CN214124089U - 一种小型化天线自动对准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种小型化天线自动对准装置，包括天线座，天线座连接转台，转台上设有导电滑环和方位大齿轮，转台连接方位支架，方位支架顶部设有北斗收发机，并连接定向天线；天线座内设有伺服控制平台和方位电机，伺服控制平台连接方位电机，方位电机连接方位小齿轮，方位小齿轮与方位大齿轮相啮合，通过方位小齿轮的转动带动方位大齿轮和转台转动，通过北斗收发机当前获取的对端定向天线的位置信息和姿态信息、以及采集到的本端定向天线的位置信息计算得到本端定向天线对准对端定向天线所需的方位角，驱动方位电机运转，自动将天线调整至相应方位。本实用新型中自动对准装置，结构紧凑小巧，调整准确度高，能够自动实施定向天线的对准。
Description
技术领域
本实用新型属于通讯技术领域，特别涉及一种小型化天线自动对准装置。
背景技术
在目前无线通信传输领域中，无线信号的传输都要靠天线完成信号的收发工作，特别是在远距离通信应用时，多数靠定向天线来确保信号能力的集中发射，提高发射效能以便达到信号传输的远距离目标。而定向天线工作中心频率大多在微波波段，频率较高，所以天线主瓣波束宽度很窄，所以要求两个定向天线的方向要对得很准，即发射天线和接收天线主瓣对准，这样才有较高的增益，一旦稍有偏差就可能超出主瓣，使接收信号变弱，甚至中断。所以定向天线对准是一项非常困难的工作，同时在远距离通信应用场景多数是没有移动通信信号的，所以无法人工完成。在这种情况下，设计一款自动天线对准装置尤为重要。
实用新型内容
为了克服现有技术中面临的问题，本发明人进行了锐意研究，提供了一种小型化天线自动对准装置，通过天地信息传输技术以及驱动控制技术，解决了定向天线的自动对准问题，从而完成本实用新型。
本实用新型提供了的技术方案如下：
一种小型化天线自动对准装置，包括定向天线、支撑单元、执行单元和通讯单元；其中，
支撑单元包括天线座、转台、方位支架和导电滑环，天线座为可拆卸的封闭式中空壳体结构，天线座上端支撑转台，转台上方固定方位支架，方位支架上部水平安装有定向天线，转台的轴心处安装导电滑环；
通讯单元包括数字罗盘和北斗收发机，数字罗盘安装于天线座内部，用于采集本端定向天线的姿态信息，并将采集到的姿态信息发送至执行单元；北斗收发机安装于方位支架上部，用于采集本端定向天线的位置信息，并接收对端通过北斗卫星导航系统采集的对端定向天线的位置信息和对端数字罗盘采集的对端定向天线的姿态信息，将采集到的本端定向天线的位置信息、以及接收到的对端定向天线的位置信息和姿态信息发送至执行单元，并将本端定向天线的位置信息和姿态信息通过北斗卫星导航系统发送至对端接收；
执行单元包括伺服控制平台、方位电机、方位小齿轮和方位大齿轮，所述伺服控制平台和方位电机连接，均位于天线座壳体内部，伺服控制平台用于根据当前获取的对端定向天线的位置信息和姿态信息、以及本端定向天线的位置信息计算得到本端定向天线对准对端定向天线所需的方位角，驱动方位电机运转；方位电机的机轴与方位小齿轮的中心固定连接，在伺服控制平台的驱动下带动方位小齿轮转动；方位小齿轮和方位大齿轮相啮合，方位大齿轮与转台固连，通过方位小齿轮的转动带动方位大齿轮和转台转动，调节定向天线的方位角。
本实用新型提供的小型化天线自动对准装置具有以下有益效果：本实用新型中的小型化天线自动对准装置，通过借助北斗卫星导航系统配合北斗收发机进行信息的收发，使伺服控制平台能够实时准确地确定定向天线的方位角，通过齿轮传动系统，可以精确控制转动角度，达到所需的方位角；该自动对准装置，结构紧凑小巧，灵敏度高，调整准确度高，能够自动实施定向天线的对准。
附图说明
图1示出本实用新型天线自动对准装置的爆炸图；
图2示出本实用新型天线自动对准装置的结构示意图；
图3示出本实用新型执行单元的控制原理图。
附图标号说明
1-定向天线；2-水平仪；3-北斗收发机；4-方位支架；5-转台；6-导电滑环；7-方位大齿轮；8-方位小齿轮；9-方位电机；10-显示控制面板；11-天线座；12-伺服控制平台；13-数字罗盘；14-底部支撑。
具体实施方式
下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
为了提升通信系统增益，通信系统均会采用定向天线，收发天线波束如果对的不准，接收功率就要减小。对方位角来说，收发天线波束以相互对准为最佳，也就是说，两波束都对准大圆路径即两波束与大圆路径夹角均为0°为最佳。对俯仰角来说，天线波束既不能抬得太高，也不能压得过低，因为抬得过高会使散射能量过分减弱，压得太低又会使过多的辐射能量被地球所遮蔽。因而，天线自动对准装置需要实时调整、确定和反馈方位角和俯仰角。本发明人经过研究发现，俯仰角为0，即定向天线保持水平即可满足俯仰角要求，因而定向天线对准难度主要集中在方位角的调整和确定。
为此，如图1和图2所示，本实用新型提供了一种小型化天线自动对准装置，包括定向天线1、支撑单元、执行单元和通讯单元；其中，
支撑单元包括天线座11、转台5、方位支架4和导电滑环6，天线座11为可拆卸的封闭式中空壳体结构，天线座11上端支撑转台5，转台5上方固定方位支架4，方位支架4上部水平安装有定向天线1，转台5的轴心处安装导电滑环6；
通讯单元包括数字罗盘13和北斗收发机3，数字罗盘13安装于天线座11内部，用于采集本端定向天线1的方位角和俯仰角等姿态信息，并将采集到的姿态信息发送至执行单元；北斗收发机3安装于方位支架4上部，用于采集本端定向天线1的位置信息，并接收对端通过北斗卫星导航系统采集的对端定向天线的经纬度和高度等位置信息和对端数字罗盘采集的对端定向天线的姿态信息，将采集到的本端定向天线1的位置信息、以及接收到的对端定向天线的位置信息和姿态信息发送至执行单元，并将本端定向天线1的位置信息和姿态信息通过北斗卫星导航系统发送至对端接收；
执行单元包括伺服控制平台12、方位电机9、方位小齿轮8和方位大齿轮7，所述伺服控制平台12和方位电机9连接，均位于天线座11壳体内部，伺服控制平台12用于根据当前获取的对端定向天线的位置信息和姿态信息、以及本端定向天线1的位置信息计算得到本端定向天线1对准对端定向天线所需的方位角，驱动方位电机9运转；方位电机9的机轴与方位小齿轮8的中心固定连接，在伺服控制平台12的驱动下带动方位小齿轮8转动；方位小齿轮8和方位大齿轮7相啮合，方位大齿轮7与转台5固连，通过方位小齿轮8的转动带动方位大齿轮7和转台5转动，进而调节定向天线1的方位角。执行单元的控制原理如图3所示。
在一种优选的实施方式中，所述方位支架4包括上部支撑杆和下部支撑台，支撑杆上端固定定向天线1，下端通过法兰盘结构固定在支撑台上；支撑台为中空结构，横截面尺寸大于上部支撑杆，通过法兰盘结构固定在天线座11上。
在一种优选的实施方式中，所述天线座11壳体上安装有显示屏，天线座11内设有显示控制面板10，显示控制面板10用于接收伺服控制平台12发送的本端和/或对端的定向天线1的位置信息和/或姿态信息，将该位置信息和/或姿态信息呈现在显示屏上。
在一种优选的实施方式中，所述自动对准装置还包括水平仪2，该水平仪安装在定向天线1上，用于调整定向天线1的俯仰角成0°。
在一种优选的实施方式中，该自动对准装置还包括底部支撑14，天线座11可以通过法兰盘等结构固定在底部支撑14上，为天线座11提供所需的高度。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种小型化天线自动对准装置，其特征在于，包括定向天线(1)、支撑单元、执行单元和通讯单元；其中，
支撑单元包括天线座(11)、转台(5)、方位支架(4)和导电滑环(6)，天线座(11)为可拆卸的封闭式中空壳体结构，天线座(11)上端支撑转台(5)，转台(5)上方固定方位支架(4)，方位支架(4)上部水平安装有定向天线(1)，转台(5)的轴心处安装导电滑环(6)；
通讯单元包括数字罗盘(13)和北斗收发机(3)，数字罗盘(13)安装于天线座(11)内部，用于采集本端定向天线(1)的姿态信息，并将采集到的姿态信息发送至执行单元；北斗收发机(3)安装于方位支架(4)上部，用于采集本端定向天线(1)的位置信息，并接收对端通过北斗卫星导航系统采集的对端定向天线的位置信息和对端数字罗盘采集的对端定向天线的姿态信息，将采集到的本端定向天线(1)的位置信息、以及接收到的对端定向天线的位置信息和姿态信息发送至执行单元，并将本端定向天线(1)的位置信息和姿态信息通过北斗卫星导航系统发送至对端接收；
执行单元包括伺服控制平台(12)、方位电机(9)、方位小齿轮(8)和方位大齿轮(7)，所述伺服控制平台(12)和方位电机(9)连接，均位于天线座(11)壳体内部，伺服控制平台(12)用于根据当前获取的对端定向天线的位置信息和姿态信息、以及本端定向天线(1)的位置信息计算得到本端定向天线(1)对准对端定向天线所需的方位角，驱动方位电机(9)运转；方位电机(9)的机轴与方位小齿轮(8)的中心固定连接，在伺服控制平台(12)的驱动下带动方位小齿轮(8)转动；方位小齿轮(8)和方位大齿轮(7)相啮合，方位大齿轮(7)与转台(5)固连，通过方位小齿轮(8)的转动带动方位大齿轮(7)和转台(5)转动，调节定向天线(1)的方位角。
2.根据权利要求1所述的天线自动对准装置，其特征在于，所述方位支架(4)包括上部支撑杆和下部支撑台，支撑杆上端固定定向天线(1)，下端固定在支撑台上；支撑台为横截面尺寸大于支撑杆的中空结构，下端固定在天线座(11)上。
3.根据权利要求2所述的天线自动对准装置，其特征在于，支撑杆通过法兰盘结构固定在支撑台上，支撑台通过法兰盘结构固定在天线座(11)上。
4.根据权利要求1所述的天线自动对准装置，其特征在于，所述天线座(11)壳体上安装有显示屏，天线座(11)内设有显示控制面板(10)，显示控制面板(10)接收伺服控制平台(12)发送的本端和/或对端的定向天线的位置信息和/或姿态信息，将该位置信息和/或姿态信息呈现在显示屏上。
5.根据权利要求1所述的天线自动对准装置，其特征在于，所述自动对准装置还包括水平仪(2)，该水平仪安装在定向天线(1)上，用于调整定向天线(1)的俯仰角成0°。
6.根据权利要求1所述的天线自动对准装置，其特征在于，所述自动对准装置还包括底部支撑(14)，天线座(11)固定在底部支撑(14)上，为天线座(11)提供所需的高度。
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|---|---|---|---|---|
| CN116526126A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-01 | 天津天羿科技有限公司 | 中继数据链天线设备、通信方法、电子设备及存储介质 |
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2020
- 2020-09-09 CN CN202021973762.7U patent/CN214124089U/zh active Active
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| CN116526126B (zh) * | 2023-06-29 | 2023-10-24 | 天津天羿科技有限公司 | 中继数据链天线设备、通信方法、电子设备及存储介质 |
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