本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域，具體涉及到一種雙反射面衛(wèi)星天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)缺區(qū)跟蹤系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

“動(dòng)中通”是“移動(dòng)中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱(chēng)，用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載體與衛(wèi)星間的通信。衛(wèi)星信號(hào)微弱且具有極強(qiáng)的方向性，為了保證移動(dòng)載體（如船舶、火車(chē)等）接收到穩(wěn)定的信號(hào)，以滿(mǎn)足通信的要求，需要實(shí)時(shí)檢測(cè)天線(xiàn)與衛(wèi)星的偏差，并及時(shí)調(diào)整天線(xiàn)姿態(tài)，即保證天線(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。所以，天線(xiàn)自動(dòng)跟蹤技術(shù)是衛(wèi)星天線(xiàn)的核心技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載體與衛(wèi)星穩(wěn)定通信的前提。目前常用的天線(xiàn)自動(dòng)跟蹤技術(shù)有步進(jìn)跟蹤、圓錐掃描跟蹤和單脈沖跟蹤三種。

步進(jìn)跟蹤又稱(chēng)極值跟蹤，是一種根據(jù)衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)的極大值來(lái)判定天線(xiàn)是否對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的方法：天線(xiàn)的方位面或俯仰面在一定時(shí)間內(nèi)作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)電平信號(hào)的增減來(lái)調(diào)節(jié)天線(xiàn)，使天線(xiàn)逐步對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。步進(jìn)跟蹤的缺點(diǎn)是天線(xiàn)波束不能停留在完全對(duì)準(zhǔn)星體的方向上，而是在該方向周?chē)鷶[動(dòng)，因而跟蹤精度低、響應(yīng)慢、臨星干擾大。

圓錐掃描跟蹤采用波束圍繞天線(xiàn)軸線(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，來(lái)獲取衛(wèi)星標(biāo)偏離天線(xiàn)軸線(xiàn)的角位置誤差信號(hào)，由誤差信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)把天線(xiàn)向減小誤差的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的跟蹤。圓錐掃描跟蹤要么饋源偏離反射面的焦點(diǎn)，要么天線(xiàn)主軸與衛(wèi)星信號(hào)軸向有一個(gè)夾角，其旁瓣增大、臨星干擾大的問(wèn)題始終存在，限制了其在大規(guī)模通信中的應(yīng)用。

單脈沖跟蹤是一種先進(jìn)的跟蹤方法，在一個(gè)脈沖的間隔時(shí)間內(nèi)就能得到完整的天線(xiàn)波束偏離衛(wèi)星的方位、俯仰誤差，并能驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)使天線(xiàn)迅速對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。單脈沖跟蹤具有靈敏度高、臨星干擾小的特點(diǎn)，但其饋源系統(tǒng)大而復(fù)雜，技術(shù)要求高，設(shè)備昂貴，主要應(yīng)用在高端或軍事領(lǐng)域，無(wú)法大規(guī)模推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有衛(wèi)星天線(xiàn)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種精度高、臨星干擾小而且成本較低的雙反射面衛(wèi)星天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)缺區(qū)跟蹤系統(tǒng)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種雙反射面衛(wèi)星天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)缺區(qū)跟蹤系統(tǒng)，包括主反射面、副反射面、饋源，主反射面配有伺服跟蹤單元及主控單元；所述主反射面、副反射面與饋源同軸心設(shè)置，所述主反射面與副反射面的其中一個(gè)可繞軸心旋轉(zhuǎn)并配有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)的主反射面或副反射面上偏心設(shè)置有信號(hào)局部失效區(qū)域。

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)勻速旋轉(zhuǎn)。

所述信號(hào)局部失效區(qū)域設(shè)置在副反射面上。

所述信號(hào)局部失效區(qū)域設(shè)置在副反射面上場(chǎng)強(qiáng)密度最大處。

所述信號(hào)局部失效區(qū)域設(shè)置在主反射面上。

所述信號(hào)局部失效區(qū)域設(shè)置在主反射面上的邊緣位置。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型與步進(jìn)跟蹤相比，精度高、響應(yīng)快；與圓錐掃描跟蹤相比，主反射面與副反射面同軸心設(shè)置，減小了旁瓣，降低了臨星干擾，提高了適用性；與單脈沖跟蹤相比，利用旋轉(zhuǎn)的、偏心的信號(hào)局部失效區(qū)域就能獲取型號(hào)強(qiáng)度周期變化的類(lèi)正弦信號(hào)，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一正對(duì)衛(wèi)星時(shí)的示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一中信號(hào)局部失效區(qū)域的示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一正對(duì)衛(wèi)星時(shí)副反射面的場(chǎng)強(qiáng)密度示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一偏離衛(wèi)星時(shí)副反射面處于一號(hào)位置的示意圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一中副反射面處于一號(hào)位置時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)密度示意圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一偏離衛(wèi)星時(shí)副反射面處于二號(hào)位置的示意圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一中副反射面處于二號(hào)位置時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)密度示意圖。

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例一中饋源接收的信號(hào)曲線(xiàn)。

圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例一的原理框圖。

圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例二正對(duì)衛(wèi)星時(shí)的示意圖。

圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例二中信號(hào)局部失效區(qū)域的示意圖。

主反射面1、副反射面2、饋源3、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、信號(hào)局部失效區(qū)域5。

具體實(shí)施方式

下面以環(huán)焦天線(xiàn)作實(shí)施例并結(jié)合附圖本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例一中，如圖1、圖2所示，一種環(huán)焦天線(xiàn)的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括主反射面1、副反射面2、饋源3，主反射面1配有伺服跟蹤單元及主控單元，主反射面1、副反射面2與饋源3同軸心設(shè)置，副反射面2可繞軸心旋轉(zhuǎn)并配有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4，副反射面2的場(chǎng)強(qiáng)密度最大處偏心設(shè)置有信號(hào)局部失效區(qū)域5。

實(shí)施例一中，信號(hào)局部失效區(qū)域5可采用局部缺省、信號(hào)吸收涂層等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

實(shí)施例一中，如圖1所示，當(dāng)主反射面1的軸心對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)，主反射面1匯聚微波信號(hào)到副反射面2，在副反射面2上場(chǎng)強(qiáng)分布是不均勻的，越靠近主反射面1邊緣匯聚的微波場(chǎng)強(qiáng)越密集，即越靠近副反射面2中心的場(chǎng)強(qiáng)越密集，即如圖3所示。此時(shí)副反射盤(pán)2旋轉(zhuǎn)一周，信號(hào)局部失效區(qū)域5損失的微波信號(hào)能量在旋轉(zhuǎn)圓周上是相同的，即饋源3會(huì)接收到平穩(wěn)的信號(hào)。

實(shí)施例一中，如圖4、圖6所示，當(dāng)主反射面1的軸心偏離衛(wèi)星，副反射面2分別處于一號(hào)位置與二號(hào)位置時(shí)，副反射面2上的場(chǎng)強(qiáng)密度分布分別如圖5、圖7所示。此時(shí)副反射盤(pán)2旋轉(zhuǎn)一周，信號(hào)局部失效區(qū)域5損失的微波信號(hào)能量在旋轉(zhuǎn)圓周上是不同的，饋源3實(shí)際會(huì)接收到強(qiáng)度周期波動(dòng)的信號(hào)，其信號(hào)波形與信號(hào)局部失效區(qū)域5的位置、賦形、轉(zhuǎn)速都有關(guān)系，當(dāng)技術(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)恰當(dāng)，信號(hào)強(qiáng)度就會(huì)表現(xiàn)為如圖8所示的類(lèi)正弦波。

實(shí)施例一中的環(huán)焦天線(xiàn)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的自動(dòng)跟蹤方法，其步驟如下：a）當(dāng)所述主反射面1軸心偏離衛(wèi)星時(shí)，主反射面1匯聚衛(wèi)星微波信號(hào)到副反射面2，并反射至饋源3，因信號(hào)局部失效區(qū)域5旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)度周期波動(dòng)的信號(hào)；b）所述主控單元接收并處理該信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度分布計(jì)算主反射面1偏離衛(wèi)星的方向，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度極值偏差計(jì)算主反射面1偏離衛(wèi)星的程度；c）所述主控單元驅(qū)動(dòng)伺服跟蹤單元，使主反射面1向衛(wèi)星方向移動(dòng)；d）當(dāng)所述主反射面1軸心對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)，信號(hào)局部失效區(qū)域5旋轉(zhuǎn)時(shí)饋源3獲取的信號(hào)強(qiáng)度相同，所述主控單元保持伺服跟蹤單元狀態(tài)不變?；趯?shí)施例一的衛(wèi)星天線(xiàn)自動(dòng)跟蹤方法與步進(jìn)跟蹤相比，精度高、響應(yīng)快；與圓錐掃描跟蹤相比，主反射面1與副反射面2同軸心設(shè)置，減小了旁瓣，降低了臨星干擾，提高了適用性；與單脈沖跟蹤相比，利用旋轉(zhuǎn)的、偏心的信號(hào)局部失效區(qū)域5就能獲取型號(hào)強(qiáng)度周期變化的類(lèi)正弦信號(hào)，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉。

實(shí)施例一中，如圖1、圖2所示，信號(hào)局部失效區(qū)域5設(shè)置在副反射面2的場(chǎng)強(qiáng)密度最大處附近。副反射面2的尺寸較小，良好的設(shè)計(jì)可保證快速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，即實(shí)現(xiàn)較快的跟蹤速度與較高的跟蹤精度，轉(zhuǎn)速足夠高時(shí)，實(shí)施例一能夠接近甚至超過(guò)單脈沖跟蹤的技術(shù)性能；信號(hào)局部失效區(qū)域5設(shè)置場(chǎng)強(qiáng)密度較大的區(qū)域，能進(jìn)一步提高跟蹤速度與跟蹤精度。

實(shí)施例二中，如圖10、圖11所示，主反射面1旋轉(zhuǎn)，且信號(hào)局部失效區(qū)域5設(shè)置在主反射面1的邊緣位置，其原理與實(shí)施例一相通，都是利用帶偏心信號(hào)局部失效區(qū)域5反射面的旋轉(zhuǎn)，來(lái)獲取強(qiáng)度周期波動(dòng)的信號(hào)，以此為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星天線(xiàn)的自動(dòng)跟蹤。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮例。而這些屬于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。