CN214507073U

CN214507073U - 一种便携式通信卫星对星设备

Info

Publication number: CN214507073U
Application number: CN202120756374.1U
Authority: CN
Inventors: 叶家帅; 薛松; 刘昕超
Original assignee: Sichuan Pilot Future Communication Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Pilot Future Communication Technology Co ltd
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2031-04-13

Abstract

本实用新型公开了一种便携式通信卫星对星设备，包括：主控模块、电源模块、状态指示模块、卫星天线、变频器、调制解调器、定位模块、无线模块、加速度模块和伺服系统模块；电源模块、状态指示模块、调制解调器、定位模块、加速度模块和伺服系统模块分别与主控模块连接；卫星天线分别与伺服系统模块和变频器连接；变频器和无线模块分别与调制解调器连接；本实用新型通过定位模块采集设备和卫星的位置信息，对理论对星角度、波束覆盖范围的计算，缩小了对星设备的搜索范围，提高了对星的效率，减小了对星难度；通过加速度模块采集的加速度计算天线角度，有效增强了对星的准确性，减小了因移动造成的对星误差。

Description

一种便携式通信卫星对星设备

技术领域

本实用新型涉及对星领域，尤其是一种便携式通信卫星对星设备。

背景技术

中国卫通中星16号卫星首次在我国通信卫星上应用Ka频段宽带技术，通信总容量达20Gbps，超过了我国已研制发射的通信卫星容量总和，标志着我国卫星通信进入高通量时代。Ka卫星终端小、类型多样，可以灵活快速部署，尤其适合在旅游景区，户外赛事或大型活动现场、城市郊区的家庭和企业办公场所。

中星16号卫星为保证Ka频段高通量，采用了多波束覆盖技术，目前覆盖了我国中国中部，中西部，东部，南部，拉萨地区及中国近海地区共计26个波束，预计覆盖完我国领土将有大约50个波束，而用户终端使用地点灵活，如果要接入卫星宽带，就需要知道当前位置的波束覆盖情况下正确设置多个参数才能完成对星操作再接入网络，给用户终端操作者带来一定的困难。

并且我国地域宽广，因此卫星信号电场分布梯度大，导致在不同地区接收仰角与方位变化较大，需要在很宽范围搜索找星，加上Ka波段频率高，相同口径的天线其波束宽度窄，也增加了搜索找星难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种便携式通信卫星对星设备；本实用新型解决了卫星对星操作复杂的问题；解决了卫星仰角和方位变化较大的问题；解决了对星难度较高的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种便携式通信卫星对星设备，包括：主控模块、电源模块、状态指示模块、卫星天线、变频器、调制解调器、定位模块、无线模块、加速度模块和伺服系统模块；电源模块、状态指示模块、调制解调器、定位模块、加速度模块和伺服系统模块分别与主控模块连接；卫星天线分别与伺服系统模块和变频器连接；变频器和无线模块分别与调制解调器连接。

由于采用上述结构，定位模块会采集设备和卫星轨位的位置信息，再将信息发送至主控模块，主控模块会计算可用理论对星角度和波束覆盖信息，在计算出结果后，根据结果设置调制解调器，此时调制解调器会根据设定值将变频器接收到的信号进行调制解调；在对星作业时，加速度模块会检测卫星加速度值，通过加速度值计算天线角度，再通过伺服器系统模块控制卫星天线调整到对应角度，以实现快速对星；同时，通过无线模块可以将对星结果发送至各个终端以供查看。

进一步的，所述伺服系统模块包括电机驱动器、步进电机；电机驱动器与步进电机通过AB相电源线与电源模块相连接，用于实现电机控制。

由于采用上述结构，伺服系统模块会根据主控模块的最终计算结果控制电机进行转动，并带动卫星天线移动。

进一步的，所述变频器包括LNB和BUC，用于实现卫星信号的传输。

由于采用上述结构，LNB为即低噪声下变频器，其功能是将由馈源传送的卫星信号经过放大和下变频，把Ku或C波段信号变成L波段，经同轴电缆传送给卫星接收机；BUC为上变频功率放大器，把卫星Modem输出的L波段信号转变为高频的射频信号逆向传送到C波段、KU波段或KA波段卫星。

进一步的，所述电源模块包括锂电池、电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块，用于分别采集锂电池组的电压、电流、温度，监控电池状态。

由于采用上述结构，电源模块可以实时监控电池状态，当出现异常时可以及时通过状态指示模块进行警报。

进一步的，所述状态指示模块包括LED指示灯、蜂鸣器和显示屏；LED指示灯用于显示设备状态，蜂鸣器用于发出警报，显示屏用于显示采集和计算结果和/或设备信息。

由于采用上述结构，状态指示器可以实时显示设备情况，工作人员可以在显示屏上查看设备信息以及主控模块接收到的各个信息和计算结果，同时当出现异常时，蜂鸣器可以及时发出警报，已通知工作人员。

进一步的，所述加速度模块用于检测卫星加速度值。

进一步的，所述无线模块为路由器，用于实现WIFI信号、路由和交换机功能。

由于采用上述结构，无线模块可以将调制解调器处理的信号内容发送至主控模块中。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过定位模块采集设备和卫星的位置信息，对理论对星角度、波束覆盖范围进行计算，缩小了对星设备的搜索范围，提高了对星的效率，减小了对星难度。

2、本实用新型通过加速度模块采集的加速度值计算天线角度，有效增强了对星的准确性，减小了因移动造成的对星误差。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是便携式通信卫星对星设备结构图。

其中，1-主控模块；2-电源模块；3-状态指示模块；4-卫星天线；5-变频器；6-调制解调器；7-定位模块；8-无线模块；9-伺服系统模块；10-加速度模块；21-锂电池；22-电压检测模块；23-电流检测模块；24-温度检测模块；31-LED指示灯；32-蜂鸣器；33-显示屏；91-电机驱动器；92-步进电机。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

一种便携式通信卫星对星设备，包括：主控模块1、电源模块2、状态指示模块3、卫星天线4、变频器5、调制解调器6、定位模块7、无线模块8和伺服系统模块9；电源模块2、状态指示模块3、调制解调器6、定位模块7和伺服系统模块9分别与主控模块1连接；卫星天线4分别与伺服系统模块9和变频器5连接；变频器5和无线模块8分别与调制解调器6连接。

所述卫星天线4用于接收卫星反馈的信号，并将反馈的信号传输至变频器5中。变频器5包括LNB和BUC，用于实现卫星信号的传输，变频器5在接收到卫星天线4传输的信号后，将信号传输至调制解调器6中，由调制解调器6将信号进行解调和滤波，将信号处理为基带信号。

同时，调制解调器6还可以将基带信号进行调制，再将调制后的信号发送至变频器5中，由变频器5传输至卫星天线4并将信号发送至卫星。

所述定位模块7为GPS模块，其分别通过232通信与主控模块1相连接，用于实现设备的定位功能；即可采集到对星设备的经纬度、卫星的轨位经度和波束中心的经纬度，再将采集到的数据发送至主控模块1，由主控模块1进行下一步计算。

所述伺服系统模块9包括电机驱动器91、步进电机92；电机驱动器91与步进电机92通过AB相电源线与电源模块2相连接，用于实现电机控制；即伺服器系统模块通过电机驱动器91和进步电机可以控制天线模块进行移动，使天线模块达到对星的最优位置。

所述状态指示模块3包括LED指示灯31、蜂鸣器32和显示屏33；LED指示灯31用于显示设备状态，蜂鸣器32用于发出警报，显示屏33用于显示采集和计算结果和/或设备信息；即当设备状态正常时，LED指示灯31会发出绿光，当设备出现异常时，LED指示灯31会发出红光并且蜂鸣器32会发出经保证，以通知作业人员；而显示屏33可以实时显示设备状态，同时，还可以显示设备计算出的对星角度等数据信息。

所述加速度模块10用于检测卫星的加速度，具体用以通过加速度信息计算设备所需调整的角度。

所述无线模块8为路由器，用于实现WIFI信号、路由和交换机功能；即可以将调制解调器6处理的信号内容发送至主控模块1中。

所述电源模块2包括锂电池21、电压检测模块22、电流检测模块23、温度检测模块24，用于分别采集锂电池21组的电压、电流、温度，监控电池状态；在电源出现电压或电流过高，以及温度过高等异常时，会向主控模块1发送警报信息，主控模块1再将警报信息发送至状态指示模块3中，通过状态指示模块3发出警报。

所述主控模块1为STM32F429处理器；本实施例中，定位模块7会采集对星设备的经纬度、卫星的轨位经度和波束中心的经纬度，再将位置信息发送至主控模块1中，此时主控模块1可以对可用理论对星角度、波束覆盖信息进行计算。

具体的，计算可用理论对星角度方法为：

其中，E为仰角，1为接收站经度，2为卫星的轨位经度，为接收站纬度，A为方位角度。

计算波束覆盖信息方法为：Beam＝p.m_x-GPS_J)*p.m_x-GPS_J)+p.m_y-GPS_W)*p.m_y-GPS_W)；其中，Beam为波束编号，GPS_J为接收站经度，GPS_W为卫星的轨位经度，p.m_x为波束中心点经度，p.m_y为波束中心点纬度。

计算完成后按照距离波束中心距离由近到远排序，并在显示屏33上显示波束编号和极化方式；再根据计算结果设置调制解调器6的参数，并进入搜星模式；主控模块1获取信噪比，通过加速度检测模块实时计算并显示当前天线角度。

具体的，加速度模块10实时计算并显示当前天线角度方法为：α1＝arctanAx/squrAy*Ay+Az*Az))；其中，Ax、Ay、Az是三个轴上的加速度值，α1为X轴的角度。

计算出加速度计算出角度后，通过度角结果度辅助设备快速调整卫星天线4姿态，完成对星过程。

本实用新型通过定位模块采集设备和卫星的位置信息，对理论对星角度、波束覆盖范围的计算，缩小了对星设备的搜索范围，提高了对星的效率，减小了对星难度；通过加速度模块采集的加速度计算天线角度，有效增强了对星的准确性，减小了因移动造成的对星误差。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种便携式通信卫星对星设备，其特征在于，包括：主控模块(1)、电源模块(2)、状态指示模块(3)、卫星天线(4)、变频器(5)、调制解调器(6)、定位模块(7)、无线模块(8)、加速度模块(10)和伺服系统模块(9)；电源模块(2)、状态指示模块(3)、调制解调器(6)、定位模块(7)、加速度模块(10)和伺服系统模块(9)分别与主控模块(1)连接；卫星天线(4)分别与伺服系统模块(9)和变频器(5)连接；变频器(5)和无线模块(8)分别与调制解调器(6)连接。

2.如权利要求1所述的便携式通信卫星对星设备，其特征在于，所述伺服系统模块(9)包括电机驱动器(91)、步进电机(92)；电机驱动器(91)与步进电机(92)通过AB相电源线与电源模块(2)相连接，用于实现电机控制。

3.如权利要求1所述的便携式通信卫星对星设备，其特征在于，所述变频器(5)包括LNB和BUC，用于实现卫星信号的传输。

4.如权利要求1所述的便携式通信卫星对星设备，其特征在于，所述电源模块(2)包括锂电池(21)、电压检测模块(22)、电流检测模块(23)、温度检测模块(24)，用于分别采集锂电池(21)组的电压、电流、温度，监控电池状态。

5.如权利要求1所述的便携式通信卫星对星设备，其特征在于，所述状态指示模块(3)包括LED指示灯(31)、蜂鸣器(32)和显示屏(33)；LED指示灯(31)用于显示设备状态，蜂鸣器(32)用于发出警报，显示屏(33)用于显示采集和计算结果和/或设备信息。

6.如权利要求1所述的便携式通信卫星对星设备，其特征在于，所述加速度模块(10)用于检测卫星加速度值。

7.如权利要求1所述的便携式通信卫星对星设备，其特征在于，所述无线模块为路由器，用于实现WIFI信号、路由和交换机功能。