DE3518587C2 - - Google Patents
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- DE3518587C2 DE3518587C2 DE19853518587 DE3518587A DE3518587C2 DE 3518587 C2 DE3518587 C2 DE 3518587C2 DE 19853518587 DE19853518587 DE 19853518587 DE 3518587 A DE3518587 A DE 3518587A DE 3518587 C2 DE3518587 C2 DE 3518587C2
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- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/38—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal
- G01S3/44—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal the adjustment being varied periodically or continuously until it is halted automatically when the desired condition is attained
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Dieses Verfahren soll insbesondere zum Verfolgen
eines Nachrichtensatelliten mit einer Parabolantenne,
die auf einem beweglichen Körper oder Träger, wie
einem Schiff, angeordnet ist, dienen, um eine elektrische
Schwingung mit gutem Wirkungsgrad vom Satelliten
zu empfangen, wobei der Höhenwinkel (Elevation) und
der Seitenwinkel (Azimut) der Antenne als Reaktion
auf die Bewegung des Trägers verstellt werden.
Auf einen beweglichen Träger, wie einem Schiff oder
einer schwimmenden Plattform installierte Parabolan
tennen für den Nachrichtenverkehr mit einem Satelliten
sind gewöhnlich mit einer automatischen Nachführ-
oder Verfolgungseinrichtung versehen, um die Hauptkeule
der Antenne auf den Satelliten gerichtet zu halten.
Solche automatischen Verfolgungeinrichtungen arbeiten
typischerweise mit einem schrittweise arbeitenden
Nachführsystem, bei dem die Höhen- und die Seitenachse
der Antenne intermittierend verstellt werden, um
die Signale vom Satelliten mit möglichst hoher Feldstär
ke zu empfangen. Ein solches Nachführsystem erfordert
eine aufwendige Kreiseleinheit, um eine Bezugsrichtung
für die Ermittlung der Richtungsänderungen der Antenne
herzustellen.
Aus der US-PS 40 35 805 ist es bekannt, eine
Satellitenempfangsantenne auf einer beweglichen Plattform
auf dem Mast eines Schiffes anzuordnen, die durch
eine von Stampf- und Rollsensoren gesteuerte Servoeinheit
waagerecht gehalten wird. Die Antenne wird ferner, bei dem dort ent
nehmbaren Verfahren, durch Signale vom Kreiselkompaß des Schiffes sowie
die Anzimut- und Elevationsdaten des Satelliten gesteuert.
Langsame Änderungen der Position der Empfangsantenne
bezüglich des Satelliten, die sich durch die Fahrt
des Schiffes ergeben, können dadurch kompensiert
werden, daß der Azimut- und der Elevationswinkel
der Antenne durch eine automatische Korrektureinheit
in Abhängigkeit von der Empfangsfeldstärke verstellt
werden.
Aus der US-PS 43 58 767 ist ein Nachführverfahren
für eine Satellitenempfangsantenne und auch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, bei welchem
die Antenne zuerst in Elevationsrichtung schrittweise
verstellt wird, bis ein Maximum der Empfangsfeldstärke
überschritten ist und dann der letzte Schritt wieder
rückgängig gemacht wird, um die Antenne wieder auf
maximale Empfangsfeldstärke einzustellen. Dieselbe
Prozedur wird dann anschließend in Azimutrichtung
durchgeführt.
Aus der EP-Patentanmeldung 00 44 391 ist ein Verfahren zum Nachführen
einer Empfangsantenne in das Strahlungsmaximum einer
ein Bakensignal aussendenden Sendeantenne (Satellitenantenne) bekannt,
deren Position sich wenigstens annähernd periodisch
ändert. Die Empfangsantenne wird schrittweise in
Azimut- und Elevationsrichtung nachgeführt, wobei
jeweils nur dann ein Nachführschritt erfolgt, wenn
der vorhergehende Nachführschritt eine
Empfangspegeländerung ergeben hatte, die eine vorgegebene
Schwelle übersteigt. Die Schwelle wird vor jedem
Nachführschritt in Abhängigkeit von den
Ausbreiterungsbedingungen für das Bakensignal bestimmt.
Auf diese Weise lassen sich Störungen durch Schwankungen
des Empfangspegels weitgehend vermeiden.
Schließlich ist aus der Japanischen GM-OS 59-46 010
vom 27. 3. 1984 eine Nachführeinrichtung für eine
Satellitenempfangsantenne bekannt, die sich durch
eine einfache und wirtschaftliche Konstruktion
auszeichnet. Diese Einrichtung enthält eine Höhen-
und eine Seiten-Antriebseinheit zur Steuerung des
Höhen- bzw. Seitenwinkels der Antenne, ferner eine
Steuereinheit zum intermittierenden Betätigen dieser
beiden Einheiten derart, daß die Empfangsfeldstärke
des Signals vom Satelliten möglichst groß wird, und
eine Anordnung zum Ermitteln der Neigung einer die
Antenne tragenden Plattform, um ein Steuersignal
für die Steuereinheit zu erzeugen. Der Stampfwinkel
und der Rollwinkel der Plattform werden durch eigene
Neigungsfühler getrennt ermittelt, deren Ausgangs
signale einer einen Mikrocomputer enthaltenden Schnitt
stellenschaltung zugeführt werden. Der Mikrocomputer
speichert die Neigung der Plattform im Augenblick
der Unterbrechung des intermittierenden Betriebes
der Höhen- und der Seitenantriebseinheit, vergleicht
die gespeicherte Information mit der gemessenen Ist-Nei
gung und liefert ein den Betrieb wieder in Gang setzen
des Signal an die Steuereinheit, wenn die Differenz
der beiden Neigungswerte einen vorgegebenen Wert
überschreitet. Bei dieser Einrichtung muß jedoch
die Neigung der Plattform während einer Unterbrechung
des Betriebs der Antriebseinheit korrigiert werden,
was einen gewissen Nachführfehler zur Folge haben
kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1
genannten Art, die Genauigkeit
zu erhöhen, ohne daß zu seiner Durchführung
ein wesentlich größerer apparativer Aufwand erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Anspruch 2 betrifft eine vorteilhafte Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht ein
genaues automatisches Nachführen der Antenne mit
wirtschaftlichen Mitteln.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur
Durchführung des Nachführverfahrens gemäß
der Erfindung;
Fig. 2 und 3 Flußdiagramme eines Verfahrens zur vorläufi
gen Justierung der Antenne im stationären
Zustand des beweglichen Trägers;
Fig. 4 und 5 Flußdiagramme eines Verfahrens zur Durchfüh
rung einer komplementären Verstellung der
Antenne bei sich bewegendem Träger und
Fig. 6 eine rechteckige Spirale, die die Antennenachse
bei einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß
Fig. 4 und 5 am Himmelsgewölbe beschreibt.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung enthält eine
Parabolantenne 2, die zum Empfang von elektrischen
Schwingungen von einem Satelliten, wie einem Nachrich
ten- oder Rundfunksatelliten (nicht dargestellt)
dient und auf einer Plattform 4 angeordnet ist, die
sich auf einem beweglichen Körper oder Träger, z. B.
einem Fahrzeug, wie einem Schiff, befindet. Die Antenne
2 kann durch eine Elevations- oder Höhenantriebseinheit
6 um eine horizontale Höhenachse und ferner durch
eine Azimut- oder Seitenantriebseinheit 8 um eine
vertikale Azimut- oder Seitenachse gedreht werden.
Die Antriebseinheiten 6 und 8 werden durch eine Höhen-
bzw. eine Seitensteuereinheit 10 bzw. 12 hinsichtlich
Drehwinkel und Drehrichtung gesteuert. Bei den Antriebs
einheiten 6 und 8 kann es sich um Elektromotoren
handeln, die durch Schaltvorrichtungen, wie Steuerein
heiten 10 und 12 betätigt werden, oder es kann sich
um Hydraulikmotoren handeln, die durch Magnetventile
steuerbar sind. Mit der Höhen- und der Seitenantriebsein
heit 6 bzw. 8 sind ein Elevations- oder Höhenwinkelgeber
14 bzw. ein Azimut- oder Seitenwinkel-Geber 16 gekoppelt,
um Betrag und Richtung einer Abweichung oder Änderung des
Höhen- bzw. Seitenwinkels von einer vorgegebenen Bezugs
richtung der Antenne 2 festzustellen und um Höhen- und
Seiten-Signale V EL bzw. V AZ zu erzeugen. Die Geber 14 und
16 können beispielsweise Potentiometer enthalten. Mit der
Plattform 4 ist ferner ein Neigungsgeber 20 gekoppelt, um
Größe, Sinn und Richtung einer Änderung der Neigung der
Plattform 4 von einer Bezugsposition, bei der die
Bezugsrichtung der Antenne festgelegt worden war, zu
ermitteln und ein Neigungssignal V INC zu erzeugen. Der
Neigungsgeber kann eine Einrichtung sein, die mit
orthogonalen Niveaus oder Werten arbeitet und daher
wesentlich billiger ist als die bei den bekannten
Einrichtungen verwendeten Kreiseleinheiten.
Die Antenne 2 ist mit einem Frequenzumsetzer 22 verse
hen, um eine vom Satelliten empfangene Mikrowellenfre
quenz in eine niedrige Frequenz umzusetzen, die dann
durch einen Tuner erneut in eine für einen konventionel
len Fernsehempfänger 26 optimale Frequenz umgesetzt
wird. Der Tuner 24 liefert außerdem ein Signal V R ,
welches den augenblicklichen Empfangspegel des von
der Antenne 2 empfangenen Signales abgibt.
Die Signale V R , V EL , V AZ und V INC werden durch einen
Analog/Digital-Konverter 28 digitalisiert, so daß
sie in einer Zentraleinheit (CPU) 30, wie einem Mikro
computer, verarbeitet werden können, wie es noch
anhand der Fig. 2 bis 6 erläutert werden wird.
Die Zentraleinheit 30 liefert einen Satz von Kommando
signalen für die Steuerung der Elevation oder des
Höhenwinkels sowie des Azimut bzw. Seitenwinkels
der Antenne 2 an eine Treibereinheit 32 zur Verstärkung
und Pegelsteuerung. Das Ausgangssignal der Einheit 32
wird durch ein Halbleiterrelais 34 in zwei Steuersignale
S′ EL und S′ AZ aufgeteilt und diese Signale werden dann
durch einen Gleichrichter 36 in Gleichstrom-Steuersignale
S EL und S AZ umgewandelt und der Höhen- bzw. der
Seitensteuereinheit 10 bzw. 12 zugeführt. Die Zentralein
heit 30 ist mit einer digitalen Schaltvorrichtung oder
Tastatur 38 zur Eingabe eines gewünschten Höhenwertes
versehen, wie noch erläutert werden wird.
Anhand der Fig. 2 und 3 soll nun ein Verfahren
beschrieben werden, mit dem die Parabolantenne 2 bei
ruhender Plattform 4, d. h. also zum Beispiel bei still
stehendem Schiff, so auf den Satelliten ausgerichtet
werden kann, daß das Signal vom Satelliten mit maximalem
Empfangspegel empfangen wird.
Im ersten Schritt wird mittels der digitalen Schaltvor
richtung 38 oder Tastatur ein Höhenwert R 0 in die
Zentraleinheit 30 eingegeben. Dieser Wert R 0 stellt
den ungefähren Höhenwinkel des Satelliten zum Zeitpunkt
der Eingabe dar und kann auf einer im Handel erhält
lichen Tabelle oder Karte entnommen werden. Im Schritt
42 werden die Zentraleinheit 30 und das folgende
Steuersystem betätigt, um die Antenne 2 auf diesen
Höhenwinkel R 0 einzustellen. Im Schritt 44 wird die
Antenne 2 dann auf die vorgegebene Azimut- oder Seiten
winkelstellung Null eingestellt. Als nächstes wird
die Antenne 2 im Schritt 46 sukzessive nach rechts
gedreht, um den Azimutwert oder Seitenwinkel Φ zu
erhöhen, und es wird festgestellt, ob der augenblickli
che Seitenwinkelwert Φ 360° oder größer als beim
Schritt 48 ist. Bis Φ 360° erreicht, ist die Antwort
"NEIN" und im Schritt 50 wird dann untersucht, ob
der augenblickliche Empfangspegel V R einen vorgegebenen
Wert V 1 erreicht hat oder nicht. Als Wert V 1 wird
der Mindestwert gewählt, bei dem der Fernsehempfänger
26 zumindest ein erkennbares Bild wiederzugeben vermag.
Wenn V R den Wert V 1 annimmt, bevor Φ 360° erreicht,
ist die Antwort "JA" und die Antenne 2 wird im Schritt
52 beim Höhen- und Seitenwert R 1 bzw. Φ 1 angehalten.
Ist die Antwort "NEIN" so werden die Schritte 46,
48 und 50 wiederholt, bis die Antwort "JA" ist.
Wenn der Seitenwinkel Φ den Wert 360° erreicht, bevor
V R den Wert V 1 annimmt, ist die Antwort beim Schritt
48 "JA" und das Verfahren geht mit dem Schritt 54
weiter, indem ermittelt wird, ob es sich um die erste
Rechtsdrehung handelt oder nicht. Zuerst ist die
Antwort "JA" und im Schritt 56 wird eine Höhenänderung
ΔR von 0,5° angegeben. Dieser Wert 0,5° ist selbstver
ständlich nur ein Beispiel und man kann statt dessen
auch irgendeinen anderen geeigneten Wert wählen.
Im Schritt 58 wird die Antenne 2 auf die Höhe R₀
+0,5° eingestellt und dann zur Verringerung des
Seitenwinkelwertes Φ nach links gedreht. Während
dieser azimutalen Drehung wird im Schritt 62 untersucht,
ob der Seitenwinkel den Wert null erreicht hat oder
nicht. Bis Φ den Wert null erreicht, ist die Antwort
"NEIN", und es wird im Schritt 64 weiterhin untersucht,
ob der Empfangspegel V R den vorgegebenen Mindestwert
V 1 erreicht hat oder nicht. Wenn V R den Wert V 1 er
reicht, bevor Φ zu null wird, ist die Antwort "JA"
und das Verfahren geht mit dem Schritt 52 weiter,
indem die Antenne angehalten wird. Ist die Antwort
jedoch "NEIN", so werden die Schritte 60, 62 und
64 wiederholt, bis die Antwort "JA" erhalten wird.
Wenn der Seitenwinkel Φ zu null wird, bevor V R den
Mindestwert V 1 erreicht, ist die Antwort im Schritt
62 "JA", und das Verfahren geht mit dem Schritt 66
weiter, indem die Höhe der Antenne 2 auf R 0 - 0,5° ver
stellt wird. Das Verfahren geht dann mit dem Schritt
46 weiter und so folgt eine weitere azimutale Abtastung
durch eine entsprechende zweite Rechtsdrehung in
den Schritten 46, 48 und 50. Wenn während dieser
Abtastung auch noch kein ausreichender Signalpegel
erhalten wird, wird ab Schritt 54 eine weitere Abtastung
durch Linksdrehung der Antenne eingeleitet. Dieser
Abtastvorgang verläuft ähnlich wie der bei der ersten
Linksdrehung mit der Ausnahme, daß die Schritte 68
und 70 anstelle des Schritts 56 durchlaufen werden,
da die Antwort beim Schritt 54 nun "NEIN" ist. Im
Schritt 70 wird die Höhenänderung ΔR um weitere
0,5° erhöht, und die Abtastung bei der zweiten Links
drehung wird daher mit dem Höhenwinkel R 0 + 1,0°
durchgeführt. Wenn sich wieder kein ausreichender
Signalpegel ergibt, erfolgt eine Abtastung durch
eine dritte Rechtsdrehung bei der Höhe R 0 - 1,0°, auf
die eine Abtastung durch eine dritte Linksdrehung
bei der Höhe R 0 + 1,5° folgt. Wie sich aus der obigen
Beschreibung leicht einsehen läßt, werden entsprechende
gegenläufige azimutale Abtastungen mit sukzessiven
Höheninkrementen von 0,5° wiederholt, bis V R den
Wert V 1 erreicht oder ΔR 5° überschreitet. Im ersteren
Falle wird die Antenne im Schritt 52 angehalten,
während im letzteren Falle die Suche als erfolglos
abgebrochen wird. Die Grenze von 5° von ΔR ist selbst
verständlich auch nur ein beispielsweiser Wert und
kann beliebig gewählt werden.
Als nächstes soll nun ein sich an den Schritt 52
der Fig. 2 anschließendes Feinsuchverfahren unter
Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert werden. Im ersten
Schritt 80 wird die Höhenwinkeländerung ΔR bezüglich
des bei der oben beschriebenen Grobsuche erhaltenen
Höhenwinkel R 1 auf 0,5° festgelegt und im folgenden
Schritt 82 wird die Antenne dann auf den Höhenwinkel
R 1 + 0,5° eingestellt. Dann wird die Azimut- oder
Seitenwinkeländerung ΔΦ bezüglich des bei der Grobsuche
ermittelten Seitenwinkels Φ 1 im Schritt 84 ebenfalls auf
0,5° festgesetzt und die Antenne wird im Schritt 86 auf
den Seitenwinkel Φ 1 + 0,5° verstellt. Im Schritt 88 wird
untersucht, ob der augenblickliche Empfangspegel V R einen
zweiten Mindest- oder Sollwert V 2 erreicht hat oder
nicht. Als Pegel V 2 wird der Mindestpegel gewählt, bei
dem der Fernsehempfänger 26 ein Bild mit zufriedenstel
lender Qualität liefert; V 2 ist selbstverständlich höher
als der obenerwähnte erste Mindestwert V 1, bei dem das
Bild sichtbar wird.
Wenn die Antwort "NEIN" ist, wird ΔΦ im Schritt 90 auf
1,0° erhöht, und die Antenne wird im Schritt 86 auf den
Seitenwinkel Φ 1 + 1,0° eingestellt, da ΔΦ noch kleiner
als 10° und die Antwort im Schritt 92 "NEIN" ist. Solange
der Soll-Empfangspegel V 2 nicht erreicht wird, wiederholt
sich der Vorgang in entsprechender Weise indem der
Seitenwinkel in jedem Zyklus um 0,5° erhöht wird, bis Δ
Φ 10° überschreitet. Diese Grenze ist selbstverständlich
nur ein Beispiel und kann nach Belieben gewählt werden.
Wenn ΔΦ den Wert von 10° überschreitet, und im Schritt
92 die Antwort "JA" resultiert, wird ΔΦ im Schritt 94
auf 0,5° zurückgestellt und eine entsprechende Operation
wird in den Schritten 96, 98, 100 und 102 wiederholt,
wobei der Seitenwinkel in jedem Zyklus um 0,5° verringert
wird, bis ΔΦ 10° überschreitet. Wenn der Soll-Empfangs
pegel V 2 während des oben beschriebenen Suchvorganges im
Schritt 88 oder 98 erreicht wird, wird die Antenne (bei
der derzeitigen Höhe und Seite R 2 bzw. Φ 2) stillgesetzt,
und der Ausrichtvorgang damit beendet.
Wenn ΔΦ im Schritt 102 den Wert von 10° überschritten
hat, wird die Richtung der Höhenänderung ΔR im Schritt
106 festgestellt. Bei diesem ersten Übergang zum
Schritt 106 wird die Höhe R 1 + 0,5° beibehalten,
wie sie im Schritt 82 eingestellt worden war und
die festgestellte Richtung ist positiv oder aufwärts.
Die Höhe wird daher im Schritt 108 wieder auf R 1
- 0,5° eingestellt und eine entsprechende Operation
mit dieser neuen Höhe vom Schritt 86 an durchgeführt.
Wenn am Ende dieser Operation der Schritt 106 wieder
erreicht wird, sollte die Antwort in diesem Schritt
"NEIN" sein, und die Höhenänderung ΔR wird im Schritt
110 um 0,5°, d. h. auf 1,0° erhöht. Das Verfahren
geht dann mit der vergrößerten Höhe R 1 + 1,0° wieder
mit dem Schritt 82 weiter, da im Schritt 112 ΔR immer
noch kleiner als 5° ist. Der Grenzwert 5° ist ebenfalls
nur ein Beispiel und kann beliebig gewählt werden.
Es ist aus der obigen Erläuterung ersichtlich, daß
entsprechende Suchvorgänge, bei denen in jedem Zyklus
eine Vergrößerung des Höhen- und des Seitenwinkels
der Antenne um 0,5° erfolgt, wiederholt werden, bis
der Ausrichtvorgang mit Erfolg beim Schritt 104 endet
oder ΔR im Schritt 112 5° überschreitet. Wenn Δ
R im Schritt 112 den festgesetzten Maximalwert über
schreitet, wird der Suchvorgang im Schritt 114 unterbro
chen und nach dem Verstreichen einer Stunde mit dem
Schritt 42 (Fig. 2) wieder aufgenommen. Diese Unterbre
chung von einer Stunde trägt der Möglichkeit Rechnung,
daß das System zwar normal arbeitet, die Übertragung
des Rundfunkprogramms durch den Satelliten jedoch
zufällig unterbrochen wurde.
Nachdem die Antenne mit dem Schritt 104 in Fig. 3
ordnungsgemäß auf den Satelliten ausgerichtet worden
ist, während sich das Schiff in Ruhe befand, wird
das Satellitenverfolgungsverfahren gemäß der Erfindung
begonnen, wenn sich das Schiff zu bewegen beginnt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens
wird um folgenden unter Bezugnahme auf die Fig.
4, 5 und 6 erläutert. Dieses Verfahren wird ebenfalls
mit dem in Fig. 1 dargestellten Steuersystem durchge
führt.
Beginnend mit Fig. 4 werden in einem ersten Schritt
120 Zähler für N, n R und n Φ , die sich in der Zentralein
heit 30 (Fig. 1) befinden, auf null zurückgestellt,
und der Sinn oder das Vorzeichen des Neigungssignales
V INC wird dann in einem Schritt 122 ermittelt. Je
nach der Antwort oder der wahrgenommenen Neigung
des Schiffes oder anderen Trägers wird der Höhenwinkel
R der Antenne in den Schritten 124 und 126 so verstellt,
daß die Neigung des Schiffes kompensiert und der
Soll-Empfangspegel V 2 im Schritt 128 wieder hergestellt
wird.
Wenn V 2 nicht wieder erreicht wird und die Antwort
im Schritt 128 "NEIN" ist, wird der N -Zähler im Schritt
130 um eine Einheit weitergeleitet, und es wird
im Schritt 132 dann ermittelt, ob der nun vorliegende
Zählwert ungerade oder nicht (d. h. gerade) ist. Die
Antwort ist in diesem Falle selbstverständlich "JA"
und die Antenne wird daher im Schritt 134 durch Erhöhung
des Seitenwinkels um 0,5° nach rechts gedreht, und
der n Φ-Zähler wird im Schritt 138 um eine Einheit
weitergeschaltet. Im Schritt 140 wird untersucht,
ob ΔΦ den Wert 10° überschritten hat oder nicht.
ΔR ist der Betrag der Seitenwinkeländerung ausgehend
vom Wert Φ 2, der im Schritt der Fig. 3 erreicht worden
war, und beträgt nun 0,5°. Die Antwort im Schritt
140 ist daher "NEIN", und es wird nun im Schritt
142 untersucht, ob der Soll-Empfangspegel V 2 erreicht
worden ist oder nicht. Wenn die Antwort "NEIN" ist,
wird im Schritt 144 untersucht, ob der Zählwert n Φ
gleich dem Zählwert N ist oder nicht. Da in diesem
Zeitpunkt N = n Φ = 1 ist, ist die Antwort "JA", und
es folgt der Schritt 146 (Fig. 5), bei dem festgestellt
wird, ob ΔR den Wert von 5° überschritten hat oder
nicht. Analog zu ΔΦ ist ΔR der Betrag der Änderung
des Höhenwinkels bezüglich des Wertes R 2, der im
Schritt 104 der Fig. 3 erreicht worden ist, jedoch
unter Ausschluß der in den Schritten 124 und 126
zur Neigungskompensation durchgeführten Änderung,
so daß also ΔR zu diesem Zeitpunkt gleich null ist.
Die Antwort ist also "NEIN", und es wird dann im
Schritt 148 untersucht, ob der Zählwert N ungerade
ist oder nicht. Da N derzeit den Wert 1 hat, wird
die Antenne im Schritt 150 durch Erhöhung ihres Höhenwin
kels um 0,5° nach oben gedreht und der n R -Zähler
wird im Schritt 154 um eine Zählwert weitergeschaltet.
Im Schritt 156 wird untersucht, ob der Soll-Empfangspe
gel V 2 wieder erreicht worden ist oder nicht. Wenn
dies nicht der Fall ist, wird untersucht, ob der
Zählwert n R gleich dem Zählwert N ist oder nicht.
Da zu diesem Zeitpunkt n R = N = 1 ist, ergibt sich
die Antwort "JA", und das Verfahren geht zurück zum
Schritt 122, nachdem die Zähler n R und n Φ mit 160
gelöscht worden sind.
Bei der Wiederholung des erwähnten Verfahrensteiles
wird der Zählwert n im Schritt 130 auf 2 weiterge
schaltet. Die Antwort im Schritt 132 ist daher nun
"NEIN", und die Antenne wird durch Verringerung ihres
Seitenwinkels um 0,5° nach links gedreht. Da der
n Φ -Zähler gelöscht worden war, wird der Zählwert
n Φ im Schritt 138 erneut auf 1 geschaltet. Die Antwort
im Schritt 144 ist daher nun "NEIN" und in den Schritten
132 und 134 wird ein entsprechender Vorgang wiederholt,
um den Seitenwinkel der Antenne erneut um 0,5° zu
verringern. Wenn der Zählwert n Φ im Schritt 138 auf
2 erhöht wird, wird die Antwort im Schritt 144 "JA"
und es folgen die Schritte 146, 148 und 152, bei
denen die Antenne durch Verringerung des Höhenwinkels
um 0,5° abwärts bewegt wird. Da der n R -Zähler gelöscht
worden war, wird der Zählwert n R im Schritt 154 erneut
auf 1 geschaltet. Die Antwort im Schritt 158 ist
daher "NEIN", und in den Schritten 146, 148 und 152
erfolgt eine entsprechende Wiederholung des Prozesses,
um die Höhe der Antenne erneut um 0,5° zu verringern.
Wenn der Zählwert n R dann im Schritt 144 auf 2 weiterge
schaltet wird, ergibt sich im Schritt 158 die Antwort
"JA", und das Verfahren kehrt wieder zum Schritt
122 zurück, nachdem die Zähler für n R und n Φ gelöscht
worden sind.
Der Seitenwinkel (Azimut) und der Höhenwinkel (Eleva
tion) der Antenne werden also, wie oben beschrieben,
nacheinander jedesmal um N mal 0,5° erhöht, wenn
N ungerade ist und dann, immer wenn N gerade ist,
nacheinander N-mal um 0,5° herabgesetzt, bis ΔR
im Schnitt 146 den Wert von 5° überschreitet und
danach ΔΦ im Schritt 140 10° überschreitet, sofern
nicht der Soll-Empfangspegel V 2 in den Schritten
128, 142 oder 156 erreicht worden ist. Mit zunehmendem
Zählwert N bewirkt dieses Verfahren, daß die Achse
der Antenne am Himmelsgewölbe eine rechteckige Spirale
beschreibt, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn
der Soll-Empfangspegel während dieser Spiralabtastung
erreicht wird, kehrt das Verfahren zur Position "START"
zurück, um das gleiche Verfahren erneut zu beginnen
oder das nächste Nachführkommando abzuwarten. Wenn
ΔΦ im Schritt 140 den Wert 10° überschritten hat,
muß die Antennenausrichtoperation mit dem Schritt
der Fig. 42 der Fig. 2 fortgeführt werden. In Fig.
6 entsprechen die fortlaufenden Zahlen an der spiralför
migen Spur dem Zählwert N und die Punkte auf der
Spur entsprechend den Schritten 144 und 158 in Fig.
4 bzw. 5. Bei dem beschriebenen Beispiel sind die
Werte von ΔR und Δ 4 auf 5 bzw. 10 Grad beschränkt,
diese Grenzen können selbstverständlich willkürlich
gewählt werden. Auch die Abstände der "Punkte", der
bei dem vorliegenden Beispiel 0,5° beträgt, kann
beliebig anders gewählt werden.
Das Such-, Abtast- und Nachführverfahren gemäß der
Erfindung ermöglicht es, einen verlorenen Satelliten
relativ schnell wiederzufinden, da die Suche von
der ursprünglichen Position radial nach außen fortschrei
tet. Bei dem vorliegenden Verfahren werden die ursprüng
lichen Koordinaten der beweglichen Plattform oder
anderen beweglichen Trägers nicht als Bezug für die
Messung seiner Richtungsänderung benötigt und die
Verfolgungs- oder Nachführeinrichtung benötigt daher
keine teure Kreiseleinheit zur Fixierung der Bezugsrich
tung wie bei den bekannten Verfahren.
Die Kompensation der Höhenänderung durch Neigung
des Trägers, die in den Schritten 122 bis 128 durchge
führt wird, ist nicht unbedingt notwendig, da sie
durch die Spiralabtastung alleine bewirkt werden
kann. Die zusätzliche Kompensation kann jedoch in
vielen Fällen die Nachführung vereinfachen.
Claims (2)
1. Verfahren zum automatischen Verfolgen eines Nachrich
tensatelliten mit einer Empfangsantenne, die auf
einem beweglichen Träger angeordnet ist und vorher
hinsichtlich Höhen- und Seitenwinkel so eingestellt
worden ist, daß ein empfangenes Signal mit einem
vorgegebenen Mindest-Empfangspegel erhältlich ist,
wenn der bewegliche Träger ruht, wobei der Höhenwinkel
und der Seitenwinkel der Antenne, wenn der Pegel
des empfangenen Signals infolge einer Bewegung des
Trägers abgesunken ist, innerhalb vorgegebener
Verstellbereiche abwechselnd verstellt werden, bis
das empfangene Signal den Mindest-Empfangspegel wieder
überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstellung derart erfolgt, daß die Achse der Antenne
am Himmelsgewölbe eine rechteckige Spirale beschreibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Neigung des beweglichen Trägers ermittelt
wird, um den Höhenwinkel der Antenne zur Kompensation
der Neigung zu steuern.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10705884A JPS60250705A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | パラボラアンテナの自動追尾方法 |
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