TW201115843A - Dual-angle adjustment of a satellite-tracking antenna with a single motor - Google Patents

Description

201115843 六、發明說明： 【先前技術】 近來，用於與一或多個衛星之通信的方 車輛上。方向天線具有相對較窄射束，且、已/安裝於 對較高精度指向衛星。將指向特徵組合車2 = 生具有多個自由度之問題。 平袖上θ產 通常’舉例而言，已使用附接 動馬達來旋轉天線平台，使得天後^ ㈣之電 斜進 1… 與衛星恰當地 對準。一些天線平台可包括 另疋夠寬之仰角射走 (elevation beam)以使得平么可处处玄 … 。可月“夠以固定注視之仰角加 下主恶 具有此等寬仰角射束的情況 下，右天線待置放於極不同緯 仰角調整。另外，盘最佳仰…二則亦可能需要-些 線效能。 “向之任何偏差皆將影響天 在可涵蓋多種緯度及仰角之移動車輛的情況下，調整方 位角通常係不足的。亦必項 蚊" 兀H周整仰角。通常已使用用於調 整仰角的附接至額外萬向支牟 夂朱之額外馬達。然而，使用多 個馬達意謂更多複雜性及額外成本。 需要—種用於衛星追蹤夭妗 β ^ ^ 迫椒天線之雙角度調整的系統、方法 及裝置，其僅使用垔+ 便用早馬達來實現方位角調整及仰角調整 兩者。 【實施方式】 S司5吾「例7Tt性，太-jr -A- I . 、 中係用以意謂「充當實例、例子 或說明」。未必將本文中描 细連為「例不性」之任何實施例 I47760.doc 201115843 解釋為比其他實施例較佳或有利。 下文結合附加圖式所闡述之[實施方式]意欲作為對本發 明之例示性實施例的描述，且不意欲表示可實踐本發明之 僅有貫施例。貫穿此描述所使用之術語「例示性」咅謂 「充當實例、例子或說明」，且未必應被解釋為比其他例 示性實施例較佳或有利。[實施方式]包括特定細節，以便 達成提供對本發明之例示性實施例之澈底理解的目的。對 於熟習此項技術者將顯而易見，可在無此等特定細節之情 況下貫踐本發明之例示性實施例。在一些例子中，以方塊 圖形式展示熟知結構及器件，以便避免混淆本文中所呈現 之例示性實施例之新穎性。 本發明之例示性實施例係有關用於衛星追蹤天線之雙角 度調整的系統、方法及裝置，其僅使用單一馬達。在單一 馬達的情況下，本發明之實施例仍可實現方位角調整及仰 角調整兩者。 圖1A及圖1B展示衛星110及被安裝有衛星追蹤天線2〇〇 之可移動本體120。在圖丨a及圖1B中展示座標系統以輔助 “述，且展示在描述本發明之例示性實施例時所使用之方 向向量。 如本文中所使用，可移動本體120可包括可運輸的任何 類型之本體。一些非限制性實例為車輛、船、飛機。另 外’被安裝有衛星追蹤天線2〇〇以達成安裝於固定物件上 之目的的托架或其他安裝硬體可被視為可移動本體丨2〇。 出於描述之簡易性起見，一般地，可移動本體120在本文 I47760.doc 201115843 中可破％為車輛12()。然而，—般熟習此項技術者應認識 到’可移動本體可靜止。此外，對天線之指向所進行的調 整可在可移動本體靜止時被簡單地進行以指向衛星 向額外衛星。 a 你國，第一座標系統1〇2展示水平軸線h(亦即與 地球表面水平）及垂直轴線z。第二座標系統ι〇4展示垂直 軸線z、北向軸線N及西向軸線w。因此，在圖以中車 輛〇，。著平地才曰向於賴微西北向方向上，如由本體方向 向置152所指示。衛星方向向量112指示自車輛12〇之當前 地理位置至衛星11G的方向。仰角i6g展示水平轴線Η與衛 星方向向量112之間的角度。 、 在第一座標系統104中亦展示方位角17〇，方位角界 定北向方向與本體方向向量152之間的角纟。方位角關係 172為在平行於水平軸線Η之平面中當前本體方向向量152 與衛星方向向量112之間的角度。因&，隨著車輛120移 動衛星方向向量112、本體方向向量152及此兩者之間的 方位角關係172將改變。 在圖1B中，第二座標系統1〇6展示垂直軸線z、水平軸 線H、本體方向向量152及衛星方向向量ιΐ2。因此，在圖 1B中’車輛120相對於水平轴線則肖微向上進行指向。仰 角關係162經展示為在平行於垂直軸線z之平面中本體方向 向量152與衛星方向向量112之間的角度。因此，隨著車輛 1 2 0之仰角改變或相對於水平軸線向上或向下進行指向， 衛星方向向量U2、本體方向向量152、仰角關係16:及方 147760.doc 201115843 位角關係172將改變。 已相對於地理位置及固定座標㈣來界定衛星方向向量 112、本體方向向量152、仰角16〇及方位角^。然而，一 般熟習此項技術者應認識到，對於本發明之實施例，可在 '、他固定座標系統中界定此等向量及角度。具體言之，可 使用相對於車輛120之移動座標系統。 ，隨著車輛12G移動’附接至該車輛之衛星追蹤天線2〇〇必 須調整其所指向之方向以保持指向衛星11〇。 本文中所描述之實施例關於通常用以旋轉天線平台之電 動馬達加以描述。然而，應理解，該馬達可或者包含任何 類型之馬達，包括藉由除了電信號以外之構件驅動的馬 達。另外，本文令所描述之實施例可用於除了天線總成以 外之應用巾’諸如可用於汽車應用及電腦應用中。 圖2展示具有單一馬達24〇之天線瞄準裝置2〇〇(在本文中 亦破稱為衛星追蹤天線2〇〇)之實施例的等角剖示圖。天線 瞄準裝置200包括方向天線孔徑21〇(在本文中亦被稱為方 向天線）、面板件220(其可包括圓偏振器）、天線饋電線 (antenna feed)230、方位角調整器25〇及仰角調整器26〇。 馬達240之軸件之旋轉導致方位角調整器25〇使方向天線 210圍繞方位角軸線280旋轉遍及完整36〇度，以使天線以 所要方位角1 7G(圖1)進行指向。另外，馬達之旋轉亦導致 仰角調整器260使方向天線21〇圍繞仰角軸線29〇樞轉，以 使天線以所要仰角關係丨62(圖1)進行指向。 在圖2中，方位角調整器25〇直接將馬達心軸連結至 I47760.doc 201115843 方向天線210。因此，隨著馬達轉動，方向天線21〇圍繞方 位角軸線轉動。在其他實施例中，方位角調整器可包括將 馬達心軸244連結至方向天線210上之方位角心軸254的輸 送機。 如本文中所使用，術語「輸送機」可包括用於將旋轉運 動耦接於兩個心軸之間的元件’諸如皮帶、鏈條及嚙合式 齒輪（engaged gear)。 仰角调整器260包括在仰角齒輪262之中心處的仰角心軸 264。仰角齒輪與第一齒輪252嚙合，第—齒輪Μ?固定地 附接至馬達外殼。當，然，第—齒輪可附接至天線瞒準裝置 200之任何適合固定部分。 螺桿機構270附接至仰角心軸264。螺桿機構27〇包括附 接至仰角心軸264之導引螺帽274，及以螺紋方式通過導引 螺帽274之導引螺桿272。導引螺桿272附接至連桿μ，連 桿275附接至方向天線2 1 〇。 因此，隨著仰角齒輪262轉動’導引螺帽274亦轉動，視 仰角齒輪262之旋轉方向而定，導引螺帽274之轉動向上或 向下驅動導引螺桿272。隨著導引螺桿272向上移動，其經 由連桿275而向上推動方向天線21〇。類似地，隨著導引螺 才干272向下移動，其經由連桿275而向下拉動方向天線 210。 一彈簧（未圖示）可迫使導引螺桿272相抵於導引螺帽 274，以允許該機構在不鎖定的情況下於 極端兩者中超程（請rtravel)e當處於—極端時而導引螺 147760.doc 201115843 才干272螺紋脫齧且導引螺桿272之小直徑接觸導引螺帽274 之螺紋。 圖3展示圖2之天線瞄準裝置2〇〇的等角分解圖。仰角調 整器260、螺桿機構270及天線2 10經展示成被連接。另 外，馬達240經展示成連接至第一齒輪252及用於固持方向 天線210之平台256。在圖3之實施例中，方位角調整器25〇 及第一齒輪252經展示成與具有仰角齒輪262及仰角心軸 264之仰角調整器260脫蓄。 參看圖2及圖3,窄射束高增益天線需要相對準確地指向 衛星。在本發明之例示性實施例中所使用之方向天線2 j 〇 的情況下，對仰角誤差之容許度可能大於對方位角誤差之 容許度。因此，圖2及圖3之例示性實施例可圍繞方位角軸 線280進行極精密調整，且可圍繞仰角軸線29〇進行相對較 不精密調整。當然，視齒輪（或其他輸送機）比而定，其他 實施例可提供仰角相對於方位角之更精密調整。 在操作中’隨著馬達240轉動，其使平台256轉動，且使 方向天線210圍繞方位角軸線28〇及靜止之第一齒輪252轉 動。另外，因為仰角齒輪262與第一齒輪252嚙合，所以仰 角齒輪262亦將隨著其沿著軌道圍繞第一齒輪252運行而轉 動。仰角齒輪262之旋轉導致導引螺桿272轉動，該轉動使 方向天線210圍繞方位角軸線樞轉。因此，方向天線21〇圍 繞方位角軸線280之完整轉動導致方向天線210圍繞仰角軸 線290向上或向下進行較小框轉，同時亦使方向天線21 〇能 夠在το整轉動内指向任何方位角。因此，方位角調整與仰 147760.doc 201115843 角調整被㈣在-起且係、基於單—馬達之旋轉量。下文給 出使方向天線210進行指向之更詳細解釋。 圖2及圖3之例示性實施例使用與第二齒輪（例如，仰角 齒嚙合之第一齒輪(例如，靜止方位角齒輪)，以產生使 用單-馬達240使方向天線21G進行指向所需要之運動。然 而，在本發明之-些實施例中不需要使㈣合式齒輪。可 使用其他類型之輸送機以轉譯第—齒輪與第二齒輪之間的 旋轉運動。作為非限制性實例’亦可使用具有皮帶或鏈條 之，月輪’而非喷合式齒輪。另外，其他實施例可改變方位 角調整器250及仰角調整器26〇之旋轉軸線。在圖4a及圖 4B中展示一種此類例示性實施例。 圖4A及圖4B展示具有單一馬達24〇a及作為仰角調整器 260A之部分之斜齒輪262A的天線瞄準裝置2〇〇a之另—實 鈀例的上部視圖及下部視圖。在圖4之實施例中，仰角調 整器260A包括與中間齒輪268嚙合之斜齒輪262A，中間齒 輪268與第一齒輪252A嚙合。斜齒輪262A附接至螺桿機構 270。斜齒輪262 A之心軸264(在本文中亦被稱為仰角心軸） 導致導引螺桿272A圍繞不同於圖2及圖3中之實施例的軸線 方疋轉。儘管被稱為單一斜齒輪，但一般熟習此項技術者應 s忍識到’實際上存在涉及方向改變之兩個斜齒輪，該兩個 斜齒輪集體地被稱為斜齒輪262 A。一斜齒輪固定至中間齒 輪268 ’且嚙合固定至導引螺桿272A之另一斜齒輪。斜齒 輪262A、導引螺桿272A及導引螺帽274八附接至平台 256A，且因此與平台256A及方向天線210A—起旋轉。 147760.doc 201115843 在操作中，隨著馬達240A之軸件轉動，其使平台256A 且使方向天線2 10 A圍繞方位角軸線及靜止之第一齒 人 轉動。另外，因為中間齒輪268與第一齒輪252A嚙 -斤以中間齒輪268亦將隨著其沿著轨道圍繞第一齒輪 252A運行而轉動。中間齒輪268之旋轉導致斜齒輪262八之 旋轉。隨著斜齒輪262A轉動，仰角心軸264A使導引螺桿 272A轉動，從而迫使導引螺帽274八離開或進入，該離開 或進入會推動或拉動連桿275A，此會推動或拉動方向天線 21 〇A之背面。推動及拉動方向天線2i〇a之背面會導致方 向天線21 〇 A圍繞仰角軸線向下或向上樞轉。 因此’如同圖2及圖3之實施例，在圖4A及圖4B之實施 例中，方向天線210圍繞方位角軸線28〇之完整轉動導致方 向天線210圍繞仰角軸線29〇向上或向下進行較小枢轉。另 外，彈簧允許導引螺帽274A超程及重新嚙合以防止在仰角 極端處鎖定。 圖5為天線瞄準系統之簡化方塊圖。該系統包括控制器 3〇〇 ’控制器300發送資訊及自方向天線21 〇接收資訊。控 制益300亦控制馬達240，馬達240驅動機械系統370，機械 系統3 70使方向天線21 0進行指向。機械系統3 7〇包括方位 角調整器250、仰角調整器260及連桿275，如圖2至圖4所 示。 參看圖1A、圖1B及圖5，控制器300包括處理器310、記 憶體320及GPS接收器330。另外，控制器300亦可包括慣 性感測器340及接收信號監視器350。在操作中，GPS接收 147760.doc 201115843 器33〇與處理器310通信來傳達Gps資訊（亦即，Gps定位或 GPS座標）’以指示可移動本體丨2〇之地理位置及仰角。藉 由地理位置及仰角，連同衛星丨丨〇之已知定位，處理器3 i 〇 可判定衛星方向向量112。當可移動本體丨2〇正移動時，對 GPS資訊之重複傳達使處理器31〇能夠判定可移動本體12〇 之行進方向（亦即，本體方向向量152)。藉由重複Gps資 汛，控制器300可強化及改進本體方向向量152，以隨著可 移動本體1 20移動而產生新本體方向向量152。 在一些實施例中，可在不使用GPS定位的情況下判定位 置。此等實施例可使用方向天線可指向之額外衛星。藉由 指向兩個不同衛星，在不同位置處，處理器可基於至該兩 個不同衛星中之每一者之向量之間的差來判定地理位置。 藉由使用地理位置、仰角、衛星方向向量112與本體方 向向量I52之各種組合，處理器31〇可導致馬達旋轉來調整 仰角1 60及方位角170兩者，以使方向天線2丨〇指向衛星。 在一些實施例中，可包括慣性感測器24〇以將慣性資訊 傳達至處理器3 10。作為非限制性實例，慣性感測器24〇可 包括加速計、迴轉儀、來自車輛之車輪運動機構或其他運 動感測器件。控制器300可藉由整合該慣性資訊來保持追 蹤可移動本體120之位置、速度及方向。因此，控制器3〇〇 可基於GPS資訊、慣性資訊或其組合而使馬達旋轉所要量 以準確地使方向天線21 〇進行指向。 在一些實施例中，可包括信號監視器35〇。信號監視器 350可監視來自方向天線21〇之信號的強度。處理器可 H7760.doc •12- 201115843 使用此信號強度資訊來判定使方向天線21〇進行指向的準 確度如何’且形㈣合迴路系統以經由馬達⑽及機械系 統370而重複地進行調整，以調整方向天線2iq之指向方 向。 圖6為用於在天線附接至可移動本體時將天線瞒準衛星 之程序400的簡化流程圖。本文中所說明及論述之軟體程 序意欲說明可由天相準裝置執行之例示性程序。除非另 有規定’㈣描述料程序之次序不纽被解釋為限制。 此外’該等程序可以任何適合硬體、軟體 '勒體或其組合 加以實施。 程序400執行一循環，該循環係參看圖1A、圖1B、圖 2、圖5及圖6得以描述。決策區塊4〇2測試以查看是否將在 通過該循環之此遍次使用GPS資訊。若將使用Gps資訊’ 則操作區塊404自GPS接收器330獲取新GPS座標。 決策區塊406測試以查看是否將在通過該循環之此遍次 使用慣性資訊。若將使用慣性資訊，則操作區塊4〇8自慣 性感測器340獲取新慣性資訊。 決策區塊410測試以查看是否將在通過該循環之此遍次 使用彳s號強度資§fl。若將使用信號強度資訊，則操作區塊 412判定當前信號強度》 操作區塊414基於GPS資訊、慣性資訊或其組合來判定 當前本體方向向量152。若未能得到新資訊，則可使用先 前本體方向向量152。 操作區塊414基於控制器中關於當前衛星位置之資叹、 147760.doc 13 201115843 GPS資訊、慣性眘％々廿 ^ 貧Λ或其組合來判定當前衛星方向向量 右未此付到新資訊，則可使用先前衛星方向向量 在需要時，刼作區塊4丨8導致方向天線210旋轉許多完整 轉動，以基於本體方向向量152與衛星方向向量112之間的 卩胃m62來修改仰角i6G以更準確地指向衛星。歸因於 來自齒輪及連#之機械増益，方向天線21G之-次完整旋 轉僅導致仰角之較小改變，如下文所解釋。ISUb，可能需 要許多轉動以導致所要仰角改變。 标作區塊420接著導致方向天線21〇旋轉部分轉動量（亦 =小於或等於完整轉動量），以基於本體方向肖量152與 衛星方向向量U2之間的方位角關係172來修改方位角17〇 以更準確地指向衛星。 右在s亥程序中正使用信號強度，則可藉由閉合迴路回饋 廣^法基於當前信號強度、先前信號強度及預期未來信號 強度來判定在操作區塊418及42〇中所產生之完整轉動量及 部分轉動量。 刼作區塊422測試以查看可移動本體12〇是否已完成一整 圈。舉例而言，或許，車輛12〇已完整地圍繞一區塊運 轉。若該車輛完成若干整圈，則該程序可導致隨著校正方 位角而發生若干完整轉動。此等完整轉動導致仰角之改 嬈。若已發生可移動本體1 20之一完整轉動，則操作區塊 424藉由在相反方向上進行方向天線21〇之一完整轉動而 「退繞」（unwind)該完整轉動’以將仰角校正回至其被需 147760.doc • 14- 201115843 要之處。 程序400接著重複。儘管未圖示’但方向天線可被「調 零點」（zeroed)以達到自始至終向上或自始至終向下之極 端角度。此等極端角度將為該程序所知，且可用作初始條 件以判定達成所要仰角所需要之轉動之數目。 圖7為針對本發明之各種實施例的仰角相對於馬達轉動 之數目的曲線圖。曲線610展示針對圖2及圖3之例示性實 施例的仰角。可將仰角自約22度之低極端改變直至約72度 之高極端，其中每一完整轉動改變約2 5度。 類似地，曲線620展示針對圖4之例示性實施例的仰角。 可將仰角自約10度之低極端改變直至約65度之高極端，其 中每一完整轉動改變約2_5度。 當然，一般熟習此項技術者應認識到，在本發明之各種 實施例中’藉由調整齒輪大小及連桿來改變機械系統 3 70(圖5)，可修改低極端及高極端，以及每一完整轉動之 度數。 圖8A及圖8B展示方向天線孔徑21〇]5、具有單一馬達 240B及解耦仰角調整與方位角調整之天線瞄準裝置⑽ 之另一實施例的上部視圖及下部視圖。 方位角調整器250B經由離合器板42〇而將馬達〗麵接 至平台256B。方位角調整器25〇B包括·接至馬達心軸 244B之離合器臂410。離合器臂41〇將球（不可見）固持成相 抵於離合器板420中的孔424之内環中之孔中之一者。可藉 由偏置代理（諸如彈簧）將離合器臂41〇及球固持成相抵於= I47760.doc 201115843 中之一者。因此，方位角調整器250B在離合器板420與馬 達心軸244B之間形成擎止（detent)。 在操作中，隨著馬達240B自旋，離合器臂410與離合器 板420之間的掣止導致離合器板420、平台256B及方向天線 孔徑210B旋轉。 仰角調整器260B經由輸送機252B而將馬達240B耦接至 連桿275B。作為一非限制性實例，輸送機252B經展示為 電纜252B。電纜25 2B捲繞於馬達心軸244B周圍，且向外 延伸通過平台256B之側面中的孔460。電纜252B向上捲繞 通過凹口 462，且附接至連桿275B之臂。電纜接著返回至 馬達心軸244B以形成捲繞於馬達心軸244B周圍之迴路。 當然，在本發明之其他實施例中，可使用將馬達心軸244B 耦接至連桿275B之其他輸送機，諸如皮帶、電纜與齒輪之 組合。 在操作中，隨著馬達心軸244B轉動，電纜將以使連桿 275B往返滑動之方式往返移動。使連桿275B往返滑動會 導致方向天線孔徑210B及方向天線（未圖示）圍繞仰角軸線 極轉。 仰角調整器260B亦包括螺線管440。當啟動螺線管440 時，柱塞（不可見）嚙合於離合器板420中的孔424之外環中 之孔中之一者中。 為了調整仰角，啟動螺線管440，從而導致柱塞與孔422 之外環中之孔中之一者嚙合。此嚙合防止離合器板420、 平台256B及方向天線（未圖示）旋轉。因此，隨著馬達轉 147760.doc -16- 201115843 動’電纜將往返移動，該移動使連桿往返滑動，該滑動使 方向天線孔徑210B樞轉。在發生仰角調整的同時，藉由經 啟動之螺線管440將平台256B固持成靜止。結果，馬達 244B之扭矩克服將球固持於孔424之内環中之孔中之一者 中的離合器臂410之掣止，且球將滑移至孔424之内環中之 下一孔。此滑移將發生至相繼的孔，同時馬達24〇B正轉 動，且啟動螺線管440 ,使得離合器臂41 〇旋轉，但不會導 致離合器板420之旋轉。 為了調整方位角，撤銷啟動螺線管44〇，從而導致拄塞 與孔422之外環中之孔中之一者脫齧。因此，未將離合器 板420固持成靜止，且將球固持成相抵於孔424之内環中之 孔中之一者的來自離合器臂410之掣止將導致離合器板 420、平台256及方向天線（未圖示）圍繞方位角軸線旋轉。 熟習此項技術者應理解，可使用多種不同技術中之任一 者來表示資訊及信號。舉例而言，可藉由電塵、電流、電 磁波、磁場或磁性粒子、光場或光學粒子或其任何組合來 表示可貫穿以上描述所提及之資料、指令、命令、資訊、 信號、位元、符號及碼片。 /習此項技術者應進-步瞭解，結合本文中所揭示之實 !而描述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法 步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或此兩者之組合。為了 清楚地說明硬體與軟體之此互換性，上文已大體上在功能 性方面描述各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟。 力月b ^生係只她為硬體或是軟體視特定應用及強加於整個 147760.doc 201115843 系統之設計約束而定。熟習此項技術者可針對每一特定應 用而以變化之方式來實施所描述之功能性，但不應將此等 實施決策解釋為導致脫離本發明之例示性實施例之範疇。 、’=5本文中所揭示之實施例而描述之各種說明性邏輯區 鬼模，、且及電路可藉由通用處理器、數位信號處理器 (DSP)、特殊應用積體電路（ASIC)、場可程式化閘陣列 (PGA)或其他可私式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯' 離散硬體組件或其經設計以執行本文中所描述之功能的任 何，.且口加以貫施或執行。通用處理器可為微處理器，但在 #代例中處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制 益或狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組合，例如， 。兮卩與谜處理态之組合、複數個微處王里器、結合d讣核心 之一或多個微處理器，或任何其他此組態。 結合本文中所揭示之實施例而描述之方法或演算法的步 驟可直接體現於硬體巾、由處理ϋ執行之軟體模組中，或 此兩者之組合中。軟體模組可駐留於隨機存取記憶體 (RAM)、’决閃記憶體、唯讀記憶體⑽μ)、冑可程式化 R〇M(EPROM)、電可抹除可程式化ROM(EEPROM)、暫存 益、硬碟、抽取式磁碟、CD_R⑽或此項技術巾已知的任 :其他形式之儲存媒體中。例示性儲存媒體㈣至處理 益使仔處理益可自儲存媒體讀取資訊及將資訊寫入至儲 存媒肢纟替代例中，儲存媒體可與處理器成整體。處理 =及儲存媒體可駐留於ASIC中。ASIC可駐留於使用者終 端機中。在#代例中’處理器及儲存媒體可作為離散組件 147760.doc •18- 201115843 而駐留於使用者終端機中。 在-或多_示性實施例中，可以硬體、軟體、勃體或 :、：可組合來貫施所描述之功能。若以軟體加以實施，則 j等功能可作為—或多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀 :體上或經由電腦可讀媒體進行傳輸。電腦可讀媒體包括 ^儲存媒體及通㈣體兩者，通信媒體包括促進電腦程 L自一處至另一處之傳送的任何媒體。儲存媒體可為可由 取之任何可用媒體。藉由實例而非限制，此電腦可 =^可包含RAM'職、贿⑽、叫_或其他光 碟儲存器件、磁碟儲存器件或其他磁性健存器件’或可用 以載運或儲存呈指令或資料結構形式之所要程式碼且可由 電腦存取的任何其他媒體。X，將任何連接恰當地稱為電 腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸電境、光纖電境、錐 ㈣、數㈣戶線（DSL)或無線技術（諸如紅外線、無^ 及微波）而自網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體， 轴電境、光纖電遭、雙絞線、DSL或無線技術（諸如 線、無線電及微波）包括於媒體之定義中。如 * ·Γ\ Λ^τ 用’磁碟及光碟包括緊密光碟（CD)、雷射光碟、光碟 位多功能光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁丈 常以磁性方式再生資料，而光碟藉由雷射以光學方式再= 貝料。上述各者之組合亦應包括於電腦可讀媒體之2 内。 教< 驚 所揭示之例示性實施狀先前描述經提供以使熟 技術者能夠製造或使用本發明。在不脫離本發明之：神2 147760.doc -19· 201115843 範疇的情況下，對此等例示性實施例之各種修改對於熟習 此項技術者將顯而易見，且可將本文中所界定之一般原理 應用於其他實施例。因此，本發明不意欲限於本文中所展 示之實施例’而應符合與本文，所揭示之原理及新穎特徵 相一致的最廣範疇。 【圖式簡單說明】 圖1A及圖1B展示衛星及被安裝有衛星追蹤天線之可移 動本體。 圖2展不具有單一馬達及用於仰角調整器之前齒輪之天 線瞄準裝置的實施例。 圖3展示圖2所示之天線瞄準裝置之一些元件的分解圖。 圖4A及圖4B展示具有單一馬達及作為仰角調整器之部 分之斜齒輪的天線瞄準裝置之另一實施例的上部視圖及下 部視圖。 圖5為天線瞄準系統之簡化方塊圖。 圖6為用於在天線附接至可移動本體時將天線晦準衛星 之方法的簡化流程圖。 圖7為針對本發明之各種實施例的仰角相對於馬達轉動 之數目的曲線圖。 圖8A及圖8B展示具有單一馬達及解耦仰角調整與方位 角調整之天線瞄準裝置之另一實施例的上部視圖及下部視 圖。 【主要元件符號說明】 102 第一座標系統 147760.doc •20· 201115843 104 第二座標糸統 106 第三座標系統 110 衛星 112 衛星方向向量 120 可移動本體/車輛 152 本體方向向量 160 仰角 162 仰角關係 170 方位角 172 方位角關係 200 衛星追蹤天線/天線瞄準裝置 200A 天線瞄準裝置 200B 天線瞄準裝置 210 方向天線孔徑/方向天線 210A 方向天線 210B 方向天線孔徑 220 面板件 230 天線饋電線 240 馬達 240A 馬達 240B 馬達 244 馬達心轴 244B 馬達心轴 250 方位角調整器 147760.doc -21 - 201115843 250B 方位角調整器 252 第一齒輪 252A 第一齒輪 252B 輸送機/電纜 254 方位角心軸 256 平台 256A 平台 256B 平台 260 仰角調整器 260A 仰角調整器 260B 仰角調整器 262 仰角齒輪 262A 斜齒輪 264 仰角心轴 264A 仰角心軸 268 中間齒輪 270 螺桿機構 270A 螺桿機構 272 導引螺桿 272A 導引螺桿 274 導引螺帽 274A 導引螺帽 275 連桿 275A 連桿 147760.doc -22 201115843 275B 連桿 280 方位角軸線 290 仰角軸線 300 控制器 310 處理器 320 記憶體 330 GPS接收器 340 慣性感測器 370 機械糸統 380 信號監視器 410 離合器臂 422 孔 424 子L 440 螺線管 460 子L 462 凹口 147760.doc -23

Claims (1)

1. 201115843 七 、申請專利範圍： 1. 一種天線瞄準裝置，其包含： 馬達，其包括一馬達心軸； 一方向天線； 方位角調整器’其可操作地耦接該馬達心軸及該方 ° 、’、，該方位角調整器用於回應於一馬達旋轉而使該 方向天線圍繞-方位角軸線旋轉； p角調1器’其可操作地與該馬達耦接，且用於回 應於該馬達旋轉而旋轉；及 螺杯機構，其可操作地搞接至該仰 於回應於該仰角碉敕。#姑 仰角。 平角"周义益之一旋轉而修改該方向天線之一 2.如=们之天線晦準裝置，其中該仰角調整器包含： 定部分二輪’其㈣㈣接至該天相準裝置之一固 仰角齒輪，盆以热絲七 第一齒輪喝合。疋轉方式與該螺桿機構輕接且與該 3·:=項!之天線晦準裝置，其中該 以旋轉方式盥該 m益包含一 U螺知機構耦接之仰角心軸 含-可操作地福接於該天線晦 ;^進―步包 仰角心轴之間的輸送機，评逆：之一固定部分與該 接於該方向天線與該仰角心轴之間。、，走^運動耦 4.如明求項3之天線瞄準 下各者組成之群··—皮帶 Ί亥輪送機係選自由以 皮帶、-鏈條，及嗔合式齒輪。 J47760.doc 201115843 士 月求項3之天線聪 一第— +裝置其中該輸送機包含： 定部分;：輪，其固定地耦接至該天線瞄準裝置之-固 一仰角去认 齒輪喷合。I其固定地搞接至該仰角心轴且與該第一 該輸送機包含： 固疋地麵接至該天線猫準裝置之一固 6.如明求項3之天線瞄準裝置，其中 一第一齒輪，其 定部分； 一中間齒輪，其包 合；及 括一中間心軸且與該第一 齒 其固疋地耦接至該仰角心軸且與一固定地 耦接至該中„I认 u疋也 Τ間齒輪之斜齒輪嚙合。 7 求項1之天線瞄準裝置，其進一步包含—可操作地 ^ 4螺桿機構與該方向天線之間的連桿該連样用 ； 仰角轴線以樞轉方式調整該方向天線。 8· 一種天線瞄準裝置，其包含： 一馬達，纟包括—馬達心軸； 方向天線’其固定地附接至該馬達心軸； 第齒輪’其固定地附接至該馬達； 讣角齒輪，其與該第一齒輪嚙合，該仰角齒輪包括 一仰角心軸；及 螺桿機構’其耦接於該仰角心軸與該方向天線之 間。 ’ 月长員8之天線瞄準裝置，其進一步包含一可操作地 147760.doc 201115843 福接於該螺桿機構與該方向天線之間的連桿。 ίο. —種天線瞄準裝置，其包含： 一馬達’其包括一馬達心轴； 一方向天線； 一方位角調整器，其可操作地耦接該馬達及該方向天 線，且包含： 一離合器板’其固定地附接至該方向天線；及 一離合器臂，其固定地附接至該馬達心軸，且用於 與該離合器板嚙合以隨著該馬達心軸旋轉而使該方向 天線圍繞一方位角軸線旋轉； 線，且包含： 一仰角調整器，其可操作地耦接該馬達及該方向天 器板之旋轉；及 ，其用於與該離合器板嚙合以限制該離合 -輸送機’其可操作地耗接至該馬達心軸以隨著該 馬達心軸旋轉而使該輸送機往復移動；及 連桿，其固定地耦接至該輸送機以隨 该輸送機以隨著該輪送播付

   離合器板之滑移。 一種天線瞄準裝置，其包含： 147760.doc 201115843 一馬達； 一方向天線； 方位角調整器，其可操作地耦接該馬達及該方向天 線°亥方位角調整器經調適以回應於一馬達旋轉而使該 方向天線圍繞-方位角軸線旋轉； 讣角凋整益，其可操作地與該馬達耦接，且用於回 應於該馬達旋轉而旋轉；及 螺梓機構，其可操作地耦接該仰角調整器及該方向 天線且用於回應於該馬達之一旋轉而修改該方向天線 之一仰角；及 控制器，其可操作地耦接至該馬達以用於判定一馬 達旋轉量。 ‘ 13. 士明求項1 2之天線瞄準裝置’其中該控制器進一步包含 一用於判定GPS座標之GPS接收器，且該控制器進—步 用於： 回應於該等GPS座標而判定一仰角及一本體方向向 量；及 回應於該本體方向向量而判定該馬達旋轉量。 14.如請求項12之天線猫準裝置，其中該控制器進—步包含 -用於判定關於被附接有該天線瞄準裝置之一可移動本 體之慣性資訊的慣性感測器，且該控制器進一步用於： 回應於邊慣性資訊而判定一本體方向向量丨及 回應於s玄本體方向向量而判定該馬達旋轉量。 15·如請求項12之天線瞄準裝置，其中該控制器進一步包含 147760.doc 201115843 器，且該控制 器 用於偵測該天線上之一信號的信號監視 進一步用於： 判定該信號之一強度；及 回應於該信號之該強度而判定該馬達旋轉量。 16. —種方法，其包含： 判定被附接有-衛星追縱天線之—可移動本體之一本 體方向向量； 回應於該本體方向向量與一衛星方向向量之間的一仰 角關係，藉由旋轉一馬達以達成該衛星追蹤天線之完整 轉動量來調整該衛星追蹤天線之一仰角；及 回應於該本體方向向量與該衛星方向向量之間的一方 位角關係，藉由旋轉該馬達以達成該衛星追蹤天線之部 分轉動量來調整該衛星追蹤天線之—方位角。 17. 如請求項16之方法’其中判定該本體方向向量包含： 週期性地判定該可移動本體之GPS定位；及 自該等GPSS位t之至少兩者建立該本體方向向量。 18. 如請求項16之方法’其中判定該本體方向向量包含：自 附接至該可移動本體之慣性感測器獲取慣性資訊。 19. ΓίΓ頁16之方法，其進一步包含：回應於該可移動本 胆實貝上已執行—完整旋轉之—判定’藉由旋轉該馬達 、達成D亥術星追蹤天線之一完整轉動量來調整該衛星追 蹤天線之該仰角。 20. 一種方法，其包含·· 執仃針對—附接i 一可移動本體之衛星追縱天線之— I47760.doc 201115843 信號強度分析； 回應於該信號強度分析，藉由旋轉一馬達以達成該衛 星追縱天線之完整轉動量來調整該衛星追縱天線之-仰 角； 回應於該信號強度分加，拉丄# & X刀析，错由旋轉該馬達以達成該衛 星追縱天線之部分轉動晉I% μ π初里术5周整§玄俯星追蹤天線之一 位角；及 週期性地重複該執行該作考 Τ成1口唬強度分析、該調整該仰角 及5亥5周整該方位角，以辦找兮Θ、6 , 乂牦強戎術星追蹤天線之一信號強 度。 2 1 ·如請求項20之方法，其進一步包含： 判定該可移動本體之一本體方向向量； 回應於該本體方向向量與一衛星方向向量之間的一仰 角關係’藉由旋_馬達以達成該衛星❻天線之該等 完整轉動量來調整該衛星追蹤天線之該仰角；及 回應於該本體方向向量與該衛星方向向量之間的—方 位角關係以達成該衛星追蹤天線之該等部分轉動量來調 整該衛星追蹤天線之該方位角。 ° 22. 如請求項21之方法，其中判定該本體方向向量包含. 週期性地判定該可移動本體之Gps定位；及 自該等GPS定位中之至少兩者建立該本體方向向量。 23. 如請求項21之方法，其中判定該本體方向里， 里包含·自 附接至該可移動本體之慣性感測器獲取慣性資气 24. —種方法，其包含： 147760.doc 201115843 週期性地判定被附接有一衛星追 體之GPS定位； 天線之—可移動本 自該等GPS定位中之至少一者 仰角； d疋該可移動本體之一 自該等GPS定位中之至少兩者判 本體方向向量； 料疋該可移動本體之- 回應於該仰角，藉由旋轉 磕彳士敕絲&曰+ ^递以違成该衛星追蹤天 線之d轉動1來調整該衛星追縱天線之—仰角；及 回應於該本體方向向量與該衛星方向向量之間’ 位角關係，藉由旋轉該馬達以達成該衛星追縱天 分轉動量來調整該禕 追縱天線之-方位肖。 。 25. —種系統，其包含： 被附接有-衛星追縱天線之—可移動本體之 一本體方向向量的構件；及 用於回應於該本體方向向量與一衛星方 一關係而將對一衛星追蹤天線之一仰角之調整及對Γ 方位角之調整與一相同馬達旋轉耗接的構件量… 星追蹤天線回應於該馬達而旋轉，且其中： '"俯 該衛星追縱天線之完整轉動量調整該仰角.及 該衛星追縱天線之部分轉動量調整該方位角。 26:青求項25之系統’其中該用於判定該本體方 構件包含用於獲取該可移動本體之慣性資訊的構件。 27.如請求項25之系統，其中該用於判定該本 構件包含： Π向里之 147760.doc 201115843 用於週期性地散該可移動本體之GPS定位的構件；及 用於自該等GPS定位中之至少兩者建立該本體方向向 量的構件。 28. 29. 如求項25之系統’其進一步包含用於進行如下操作之 構件^回應於-用於狀該可移動本體實f上已執行一 走轉之構件，藉由旋轉該馬達以達成該衛星追縱天 線，-完整轉動量來調整該衛星追縱天線之該仰角。 如咕求項25之系統，其進一步包含： 用於執行該衛星追縱天線之一信號強度分析的構件； 用：回應於該信號強度分析而使該馬達旋轉至少： 1卜凡正轉動！來調整該衛星追蹤天線之該 件；及 I用的構 用於回應於該信號強度分析而使該馬達 分轉動量來碉替兮户-g 6 領外部 木調iδ玄彳訂星追蹤天線之該方位角的構件。 147760.doc