱动传感器板转动的传动结构，传动结构与步进电机连接，在传感器板上设有限位开关和用于检测传感器板水平状态的倾角传感器，所述的阻挡件位于限位开关移动时所经过的路径上，限位开关、倾角传感器和步进电机均与上述的主控电路板连接，所述的主控电路板在卫星天线启动后控制步进电机转动至碰触限位开关并在接收到限位开关输送的定位信号时控制步进电机反转主控电路板内预设角度后再继续转动上述的卫星天线理论仰角。

预设角度是根据阻挡件和天线本体的轴线之间的机械位置关系所定的，是限位开关碰触到阻挡件时，天线本体的轴线和传感器板的夹角，该角度在阻挡件连接在横滚臂上就已确定。在初始化搜索前，步进电机驱动传感器板上的限位开关向阻挡件移动并在碰触阻挡件时，步进电机反向转动预设角度，此时相当于传感器板与天线本体的轴线处于平行状态，而步进电机不间断地继续控制传感器板转动卫星天线理论仰角，卫星天线理论仰角是以水平面为基准计算的，因此，传感器板继续转动一个卫星天线理论仰角，相当于天线本体的轴线与传感器板夹角为卫星天线理论仰角，这样，传感器板就可以成为一个基准面，调整传感器板的水平状态就相应的调节天线本体的初始仰角状态，利于卫星天线锁定目标卫星。

阻挡件可以是螺钉、销轴、螺栓、凸块等，只要能够触动限位开关即可。主控电路板内预设有设定值，在主控电路板接收到限位开关的信号后就控制步进电机反向转动一定角度，步进电机通过传动机构驱动传感器板转动，使传感器板与天线轴线的夹角成理论仰角值，之后，主控电路板对倾角传感器进行检测，最终根据检测结果，通过驱动机构三将传感器板调整至水平状态，此时卫星天线即进入初始仰角状态。在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述预设角度为15°～60°。预设角度大于60°，传感器板的调整时间长不利于快速反应，而预设角度小于15°则会造成较多的误碰触，因此在15°和60°之间最为合适。

作为定夹角的优选，在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的预设角度为30°。30°不仅能够减少误碰撞也能够有利于快速调整，并且该角度位置能够适合限位开关安装。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的传动结构包括通过轴承一与支架臂二连接的调节齿盘，所述支架臂二通过轴承二与上述的横滚臂连接，轴承一和轴承二处于同一直线上，上述的传感器板固定在调节齿盘侧面上且传感器板与调节齿盘垂直，所述的步进电机设置在支架臂二的内侧，调节齿盘设置在支架臂二的外侧，步进电机的转轴穿过支架臂二并在转轴上固连有主动轮，主动轮和调节齿盘之间通过皮带连接。步进电机带动主动轮转动，主动轮通过皮带带动调节齿盘转动，调节齿盘与支架臂二转动连接，因此调节齿盘可带动传感器板相对于横滚臂转动。

作为定位驱动机构的另一种方案，在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的定位驱动机构包括步进电机和固定在横滚臂端面上的永磁体，传感器板转动连接在支架臂二上，在所述支架臂二上设有驱动传感器板转动的传动结构，传动结构与步进电机连接，在传感器板上设有霍尔传感器，所述的永磁铁位于霍尔传感器移动时所经过的路径上，霍尔传感器和步进电机均与上述的主控电路板连接，所述的主控电路板在接收到霍尔传感器输送的定位信号后控制步进电机转动预设的角度。

作为传动结构的另一种方案，在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的传动结构包括与步进电机转轴连接的蜗杆和与蜗杆啮合的蜗轮，步进电机固定在支架臂二上，蜗轮通过轴承一与支架臂二连接，所述支架臂二通过轴承二与上述的横滚臂连接，轴承一和轴承二处于同一直线上，上述的传感器板固定在蜗轮的侧壁上。通过蜗轮蜗杆驱动传感器板转动，而蜗轮蜗杆在停止转动时能够进行自锁，使传感器板定位。

定位驱动机构除了上述的方案外，只要步进电机驱动传感器板在支架臂二上摆动的多种机械结构都是可行的，如链条、连杆机构等。另外，检测行程的元器件也可相应的替换，如红外线传感器等。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的传感器板上还设有检测方位角的磁阻传感器、检测方位角变化的方位角陀螺仪传感器、检测传感器板仰角变化的仰角陀螺仪传感器和检测传感器板横滚角变化的横滚角陀螺仪传感器，所述的磁阻传感器、方位角陀螺仪传感器、仰角陀螺仪传感器和横滚角陀螺仪传感器均与上述的主控电路板相连接，在完成初调后主控电路板实时检测仰角陀螺仪传感器和横滚角陀螺仪传感器的角度变化信号并根据该信号控制驱动机构二和驱动机构三实时调整传感器板角度，使其处于水平状态。在移动载体移动时，通过仰角陀螺仪传感器和横滚角陀螺仪传感器检测载体的水平状态的变化，主控电路板检测这些角度变化并进行反向补偿控制驱动机构二和驱动机构三调整传感器板处于水平状态，传感器板处于水平状态则表示天线本体处于理论仰角状态接收卫星信号。初调是指卫星天线完成初始状态调整，既卫星天线处于理论仰角状态的调节。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，还包括一底座，所述的底座上设有驱动天线本体周向转动的驱动机构一，所述的主控电路板接收GPS坐标信号并计算出理论仰角值和方位角值以及接收方位角陀螺仪传感器输送的方位角变化值，主控电路板根据理论方位角值和磁阻传感器当前检测到的方向，控制驱动机构一调整天线本体的朝向，在上述传感器板处于水平状态时主控电路板根据实时接收的GPS信号控制驱动机构一使天线本体朝向目标卫星。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的驱动机构一包括第一电机、通过轴承连接在底座上的轴承座，第一电机与竖支架均固定在轴承座上，所述的底座上固连有第一驱动轮，在第一电机转轴上固定第一带轮，在第一驱动轮和第一带轮上套接有皮带。第一驱动轮固定，第一电机工作时能够通过皮带使第一电机与轴承座一同相对第一驱动轮转动。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的驱动机构二包括第二电机、固定在第二电机转轴上的第二带轮，在竖支架上通过轴承连接有转轴，所述的转轴一端与横滚臂固连，另一端固连有第二驱动轮，第二驱动轮和第二带轮上套接有皮带。第二电机通过皮带带动第二驱动轮转动，第二驱动轮通过转轴带动横滚臂摆动。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的驱动机构三包括第三电机和与横滚臂一端相固连的第三驱动轮，所述支架臂一通过轴承与上述的横滚臂连接，所述的第三电机设置在支架臂一的内侧，第三驱动轮设置在支架臂一的外侧，第三电机的转轴穿过支架臂一并在转轴上固连有第三带轮，第三带轮和第三驱动轮之间通过皮带连接。由于第三驱动轮与横滚臂固定，第三电机工作时能够通过皮带使第三电机与支架臂一一同相对横滚臂转动摆动。

驱动机构一、驱动机构二、驱动机构三可以做多种变化，如采用电机配合齿轮传动的结构、电机配合链条传动的结构或者由电机直接驱动都是可行的。

在上述的用于移动载体上的卫星天线中，所述的横滚臂包括摆动臂和两根支撑臂，所述两支撑臂处于同一直线上且相距一段距离，所述的支撑臂与摆动臂平行，在摆动臂和支撑臂之间通过连接臂连接，两连接臂呈八字形，所述的天线本体转动到竖直状态时能位于两连接臂之间且卫星天线本体的背面距离摆动臂一段距离。横滚臂的这种结构使得天线本体能够在横滚臂上自由摆动，结构可靠性高。

一种移动载体上卫星天线的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

A、开机启动，通过GPS接收器采集当前卫星天线所在位置的GPS坐标信号并输送给主控电路板并由主控电路板根据该GPS坐标信号计算出卫星天线理论仰角值和GPS理论方位角值；

B、主控电路板控制步进电机转动直至设置在传感器板上的限位开关碰触阻挡件进而向主控电路板发送定位信号使主控电路板控制步进电机停止并反转从而带动传感板转动主控电路板内预设角度，主控电路板内的预设角度为限位开关碰触到阻挡件时天线本体的轴线与传感器板所形成的夹角，此时天线轴线与传感器板处于平行状态，接着步进电机继续带动传感器板旋转步骤A计算出的理论仰角值，此时天线轴线与传感器板之间的夹角为理论仰角值；

C、通过倾角传感器实时采集横滚臂与水平面的横滚角，并把采集的横滚角输送给主控电路板，主控电路板根据此横滚角使横滚臂处于水平状态；通过倾角传感器实时采集传感器板与水平面的仰角，并把采集的仰角输送给主控电路板，主控电路板根据此仰角使传感器板处于水平状态，天线处于初始仰角状态；

D、主控电路板通过磁阻传感器检测当前天线的方位角朝向，并根据步骤A中计算出的GPS理论方位角值，输出控制信号控制驱动机构一使卫星天线本体朝向卫星，之后卫星天线进行初始化搜索。

与现有技术相比，本用于移动载体的卫星天线：1、设置GPS接收器、磁阻传感器和倾角传感器，自动快速准确的对卫星进行定位将卫星天线定位朝向卫星方位；2、设置三个陀螺仪传感器，能够及时快速的对卫星天线姿态进行调整和修正，提高卫星天线的稳定性；3、步进电机对卫星天线仰角进行粗调，减少卫星天线自动调节时间。

初始化搜索时先进行天线本体初始状态的调整，减少了误差，提高了锁定卫星的精准度，缩短了搜寻卫星的时间，提高了卫星天线的稳定性。

附图说明

图1是本用于移动载体上的卫星天线的立体结构示意图；

图2是图1中A处的结构放大图；

图3是本用于移动载体上的卫星天线的结构左视图。

图4是定位驱动机构的结构剖视图。

图5是本用于移动载体上的卫星天线的结构右视图。

图6是本用于移动载体上的卫星天线的结构后视图。

图7是实施例二中的卫星天线的立体结构示意图。

图8是本卫星天线的电路方框图。

图中，1、天线本体；2、横滚臂；21、摆动臂；22、连接臂；23、支撑臂；3、定位驱动机构；31、步进电机；32、传动结构；321、调节齿盘；322、主动轮；323、轴承一；324、轴承二；325、蜗轮；326、蜗杆；33、限位开关；34、销轴；35、霍尔传感器；36、永磁铁；4、驱动机构一；41、第一电机；42、第一驱动轮；43、第一带轮；5、驱动机构二；51、第二电机；52、第二驱动轮；53、第二带轮；6、驱动机构三；61、第三电机；62、第三驱动轮；63、第三带轮；7、支架臂一；8、支架臂二；9、传感器板；10、底座；101、轴承座；102、竖支架。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1、图2、图8所示，一种用于移动载体上的卫星天线，可用于移动载体上，如车辆、船只等，包括天线本体1、主控电路板、GPS接收器和底座10，天线本体1呈圆锅状，GPS接收器固定在天线本体1上且与主控电路板相连接，主控电路板能够接收GPS接收器的坐标信号并算出卫星天线理论仰角。底座10固定在移动载体上，底座10上方设有驱动机构一4，驱动机构一4能够驱动天线本体1周向转动，调节天线本体1的方位角和朝向。本卫星天线还包括一个能够绕铰接点摆动的横滚臂2，该横滚臂2由驱动机构二5驱动并能够调节天线本体1的横滚角。横滚臂2一端转动连接有支架臂一7，该支架臂一7与横滚臂2相垂直，并且由驱动机构三6驱动支架臂一7上下摆动，调节天线本体1的仰角。横滚臂2的另一端转动连接有支架臂二8，该支架臂二8也与横滚臂2相垂直，天线本体1与支架臂一7、支架臂二8固连。支架臂二8上设有传感器板9，该传感器板9与支架臂二8转动连接，在支架臂二8上还设有定位驱动机构3，该定位驱动机构3能够在初始化搜索前驱动传感器板9转动使传感器板9与天线本体1轴线形成上述卫星天线理论仰角并将传感器板9定位在支架臂二8上。

具体来说，传感器板9上设有倾角传感器，该倾角传感器与主控电路板相连接，用于检测传感器板9是否处于水平状态，主控电路板根据倾角传感器的信号来控制驱动机构二5和驱动机构三6，使传感器板9处于水平状态并调整天线本体1的初始仰角状态后再进行初始化搜索。横滚臂2包括摆动臂21和两根支撑臂23，两支撑臂23处于同一直线上且相距一段距离，支撑臂23与摆动臂21平行，在摆动臂21和支撑臂23之间通过连接臂22连接，两连接臂22呈八字形，天线本体1转动到竖直状态时能位于两连接臂22之间且卫星天线本体1的背面距离摆动臂21一段距离，横滚臂2的这种结构使得天线本体1能够在横滚臂2上自由摆动，结构可靠性高。

如图3、图4所示，定位驱动机构3包括一步进电机31，该步进电机31固定在支架臂二8上，横滚臂2的端面上连接有一阻挡件，该阻挡件为一销轴34，当然在实际使用过程中可以根据需要采用螺钉、螺栓、凸块等。在支架臂二8上通过轴承一323转动连接有一调节齿盘321，支架臂二8通过轴承二324转动连接在横滚臂2上，轴承一323和轴承二324处于同一直线上。传感器板9固定在调节齿盘321侧面上，且传感器板9与调节齿盘321垂直，步进电机31设置在支架臂二8的内侧，调节齿盘321设置在支架臂二8的外侧，步进电机31的转轴穿过支架臂二8，在转轴上固连有主动轮322，主动轮322和调节齿盘321之间通过皮带连接。在传感器板9上设有限位开关33和倾角传感器，倾角传感器用于检测传感器板的水平状态，销轴34位于限位开关33移动时所经过的路径上，限位开关33、倾角传感器和步进电机31均与主控电路板连接。

调节齿盘321转动并使限位开关33与销轴34触碰时，此时传感器板9与天线本体1的轴线之间形成一个预设角度，预设角度是根据销轴34和天线本体1的轴线之间的机械位置关系所定的，在销轴34固定到横滚臂2上时就已确定。预设角度大于60°，传感器板9的调整时间长不利于快速反应，而预设角度小于15°则会造成较多的误碰触，因此为了减少误碰撞也能够有利于快速调整，并且方便安装，本实施例中预设角度为30°。在初始化搜索前，步进电机31驱动调节齿盘321转动，使传感器板9上的限位开关33向销轴34移动，当限位开关33碰触销轴34时，限位开关33向主控电路板发送信号，主控电路板接收到限位开关33的信号后就控制步进电机31反向转动，其转动的角度为设定好的预设角度，预设角度为限位开关33碰触到阻挡件时天线本体1的轴线与传感器板9所形成的夹角，预设角度在阻挡件连接在横滚臂上就已确定，通过该步骤的处理，能够消除不确定的基准面进而为以传感器板为基准面提供基础。此时传感器板9与天线本体1的轴线处于平行状态，步进电机31不间断地继续控制传感器板9转动卫星天线理论仰角，卫星天线理论仰角是以水平面为基准计算的，相当于天线本体1的轴线与传感器板9夹角为卫星天线理论仰角，这样，传感器板9就可以成为一个基准面，调整传感器板9的水平状态就相应的调节天线本体1的初始仰角状态，利于卫星天线锁定目标卫星。此时，传感器板9上的倾角传感器检测传感器板9的水平状态，并将信号传递给主控电路板，主控电路板通过控制机构三6调节支架臂一7与支架臂二8，由于传感器板9通过步进电机31与支架臂二8保持相对固定，因此控制机构三6的调节时传感器板9达到水平状态，而此时天线本体1的仰角则为卫星天线理论仰角，在步进电机调节完成后，主控电路板根据倾角传感器的信号，通过驱动机构二5调节天线本体1的横滚角。

由于车辆船只在行驶过程中颠簸摇摆，因此在天线本体1完成初始的调节后还需要通过驱动机构二5和驱动机构三6进行实时不间断的微调，消除载体不平衡造成的影响。因此在传感器板9上还设有检测方位角的磁阻传感器、检测方位角变化的方位角陀螺仪传感器、检测传感器板仰角变化的仰角陀螺仪传感器和检测传感器板横滚角变化的横滚角陀螺仪传感器，磁阻传感器、方位角陀螺仪传感器、仰角陀螺仪传感器和横滚角陀螺仪传感器均与主控电路板相连接，在完成初调后主控电路板实时检测仰角陀螺仪传感器和横滚角陀螺仪传感器的角度信号，并根据该角度信号控制驱动机构二5和驱动机构三6调整传感器板9处于水平状态。在移动载体移动时，通过仰角陀螺仪传感器和横滚角陀螺仪传感器检测载体的水平状态的变化，主控电路板检测这些角度变化并控制驱动机构二5和驱动机构三6调整传感器板9进行反向补偿，使传感器板9处于水平状态，即天线本体1处于水平状态接收卫星信号。并且主控电路板接收GPS坐标信号并计算出理论仰角值和方位角值以及方位角变化值，主控电路板根据理论方位角值和方位角变化值控制驱动机构一调整天线本体的朝向。

结合图3、图5、图6所示，驱动机构一4包括第一电机41和轴承座101，轴承座101通过轴承连接在底座10上，第一电机41与竖支架102均固定在轴承座101上，底座10由两个相互交叉成十字的固定板构成，并通过螺栓固定在移动载体上，在底座10上固连有第一驱动轮42，在第一电机41转轴上固定第一带轮43，在第一驱动轮42和第一带轮43上套接有皮带，第一驱动轮42固定，第一电机41工作时能够通过皮带使第一电机41与轴承座101一同相对第一驱动轮42转动，从而实现天线本体1方位角的调节。

驱动机构二5包括第二电机51，在第二电机51转轴上固定有第二带轮53，在竖支架102上通过轴承连接有转轴，转轴一端与横滚臂2固连，另一端固连有第二驱动轮52，第二驱动轮52和第二带轮53上套接有皮带，第二电机51通过皮带带动第二驱动轮52转动，第二驱动轮52通过转轴带动横滚臂2摆动，从而实现天线本体1横滚角的调节。

驱动机构三6包括第三电机61，在横滚臂2一端固连有第三驱动轮62，支架臂一7通过轴承与横滚臂2连接，第三电机61设置在支架臂一7的内侧，第三驱动轮62设置在支架臂一7的外侧，第三电机61的转轴穿过支架臂一7并在转轴上固连有第三带轮63，第三带轮63和第三驱动轮62之间通过皮带连接，由于第三驱动轮62与横滚臂2固定，第三电机61工作时能够通过皮带使第三电机61与支架臂一7一同相对横滚臂2转动摆动，从而实现天线本体1仰角的调节。

在实际使用过程中，驱动机构一4、驱动机构二5、驱动机构三6可以做多种变化，如采用电机配合齿轮传动的结构、电机配合链条传动的结构或者由电机直接驱动都是可行的。

一种船用卫星天线卫星搜寻的控制方法包括以下步骤：

开机启动，通过GPS接收器采集当前船用卫星天线所在位置的GPS坐标信号，并把采集的坐标信号输送给主控电路板；若GPS接收器无法接收到卫星的GPS信号时，主控电路板将前一次卫星锁定时的卫星位置信息或主控电路板内部设定卫星的位置信息输出，控制卫星天线搜索卫星。通过主控电路板接收了GPS接收器采集的坐标信号，根据该坐标信号计算出锁定卫星的卫星天线理论仰角和GPS理论方位角；主控电路板控制步进电机31转动使传感器板9转动，直至设置在传感器板9上的限位开关33碰触阻挡件进而向主控电路板发送定位信号使主控电路板控制步进电机31停止并反转，反转角度为主控电路板内的预设角度，预设角度为限位开关33碰触到阻挡件时天线本体1的轴线与传感器板9所形成的夹角，步进电机31反转预设角度后再继续转动卫星天线理论仰角，随后步进电机31停止转动并将传感器板9固定在支架臂二8上。倾角传感器检测传感器板9的倾斜状态，并将检测信号传递给主控电路板，主控电路板输出控制信号控制第二电机51调节横滚臂2，使横滚臂2处于水平状态，输出控制信号控制第三电机61驱动支架臂一7相对横滚臂2转动，使传感器板9达到水平状态，此时天线本体1的实际仰角达到卫星天线理论仰角。主控电路板根据GPS理论方位角值输出控制信号控制第一电机41，调节天线本体1的方位角，之后卫星天线进行初始化搜索并建立通讯信号。当本卫星天线锁定的卫星航海环境影响产生偏移时，通过仰角陀螺仪传感器、横滚角陀螺仪传感器和方位角陀螺仪传感器采集本卫星天线仰角、横滚角和方位角的偏移角度信号并把信号输送给主控电路板，主控电路板输出驱动信号一、驱动信号二和驱动信号三，第一电机41、第二电机51、第三电机61转动调节天线本体1的朝向，使本卫星天线保持锁定卫星的状态下。

另外，控制第二电机的转动和控制第三电机的转动可以同时进行，这样可以节省调整时间，让卫星天线迅速锁定目标卫星。大致调整水平后，对第二电机和第三电机可以进行交替控制以便达到最终的水平的状态。

实施例二：

该用于移动载体上的卫星天线的结构与实施例一基本相同，不同点在于如图7所示，定位驱动机构3及传感器板9等部件设置在支架臂一7上，驱动机构三6设置在支架臂二8上，定位驱动机构3包括一步进电机31，该步进电机31固定在支架臂二8上，横滚臂2的端面上连接有一永磁体36，在支架臂二8上通过轴承一323转动连接有一蜗轮325，支架臂二8通过轴承二324转动连接在横滚臂2上，轴承一323和轴承二324处于同一直线上。传感器板9固定在蜗轮325的侧面上，且传感器板9与涡轮325垂直，步进电机31和蜗轮325均设置在支架臂二8的外侧，步进电机31的转轴上固连有蜗杆326，蜗杆326与蜗轮325相啮合，在传感器板9上设有霍尔传感器和倾角传感器，永磁体36位于霍尔传感器35移动时所经过的路径上，霍尔传感器35、倾角传感器和步进电机31均与主控电路板连接。在该实施例中预设角度为霍尔传感器35感应到永磁体36时传感器板9与天线本体1的轴线之间形成的夹角。

在初始化搜索前，主控电路板也是根据倾角传感器的信号，通过驱动机构二5调节天线本体1的横滚角，在横滚角调节完成后，步进电机31驱动调节蜗杆326转动，蜗杆326带动蜗轮325旋转，使传感器板9上的霍尔传感器35向永磁体36移动，当霍尔传感器35感应到永磁体36时，霍尔传感器35向主控电路板发送信号，主控电路板接收到霍尔传感器35的信号后就控制步进电机31反向转动，直到天线本体1的轴线与传感器板9形成一个卫星天线理论仰角，此时蜗轮325和蜗杆326在停止转动时能够进行自锁，使传感器板9相对支架臂二固定。

当然在实际使用过程中，定位驱动机构3除了上述的方案外，只要步进电机31驱动传感器板9在支架臂二8上摆动的多种机械结构都是可行的，如链条、连杆机构等。另外，检测行程的元器件也可相应的替换，如红外线传感器等。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了天线本体1、横滚臂2、摆动臂21、连接臂22、支撑臂23、定位驱动机构3、步进电机31、传动结构32、调节齿盘321、主动轮322、轴承一323、轴承二324、蜗轮325、蜗杆326等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种用于移动载体上的卫星天线，包括圆锅状的天线本体（1）、主控电路板和固定在天线本体（1）上与主控电路板连接的GPS接收器，主控电路板接收GPS接收器的坐标信号并算出卫星天线理论仰角，其特征在于，本卫星天线还包括一个能够调节天线本体（1）横滚角的横滚臂（2），所述的横滚臂（2）能绕铰接点摆动并由驱动机构二（5）驱动，在所述横滚臂（2）一端设有与横滚臂（2）垂直设置的支架臂一（7）并且由驱动机构三（6）驱动支架臂一（7）上下摆动，所述的横滚臂（2）的另一端设有与横滚臂（2）转动连接的支架臂二（8），上述的天线本体（1）与所述的支架臂一（7）和支架臂二（8）固连，在所述的支架臂二（8）上设有与支架臂二（8）转动连接的传感器板（9），在支架臂二（8）上还设有在初始化搜索前驱动传感器板（9）转动使传感器板（9）与天线本体（1）轴线形成上述卫星天线理论仰角并将传感器板（9）定位在支架臂二（8）上的定位驱动机构（3）。

2.根据权利要求1所述的用于移动载体上的卫星天线，其特征在于，在所述传感器板（9）上设有与主控电路板连接用于检测传感器板（9）是否处于水平状态的倾角传感器，所述的主控电路板根据倾角传感器控制上述的驱动机构二（5）和驱动机构三（6）使传感器板（9）处于水平状态后进行初始化搜索。

3.根据权利要求2所述的用于移动载体上的卫星天线，其特征在于，所述的定位驱动机构（3）包括步进电机（31）和连接在横滚臂（2）端面上的阻挡件，所述支架臂二（8）上设有驱动传感器板（9）转动的传动结构（32），传动结构（32）与步进电机（31）连接，在传感器板（9）设有限位开关（33）和用于检测传感器板（9）水平状态的倾角传感器，所述的阻挡件位于限位开关（33）移动时所经过的路径上，限位开关（33）、倾角传感器和步进电机（31）均与上述的主控电路板连接，所述的主控电路板在卫星天线启动后控制步进电机（31）转动至碰触限位开关（33）并在接收到限位开关（33）输送的定位信号时控制步进电机（31）反转主控电路板内预设角度后再继续转动上述的卫星天线理论仰角。

4.根据权利要求3所述的用于移动载体上的卫星天线，其特征在于，所述的传动结构（32）包括通过轴承一（323）与支架臂二（8）连接的调节齿盘（321），所述支架臂二（8）通过轴承二（324）与上述的横滚臂（2）连接，轴承一（323）和轴承二（324）处于同一直线上，上述的传感器板（9）固定在调节齿盘（321）侧面上且传感器板（9）与调节齿盘（321）垂直，所述的步进电机（31）设置在支架臂二（8）的内侧，调节齿盘（321）设置在支架臂二（8）的外侧，步进电机（31）的转轴穿过支架臂二（8）并在转轴上固连有主动轮（322），主动轮（322）和调节齿盘（321）之间通过皮带连接。

5.根据权利要求2所述的用于移动载体上的卫星天线，其特征在于，所述的定位驱动机构（3）包括步进电机（31）和固定在横滚臂（2）端面上的永磁体，传感器板（9）转动连接在支架臂二（8）上，在所述支架臂二（8）上设有驱动传感器板（9）转动的传动结构（32），传动结构（32）与步进电机（31）连接，在传感器板（9）上设有霍尔传感器（35），所述的永磁铁（36）位于霍尔传感器（35）移动时所经过的路径上，霍尔传感器（35）和步进电机（31）均与上述的主控电路板连接，所述的主控电路板在接收到霍尔传感器（35）输送的定位信号后控制步进电机（31）转动预设的角度使传感器板（9）处于基准面上，即绝对水平面上。

6.根据权利要求5所述的用于移动载体上的卫星天线，其特征在于，所述的传动结构（32）包括与步进电机（31）转轴连接的蜗杆（326）和与蜗杆（326）啮合的蜗杆（326），步进电机（31）固定在支架臂二（8）上，蜗轮（325）通过轴承一（323）与支架臂二（8）连接，所述支架臂二（8）通过轴承二（324）与上述的横滚臂（2）连接，轴承一（323）和轴承二（324）处于同一直线上，上述的传感器板（9）固定在蜗轮（325）的侧壁上。

7.根据权利要求4或6所述的用于移动载体上的卫星天线，其特征在于，所述的传感器板（9）上还设有检测方位角的磁阻传感器、检测方位角变化的方位角陀螺仪传感器、检测传感器板（9）仰角变化的仰角陀螺仪传感器和检测传感器板（9）横滚角变化的横滚角陀螺仪传感器，所述的磁阻传感器、方位角陀螺仪传感器、仰角陀螺仪传感器和横滚角陀螺仪传感器均与上述的主控电路板相连接，在完成初调后主控电路板实时检测仰角陀螺仪传感器和横滚角陀螺仪传感器的角度变化信号并根据该信号控制驱动机构二（5）和驱动机构三（6）实时调整传感器板（9）角度，使其处于水平状态。

8.根据权利要求7所述的用于移动载体上的卫星天线，其特征在于，还包括一底座（10），所述的底座（10）上设有驱动天线本体（1）周向转动的驱动机构一（4），所述的主控电路板接收GPS坐标信号并计算出理论仰角值和方位角值以及接收方位角陀螺仪传感器输送的方位角变化值，主控电路板根据理论方位角值和磁阻传感器当前检测到的方向，控制驱动机构一（4）调整天线本体（1）的朝向，在上述传感器板（9）处于水平状态时主控电路板根据实时接收的GPS信号控制驱动机构一（4）使天线本体（1）朝向目标卫星。

9.根据权利要求1所述的用于移动载体上的卫星天线，其特征在于，所述的横滚臂（2）包括摆动臂（21）和两根支撑臂（23），所述两支撑臂（23）处于同一直线上且相距一段距离，所述的支撑臂（23）与摆动臂（21）平行，在摆动臂（21）和支撑臂（23）之间通过连接臂（22）连接，两连接臂（22）呈八字形，所述的天线本体（1）转动到竖直状态时能位于两连接臂（22）之间且卫星天线本体（1）的背面距离摆动臂（21）一段距离。

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