CN207265230U - 一种自行式便携卫星通信天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自行式便携卫星通信天线，包括天线通信组件、具有俯仰角度调整功能的支撑组件、驱动组件和用于提供卫星通信天线转动时航向角度的测量组件；所述支撑组件位于所述天线通信组件的底部；所述驱动组件位于所述支撑组件的底部；所述驱动组件至少设置有两组，并且所述驱动组件内的驱动轮直接与地面转动接触，用于提供卫星通信天线进行水平转动以调节航向角的动力。驱动组件带动该卫星通信天线在载体上绕中轴支撑腿为中心转动，以调整航向角，通过多种方式完成天线通信组件整体转动时航向角度的调整，活动范围更广，调整航线角更方便。

Description

一种自行式便携卫星通信天线

技术领域

本实用新型属于卫星通信技术领域，具体涉及一种自行式便携卫星通信天线。

背景技术

VSAT卫星通信天线被称为微型站、小型数据站或甚小孔径终端，VSAT系统可支持多种业务类型，其终端天线小、设计结构紧密、功耗小、成本低、安装方便、对环境要求低。但是由于重力、回旋惯量和风载负荷等因素，对传动机构回转间隙的精度要求高，制作工艺要求也更加严苛。

现有的一种卫星通信天线，如说明书附图部分的图1所示，其结构一般包括设在下部的支座100、设在上部的天线通信组件101以及设在支座100和天线通信组件101之间的传动机构102，传动机构102用于调整天线的航向角和俯仰角，使用时，支座100与地面接触并固定不动，天线通信组件101绕传动机构102转动来调节天线通信组件101的航向角。

另外还有一种卫星通信天线，是申请人申请的一种新型结构，如说明书附图部分的图2 所示，其在卫星通信天线的底部设置了一个导轨底座200，在使用时，导轨底座200与地面接触并固定不动，卫星通信天线除去导轨200的部分绕导轨底座200旋转，以调整航向角，同时，在天线通信组件201下部设置支撑组件202，该支撑组件202用于调节俯仰角。这种设计与上述卫星通信天线的区别是，改变了通过传动机构102调整航向角和俯仰角的方式，精度更高，抗外力的能力更强。然而，两种不同结构的卫星天线相同点是：都存在一部分组件是固定不变的，调节一部分天线结构去对星，对于第一种结构，其不动的组件是下部的支座100，对于这种新型结构，其不动的组件是,底部的导轨底座200。上述两种卫星通信天线的结构均限制了卫星通信天线的调整角度的方式。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是：提供一种自行式便携卫星通信天线，其可以在较大的范围内自由地调整航向角。

为实现上述目的，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述的一种自行式便携卫星通信天线，包括天线通信组件、具有俯仰角度调整功能的支撑组件、驱动组件和用于提供卫星通信天线转动时航向角度的测量组件；

所述支撑组件位于所述天线通信组件的底部；

所述驱动组件位于所述支撑组件的底部；

所述驱动组件至少设置有两组，并且所述驱动组件内的驱动轮直接与地面转动接触，用于提供卫星通信天线进行水平转动以调节航向角的动力。

进一步地，所述测量组件为电子指南针。

进一步地，所述测量组件位于所述天线通信组件的侧部；

所述测量组件包括设于天线通信组件底部的支杆、与所述支杆连接的定位杆、设于定位杆并且用于测量航向角的第一测量天线和第二测量天线；

还包括用于提供卫星通信天线转动时俯仰角度的倾角传感器以及用于计算待调整航向角度和待调整俯仰角度的计算器。

进一步地，所述天线通信组件为平板波导喇叭阵列天线，所述驱动组件安装在天线通信组件的底部；还包括固定于地面的中轴支撑腿，所述中轴支撑腿位于所述支撑组件的底部。

进一步地，所述第一测量天线和第二测量天线以定位杆的中点为对称中心分布于定位杆的两侧；所述定位杆与水平面平行。

进一步地，所述第一测量天线和第二测量天线均为GNSS测量天线。

进一步地，所述驱动组件还包括驱动支架和马达；

所述驱动轮位于所述驱动支架的侧面，并且与所述马达传动连接。

进一步地，所述驱动支架包括竖直板和三角侧板；

所述竖直板和三角侧板的顶部均固定于所述支撑组件的底部，并且所述三角侧板固定于所述竖直板的侧部；

所述马达和驱动轮分别位于所述竖直板的两侧，并且所述马达的传动轴穿过所述竖直板与所述驱动轮传动连接。

进一步地，所述支撑组件包括水平支撑杆、驱动中枢、翻转支撑杆和俯仰推杆；

所述水平支撑杆位于所述竖直板的顶部；

所述水平支撑杆的另一端部固定于所述驱动中枢上；

所述翻转支撑杆的顶部转动连接于所述天线通信组件的底部，底部转动连接于所述驱动中枢的上表面；

所述俯仰推杆的顶部转动连接于所述天线通信组件的底部，底部转动连接于所述驱动中枢的上表面；

所述计算器与所述驱动中枢电连接。

进一步地，所述天线通信组件包括馈源头、馈源杆和天线反射面；

所述馈源头固定于馈源杆的顶部；

所述馈源杆的底部固定于所述支杆之间；

所述支杆固定于所述天线反射面的端部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的一种自行式便携卫星通信天线，其在支撑组件的底部设置至少两组驱动组件，并且通过测量组件提供天线通信组件整体转动时的航向角度，驱动组件带动该卫星通信天线在载体(载体可以为地面、包装箱和木板等)上以任意一点为中心转动，以调整航向角，例如，所有驱动组件同时启动并绕驱动组件的公共圆心转动，也可以是以某个驱动组件为中心，其他驱动组件围绕其转动，又或者是所有驱动组件同时启动绕任意点转动，本实用新型可以通过多种方式完成天线通信组件整体转动时航向角度的调整，活动范围更广，调整航向角更方便。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是现有技术中一种卫星通信天线的结构示意图；

图2是现有技术中另外一种卫星通信天线的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1所述的一种自行式便携卫星通信天线的立体结构示意图；

图4是本实用新型实施例1所述的一种自行式便携卫星通信天线的主视图；

图5是图4的仰视图；

图6是本实用新型实施例2所述的一种自行式便携卫星通信天线的立体结构示意图；

图7是本实用新型实施例3所述的一种自行式便携卫星通信天线的立体结构示意图；

图8是本实用新型实施例4所述的一种自行式便携卫星通信天线的立体结构示意图；

图9是本实用新型实施例4所述的一种自行式便携卫星通信天线另一个视角的立体结构示意图；

图10是图8的俯视图。

图中：

1：测量组件

11：支杆12：定位杆13：第一测量天线14：第二测量天线

2：驱动组件

21：驱动支架22：驱动轮23：马达

211：竖直板212：三角侧板

3：支撑组件

31：水平支撑杆32：驱动中枢33：翻转支撑杆34：俯仰推杆35：搭杆

4：天线通信组件

41：天线反射面42：馈源杆43：馈源头；

5：中轴支撑腿。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

现有的一种卫星通信天线，如图1所示，其结构一般包括设在下部的支座100、设在上部的天线通信组件101以及设在支座100和天线通信组件101之间的传动机构102，传动机构102用于调整天线的航向角和俯仰角，使用时，支座100与地面接触并固定不动，天线通信组件101绕传动机构102转动来调节天线通信组件101的航向角。

另外还有一种卫星通信天线，是申请人申请的一种新型结构，如图2所示，其在卫星通信天线的底部设置了一个导轨底座200，在使用时，导轨底座200与地面接触并固定不动，整个卫星通信天线绕导轨底座旋转，以调整航向角，同时，在天线通信组件201下部设置支撑组件202，该支撑组件202用于调节俯仰角。这种设计与上述卫星通信天线的区别是改变了通过传动机构102调整航向角和俯仰角的方式，精度更高，抗外力的能力更强。然而，两种不同结构的卫星天线相同点是：都存在一部分组件是固定不变的，调节一部分天线结构去对星，对于第一种结构，其不动的组件是下部的支座100，对于这种新型结构，其不动的组件是底部的导轨底座200。上述两种卫星通信天线的结构均限制了卫星通信天线的调整角度的方式。

本实用新型所述的一种自行式便携卫星通信天线，其在支撑组件3的底部设置至少两组驱动组件2，由驱动组件2带动整个卫星通信天线在在载体上以任意一点为中心转动，以调整航向角，例如，所有驱动组件2同时启动并绕所有驱动组件2的公共圆心转动，也可以是以某个驱动组件2为中心，其他驱动组件2围绕其转动，又或者是所有驱动组件2同时启动绕任意一点转动，本实用新型可以通过多种方式完成天线通信组件整体转动时航向角度的调整，活动范围更广，调整航向角更方便。

实施例1

为了更好的了解本实用新型所述的一种自行式便携卫星通信天线的结构，以下结合图3～图5所示，做具体说明：

本实用新型所述的一种自行式便携卫星通信天线，包括驱动组件2、支撑组件3和天线通信组件4。所述支撑组件3具有自身调整俯仰角度的功能，所述驱动组件2内的驱动轮22 直接与地面转动接触，用于提供卫星通信天线进行水平转动以调节航向角的动力。同时，所述支撑组件3位于所述天线通信组件4的底部，所述驱动组件2位于所述支撑组件3的底部。

需要说明的是：该处的地面是用于承载卫星通信天线的载体，还可以是包装箱、木板等载体，不仅限于此。

在本实施例中，为了提高结构的稳固性和平衡性，所述驱动组件2设置为三组，具体可以根据实际需求对数目进行增加，具体还可以是四组、五组，或者更多，同样属于本实用新型保护的范围，但是相对于本实施例而言，三组就足以完成稳固的支持以及驱动，并且结构也最为简单，成本也就相应最低。其设置为三组之后，即每组驱动组件2是独立完成驱动的，从而提升了整体的平稳性。

同时，在所述天线通信组件4的侧部设有测量组件1，其可以实时采集天线通信组件转动时的航向角度，从而为调整航向角提供依据。本实用新型还包括倾角传感器(图中未示出) 和计算器(图中未示出)，倾角传感器可以实时采集天线通信组件转动时的俯仰角度，从而为调整俯仰角度提供依据，测量组件1和倾角传感器将相应的角度信息发送至计算器，计算器计算待调整航向角度和待调整俯仰角度。需要说明的是：所述测量组件1的具体位置可以是位于天线通信组件4的侧部，如图3-图5所示的位置，也可还是单独在卫星通信天线之外的其他地方，不影响其提供航向角度。

具体地，所述测量组件1包括支杆11、定位杆12、第一测量天线13和第二测量天线14，所述支杆11位于天线通信组件的底部，用于支撑所述定位杆12；所述定位杆12与所述支杆 11卡接，所述第一测量天线13和第二测量天线14分别位于定位杆12的两侧，所述计算器与所述第一测量天线和第二测量天线无线连接，用于根据第一测量天线13和第二测量天线14测量的航向角来计算待调整的角度。所述第一测量天线13和第二测量天线14以定位杆12的中点为对称中心分布于定位杆12的两侧，也不局限于分布于其他位置。所述定位杆12与水平面平行，使得后续的计算则更为简单和快捷。当然，对于其他非平行的情形，只需要不影响到天线通信组件4的对星，也都可行。

其中，所述第一测量天线13和第二测量天线14均为GNSS测量天线，包括多种卫星导航系统，例如GPS导航定位系统、BDS北斗卫星导航系统、GLONASS卫星导航系统等。对于以上第一测量天线13和第二测量天线14获取的航向角来计算待调整的角度，利用的是现有的常规算法，在此不再赘述。

在以上定位的过程中，先搜索水平方向上的信号，再搜索俯仰方向的信号，即先调整航向角，再调整俯仰角。这样设置的目的在于：后搜索俯仰方向的信号就避免了轮子在水平方向转动时遇到地面高低不平导致俯仰方向又要重新搜索信号的问题。

所述驱动组件2还包括驱动支架21和马达23，所述马达23用于提供精确的动力；所述驱动支架21作为一个支撑件，使得所述驱动轮22固定于所述驱动支架21的侧面；所述驱动轮22位于所述驱动支架21的侧面，并且与所述马达23传动连接。在实际操作过程中，所述马达23转动时，带动所述驱动轮22地面1上移动，实现航向角的调整。

具体地，所述驱动支架21设计为三角立体状，其包括竖直板211和三角侧板212，所述竖直板211和三角侧板212的顶部均固定于所述支撑组件3的底部，并且所述三角侧板212固定于所述竖直板211的侧部；所述马达23和驱动轮22分别位于所述竖直板211的两侧，并且所述马达23的传动轴穿过所述竖直板211与所述驱动轮22传动连接。

其中，所述支撑组件3包括水平支撑杆31、驱动中枢32、翻转支撑杆33和俯仰推杆34；所述水平支撑杆31位于所述竖直板211的顶部；所述水平支撑杆31的另一端部固定于所述驱动中枢32上；所述翻转支撑杆33的顶部转动连接于所述天线通信组件4的底部，底部转动连接于所述驱动中枢32的上表面；所述俯仰推杆34的顶部转动连接于所述天线通信组件4的底部，底部转动连接于所述驱动中枢32的上表面。具体地，所述计算器则与所述驱动中枢32电连接，通过计算器计算的待调整角度，驱动中枢32协助完成角度的调整。为了提升所述翻转支撑杆33的稳固性，则在其侧壁设置一搭杆35，所述搭杆35的另一端固定于所述驱动中枢32的上表面。

所述水平支撑杆31根据具体的驱动组件2的数目确定，在本实施例中，驱动组件2采用的是三组，则所述水平支撑杆31也就相应设置为三根，固定于驱动中枢32上。所述驱动中枢32作为整个设备的控制中心，用于根据计算器计算出的待调整航向角度和待调整俯仰角度，控制驱动组件2中的马达23转动相应的角度，控制俯仰推杆34滑动相应的距离，完成航向角和俯仰角的调整。

在使得所述天线通信组件4整体完成转动以实现航向角度调整的过程中，所有驱动轮22 可以是一起同时转动；也可以是以其中某个驱动轮22为中心，其他驱动轮22围绕其转动完成。因此，马达23的提供的动力也可以是不同。

所述翻转支撑杆33是用于配合所述俯仰推杆34完成对天线通信组件在俯仰角度上的调整，其中当俯仰推杆34在驱动中枢32的驱动下，向上或向下运动时，使得所述天线通信组件1也相应的调整俯仰的角度，从而配合完成对星操作。

为了进一步提升所述翻转支撑杆33的固定性，在所述驱动中枢34设置有一搭杆35，其一端固定于所述翻转支撑杆33上，另一端固定于驱动中枢34上。

所述天线通信组件4包括馈源头43、馈源杆42和天线反射面41；所述馈源头43固定于馈源杆42的顶部；所述馈源杆42的底部固定于所述支杆11之间；所述支杆11固定于所述天线反射面41的端部。所述天线反射面4采用反装的方式。

本实用新型所述一种自行式便携卫星通信天线的其它结构参见现有技术，在此不再赘述。

实施例2

如图6所示，实施例2与实施例1的不同之处在于：实施例2的天线反射面采用的是正向安装的模式，而实施例1采用的是反向安装的模式。实施例2的正向安装的天线反射面使用于前方视野开阔的环境中，其天线反射面可以使得天线接收面不积灰、不积雪，而实施例 1的反向安装的天线反射面适用于接收面上方开阔的环境中，可以节省空间、抗风能力优于正向的安装方式。实施2和实施例1的其他结构相同，不再赘述。

实施例3

如图7所示，实施例3与实施例1的不同之处在于：实施例3的天线通信组件4采用的是平板波导喇叭阵列天线，其可以根据需求而设定安装的方向，进一步提升了使用的范围。实施3和实施例1的其他结构相同，不再赘述。

实施例4

如图8和图9所示，实施例4与实施例3的不同之处在于：本实施例中，一方面，驱动组件2设置为两组，同时还包括一个中轴支撑腿5，中轴支撑腿5位于所述支撑组件3的底部，其固定在地面上，起支撑和固定的作用，如图10所示，其他两组驱动组件2绕中轴支撑腿5做圆周运动，图10中的虚线表示驱动组件2的运动轨迹；另一方面，在本实施例中，驱动中枢32与天线通信组件4高度集成为一体，两组驱动组件2安装在天线通信组件4的底部，俯仰推杆与实施例3方位相反，即电机部分与驱动中枢连接。这种高度集成的设计避免了控制线外露的问题，更加方便、安全。

上述4个实施例所述的一种自行式便携卫星通信天线，其测量组件1还可为电子指南针，电子指南针可以设在驱动中枢32内。

基于实施例1、实施2、实施3或实施例4所述的一种自行式便携卫星通信天线的跟踪伺服方法，包括如下步骤：

步骤S1:测量组件检测卫星通信天线的实时航向角，计算器计算实时航向角与理论航向角的航向角度差；根据航向角度差，驱动组件驱动卫星通信天线在水平方向转动以调整航向角，使卫星通信天线指向理论航向角；

步骤S2:倾角传感器检测卫星通信天线的实时俯仰角，计算器计算实时俯仰角与理论俯仰角的俯仰角度差；根据俯仰角度差，支撑组件驱动天线通信组件在竖直方向转动以调整俯仰角，使卫星通信天线指向理论俯仰角；

步骤S3：精调航向角和俯仰角，以使卫星通信天线指向信号最强的方位；

步骤S1和步骤S2的顺序可以调换。

以上所述，仅是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，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：包括天线通信组件、具有俯仰角度调整功能的支撑组件、驱动组件和用于提供卫星通信天线转动时航向角度的测量组件；

所述支撑组件位于所述天线通信组件的底部；

所述驱动组件位于所述支撑组件的底部；

所述驱动组件至少设置有两组，并且所述驱动组件内的驱动轮直接与地面转动接触，用于提供卫星通信天线进行水平转动以调节航向角的动力。

2.根据权利要求1所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述测量组件为电子指南针。

3.根据权利要求1所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述测量组件位于所述天线通信组件的侧部；

所述测量组件包括设于天线通信组件底部的支杆、与所述支杆连接的定位杆、设于定位杆并且用于测量航向角的第一测量天线和第二测量天线；

还包括用于提供卫星通信天线转动时俯仰角度的倾角传感器以及用于计算待调整航向角度和待调整俯仰角度的计算器。

4.根据权利要求1所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述天线通信组件为平板波导喇叭阵列天线，所述驱动组件安装在天线通信组件的底部；

还包括固定于地面的中轴支撑腿，所述中轴支撑腿位于所述支撑组件的底部。

5.根据权利要求3所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述第一测量天线和第二测量天线以定位杆的中点为对称中心分布于定位杆的两侧；所述定位杆与水平面平行。

6.根据权利要求3所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述第一测量天线和第二测量天线均为GNSS测量天线。

7.根据权利要求3所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述驱动组件还包括驱动支架和马达；

所述驱动轮位于所述驱动支架的侧面，并且与所述马达传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述驱动支架包括竖直板和三角侧板；

所述竖直板和三角侧板的顶部均固定于所述支撑组件的底部，并且所述三角侧板固定于所述竖直板的侧部；

所述马达和驱动轮分别位于所述竖直板的两侧，并且所述马达的传动轴穿过所述竖直板与所述驱动轮传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述支撑组件包括水平支撑杆、驱动中枢、翻转支撑杆和俯仰推杆；

所述水平支撑杆位于所述竖直板的顶部；

所述水平支撑杆的另一端部固定于所述驱动中枢上；

所述翻转支撑杆的顶部转动连接于所述天线通信组件的底部，底部转动连接于所述驱动中枢的上表面；

所述俯仰推杆的顶部转动连接于所述天线通信组件的底部，底部转动连接于所述驱动中枢的上表面；

所述计算器与所述驱动中枢电连接。

10.根据权利要求3所述的一种自行式便携卫星通信天线，其特征在于：

所述天线通信组件包括馈源头、馈源杆和天线反射面；

所述馈源头固定于馈源杆的顶部；

所述馈源杆的底部固定于所述支杆之间；

所述支杆固定于所述天线反射面的端部。