CN205159511U - 一种两轴过顶天线转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种两轴过顶天线转台，方位转盘上安装有Y转轴，Y转轴上安装有支撑架；平板天线的中轴处安装有X转轴，X转轴的两端安装在支撑架上，X转轴的一端还安装有驱动电机。该两轴过顶天线转台在不增加成本和控制难度的情况下，相当于将方位-俯仰型天线转台转置90°，将跟踪盲区移至水平轴两端，并通过合理的设定X转轴的转速，使得盲区大小对通信无影响，实现在通信要求的运动过范围内连续跟踪，解决因跟踪盲区造成的通信中断问题。

Description

一种两轴过顶天线转台

技术领域

本实用新型属于机械和自动化设备技术领域，尤其涉及一种两轴过顶天线转台。

背景技术

两轴天线转台是天线面的支撑和定位装置。主要通过伺服电机、减速机等传动部件提供动力，分别驱动两个转轴按照一定的轨迹运动，实现天线面的精确指向。

两轴天线转台的结构形式主要有：方位-俯仰型，极轴型，X-Y型等。方位-俯仰型天线座控制原理简单，是最常见的天线转台形式；极轴型由于其运动原理，主要运用于天文望远镜；X-Y型天线转台在平板天线中的应用鲜有所闻。

信息可通率是所有通信天线系统的重要指标，通信中断将大大的降低天线系统的信息可通率。跟踪卫星时，方位-俯仰型转台的跟踪范围受到方位最高转速的制约，在天顶附近会形成跟踪盲区，即在跟踪盲区范围内，天线系统无法对准卫星，通信就将中断。为克服方位-俯仰转台的跟踪盲区，常用的方法有：增加转轴，形成三轴转台；增加楔形转台；6自由度平台等，但这些方法均会较大程度的增加成本和控制难度。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的克服方位-俯仰转台的跟踪盲区的成本高和控制难度大问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的两轴过顶天线转台。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

该两轴过顶天线转台包括：平板天线、X转轴、Y转轴、方位转盘、支撑架、驱动电机；

方位转盘上安装有Y转轴，Y转轴上安装有支撑架；平板天线的中轴处安装有X转轴，X转轴的两端安装在支撑架上，X转轴的一端还安装有驱动电机。

本实用新型还采取如下技术措施：

所述的平板天线包括天线面板组件、用于支撑天线面板组件的背板和设置于天线面板组件和背板之间的连接件，天线面板组件与连接件粘接。

所述的支撑架包括架体，架体的分型面下端的一侧设置有单侧定位基准块。

所述的驱动电机的外部包裹有防雨罩。

本实用新型具有的优点和积极效果是：该两轴过顶天线转台在不增加成本和控制难度的情况下，相当于将方位-俯仰型天线转台转置90°，将跟踪盲区移至水平轴两端，并通过合理的设定X转轴的转速，使得盲区大小对通信无影响，实现在通信要求的运动过范围内连续跟踪，解决因跟踪盲区造成的通信中断问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的两轴过顶天线转台的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的天线口与目标物位置关系图；

图3是本实用新型实施例提供的平板天线的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的支撑架的结构示意图；

图中：1、平板天线；1-1、天线面板组件；1-2、背板；1-3、连接件；2、X转轴；3、Y转轴；4、方位转盘；5、支撑架；5-1、分型面；5-2、架体；5-3、单侧定位基准块；6、驱动电机。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图4所示：该两轴过顶天线转台包括：平板天线1、X转轴、Y转轴、方位转盘4、支撑架5、驱动电机6；

方位转盘4上安装有Y转轴3，Y转轴3上安装有支撑架5；平板天线1的中轴处安装有X转轴2，X转轴2的两端安装在支撑架5上，X转轴2的一端还安装有驱动电机6。

为研究目标物飞行情况与天线口的方位及俯仰角速度的关系，设定目标物沿直AB线以恒定速度V_F由A点运动到B点，时间为t，天线初始方位角为0°，初始俯仰角为δ，天线终止时方位角为α，俯仰角为β，如图2所示。

$tg\mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{AB}}^{\′}}{{\mathrm{OA}}^{\′}}=\frac{V_F\×t}{{\mathrm{OA}}^{\′}}---\left(2.1\right)$

$tg\mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{AA}}^{\′}}{{\mathrm{OA}}^{\′}}=\frac{H}{{\mathrm{OA}}^{\′}}---\left(2.2\right)$

式，H——目标飞行物飞行高度，设为固定值；

将式2.2代入式2.1，得

$tg\mathrm{\α}=\frac{V_F\×t\×tg\mathrm{\δ}}{H}---\left(2.3\right)$

式2.3两边对时间求导，得方位角速度：

${\mathrm{\ω}}_A=\frac{V_{F}tg\mathrm{\δ}}{H}\×{\cos }^2\mathrm{\α}---\left(2.4\right)$

由式2.3可以看出，方位角速度的极大值出现在方位角为0°时，为

${\mathrm{\ω}}_{Amax}=\frac{V_{F}tg\mathrm{\δ}}{H}---\left(2.5\right)$

将式2.5代入式2.4，有

ω_A＝ω_Amax×cos²α，对时间求导，得到方位轴的加速度：

${\∂}_A=-{\mathrm{\ω}}_{Amax}^{2}sin2{\mathrm{\αcos}}^2\mathrm{\α}---\left(2.6\right)$

将式2.6对方位角α求导，有，

$\frac{{\∂}_A}{d\mathrm{\α}}=-{\mathrm{\ω}}_{Amax}^2\frac{d}{d\mathrm{\α}}\left(sin2{\mathrm{\αcos}}^2\mathrm{\α}\right)=-2{\mathrm{\ω}}_{Amax}^{2}cos\mathrm{\α}cos\left(3\mathrm{\α}\right)---\left(2.7\right)$

令式2.7等于0，可以求出方位角加速度在极大值时的方位角，即：当方位角时，方位角加速度达到最大值。

另外，由式2.5，方位最大角速度与天线俯仰角的正弦成正比，因此，当目标飞行物趋近于天线口顶部，即俯仰角β趋于90°时，方位角速度将趋于无穷大。

显而易见，因为天线座最大方位角速度的限制，方位俯仰型天线座将在天顶(俯仰角90°)附近趋于形成一个跟踪盲区，而盲区的大小取决于目标物的飞行速度和高度。

所述的平板天线1包括天线面板组件1-1、用于支撑天线面板组件1-1的背板1-2和设置于天线面板组件1-1和背板1-2之间的连接件1-3，天线面板组件1-1与连接件1-3粘接。

通过设置于天线面板组件1-1和背板1-2之间的连接件1-3将天线面板组件1-1和背板1-2连接在一起。由于设置了连接件1-3，在天线面板组件1-1与背板1-2的连接结构中，无需铆钉的参与，有效地解决了现有技术中因铆接而影响平板天线1的电气性能指标的问题。

所述的支撑架5包括架体5-2，架体5-2的分型面5-1下端的一侧设置有单侧定位基准块5-3。通过安装单侧定位基准块5-3，运转过程中无震动和偏移，保证了转动的角度，

所述的驱动电机6的外部包裹有防雨罩，延长了驱动电机6的使用寿命。

平板天线1与X转轴2固定连接，X转轴2转动，带动平板天线1绕长度对称中心做平面转动。平板天线1和X转轴2及伺服电机等固联在Y转轴3上，Y转轴3转动，带动平板天线1绕Y转轴3做回转运动。平板天线1绕自身对称中心的转动和绕Y转轴3的回转运动合成平板天线1跟踪指向运动。很好的解决了两轴天线转台的过顶跟踪问题，提高了天线系统的可通率，而且相比较方位-俯仰型天线转台，不需要价格昂贵的汇流滑环，极大的降低天线转台的成本。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种两轴过顶天线转台，其特征在于，该两轴过顶天线转台包括：平板天线、X转轴、Y转轴、方位转盘、支撑架、驱动电机；

方位转盘上安装有Y转轴，Y转轴上安装有支撑架；平板天线的中轴处安装有X转轴，X转轴的两端安装在支撑架上，X转轴的一端还安装有驱动电机。

2.根据权利要求1所述的两轴过顶天线转台，其特征在于，所述的平板天线包括天线面板组件、用于支撑天线面板组件的背板和设置于天线面板组件和背板之间的连接件，天线面板组件与连接件粘接。

3.根据权利要求1所述的两轴过顶天线转台，其特征在于，所述的支撑架包括架体，架体的分型面下端的一侧设置有单侧定位基准块。

4.根据权利要求1所述的两轴过顶天线转台，其特征在于，所述的驱动电机的外部包裹有防雨罩。