CN101908919B - 多接收机卫星天线跟踪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多接收机卫星天线跟踪系统，包括卫星天线、与所述卫星天线连接的低噪声变频器、与所述低噪声变频器连接的藉合器，该系统还包括天线控制器和n个天线跟踪接收机，每个天线跟踪接收机均与所述藉合器连接，所述天线控制器一端与所述卫星天线连接，另一端分别与每个天线跟踪接收机连接，所述天线控制器用于从所述n个天线跟踪接收机输出的n路信号中选择一路作为参考信号，并根据该参考信号调整所述卫星天线至对准卫星。本发明的系统能够提高天线系统寻星的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及自动寻星卫星天线技术领域，特别涉及一种多接收机卫星天线跟踪系统。
背景技术
自动寻星卫星天线在工作时，传统的方法是配置一个接收机(通常为DVB接收机)用于接收卫星上的参考信号，天线跟踪系统根据接收机输出的直流电平强度，自动控制天线对准卫星。由于卫星参考信号的不稳定性，会导致卫星天线不能正确跟踪上所需的工作卫星。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提高天线系统寻星的可靠性。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明提供了一种多接收机卫星天线跟踪系统，包括卫星天线1、与所述卫星天线1连接的低噪声变频器2、与所述低噪声变频器2连接的藉合器5，该系统还包括天线控制器4和n个天线跟踪接收机，每个天线跟踪接收机均与所述藉合器5连接，所述天线控制器4一端与所述卫星天线1连接，另一端分别与每个天线跟踪接收机连接，所述天线控制器4用于从所述n个天线跟踪接收机根据各自跟踪的卫星参考信号而输出的n路信号中选择一路作为参考信号，并根据该参考信号调整所述卫星天线至对准卫星，其中，n≥2。
其中，n优选为2，这两个天线跟踪接收机为信标接收机3-1和DVB接收机3-2。或者，n还可以为3，这三个天线跟踪接收机为信标接收机3-1、DVB接收机3-2和载波接收机。
其中，所述信标接收机3-1通过RS232串口与所述天线控制器4连接，所述DVB接收机3-2通过IIC总线接口与所述天线控制器4连接。
其中，所述信标接收机3-1和DVB接收机3-2与所述天线控制器4之间还分别连接有A/D采样器7。
其中，还包括与所述藉合器5连接的调制解调器6。
其中，还包括连接于所述卫星天线1与所述天线控制器4之间的极化传感器8、倾斜仪9和GPS接收机10，所述极化传感器8用于向所述天线控制器4反馈所述卫星天线1的极化位置，所述倾斜仪9用于读取所述卫星天线1反射面的仰角，所述GPS接收机10用于确定所述卫星天线1工作位置的经、纬度。
(三)有益效果
本发明的技术方案同时提供多个(优选为两个)接收机供天线跟踪系统控制天线寻星，在天线跟踪工作卫星时，两个接收机根据各自跟踪的卫星参考信号，输出直流电平，并与跟踪系统预存跟踪信号的门限值进行比较，按一定的策略自动选择跟踪效果最好的接收机供天线跟踪系统控制天线寻星，因此，可运用于各种自动寻星的卫星天线，可提高天线系统寻星的可靠性。而且多个跟踪接收机既可以由控制器自动选择，也可以通过监控软件人机界面人工选择，选择方式灵活。
附图说明
图1是本发明实施例的卫星天线跟踪系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的卫星天线跟踪系统的控制逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1示，该系统包括：卫星天线1、低噪声变频器(Low NoiseBlock，LNB)2、信标接收机3-1、DVB接收机3-2、天线控制器4、藉合器5、调制解调器6、A/D采样器7、极化传感器8、倾斜仪9、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收机10。需要说明的是，信标是每个卫星上均有的跟踪信号，选择信标接收机可以使系统可靠地跟踪卫星，而DVB接收机用于接收卫星上的DVB信号，一般卫星上也有用户的DVB信号。DVB接收机可以识别出不同DVB信号的参数，因而也较可靠。所以本实施例选择信标接收机和DVB接收机作为本实施例系统的双接收机。还可以选择两个以上的接收机，例如，还可以加上载波接收机等其它接收机。
如图2所示，信标接收机3-1连接天线控制器中的MCU(MicroController Unit，中文名称为多点控制单元，又称单片微型计算机)，DVB(Digital Video Broadcasting，数字视频广播)接收机3-2以IIC总线接口连接MCU。
该系统的工作原理如下：一方面，卫星天线1接收卫星信号，经低噪声变频器2放大后下行到藉合器5输入口，藉合器5的主路信号送到调制解调器6，其两路藉合信号(为L频段(大约为1到2GHZ)的中频信号)分别送到信标接收机3-1和DVB接收机3-2；另一方面，卫星天线1工作时，天线控制器4从卫星天线1接收卫星的信标信号和DVB信号，MCU通过串口将卫星的信标信号频率写入信标接收机3-1，通过IIC总线将卫星的DVB信号频率写入DVB接收机3-2。
然后，信标接收机3-1及DVB接收机3-2将该两路藉合信号解调为分别与该信标信号及DVB信号成比例的两路直流电平信号输出。两个接收机输出的直流电平信号经A/D采样器7采样后送到MCU的输入端口，MCU将输入的两路直流电平与噪声电平的差值与其中预先存储的门限值进行比较，并选择一路作为用于寻星的参考信号控制天线进行跟踪。
选择方式有两种。第一种是自动选择方式：如上所述，两个接收机均由MCU自动配置工作参数，在卫星天线跟踪工作卫星时，两个接收机根据各自跟踪的卫星参考信号，输出所述直流电平信号，经A/D变换后，送到MCU输入端口。当信标接收机输出的直流电平与信标噪声电平的差值大于信标信号的门限值时，MCU选择信标接收机输出信号供本系统控制天线寻星；当DVB接收机输出的直流电平与DVB噪声电平的差值大于DVB信号的门限值时，MCU选择DVB接收机的输出信号供本系统控制天线寻星；当两个接收机输出的直流电平与各自噪声电平的差值都大于各自的门限值时，MCU对两个信号进行比较，选择相对信号强度大的一个供天线跟踪系统控制天线寻星。具体来说，是比较电平的变化范围大小。例如，偏离卫星时信标接收机输出的直流电平信号(即所谓的信标噪声电平)的电平值是1V，偏离卫星时DVB接收机输出的直流电平信号(即所谓的DVB噪声电平)的电平值是2V，而对上卫星之后信标接收机输出是3V，DVB接收机输出是3.5V，则系统会选择信标接收机，因为信标接收机的电平的变化更大，更便于跟踪。
当配置3个或3个以上天线跟踪接收机时，各接收机均由MCU自动配置工作参数，在卫星天线跟踪工作卫星时，各接收机根据各自跟踪的卫星参考信号，输出所述直流电平信号，经A/D变换后，送到MCU输入端口。当信标接收机输出的直流电平与信标噪声电平的差值大于信标信号的门限值时，MCU选择信标接收机输出信号供本系统控制天线寻星；当DVB接收机输出的直流电平与DVB噪声电平的差值大于DVB信号的门限值时，MCU选择DVB接收机的输出信号供本系统控制天线寻星；当载波接收机的输出的直流电平与载波噪声电平的差值大于载波信号的门限值时，MCU选择载波接收机的输出信号供本系统控制天线寻星；当有多个接收机输出的直流电平与各自噪声电平的差值大于各自的门限值时，MCU对这几路信号进行比较，选择相对信号强度大的一个供天线跟踪系统控制天线寻星，具体的选择策略与两种跟踪接收机的情况相同。
第二种是人工切换方式：系统开机后，用PDA(personal digitalassistant，个人数字助理)或PC(Personal Computer，个人电脑)连接天线跟踪系统内置的无线通信模块(无线通信模块的功能是实现天线控制器(具体是指其控制软件)与PDA/PC监控软件之间的通信。它一端通过串口与天线控制器相连，另一端是无线天线，用于以无线方式连接PDA/PC设备)，打开专用监控软件并登录，进入参数设置界面，选择工作的接收机并配置接收机参数，参数设置完成后，天线控制器根据人工选择的接收机输出信号供天线跟踪系统控制天线寻星。
选择用于寻星的参考信号之后，天线控制器根据该参考信号调整天线的方位、俯仰度，直到天线正确对准卫星。天线控制器控制卫星天线跟踪卫星，在天线方位或俯仰运动过程中读取该参考信号的电平数据，当该电平最大时，表明天线对星最准确。
具体来说，比较当前输出的电平数据和前一次输出的电平数据，如果当前输出的电平数据大于前一次输出的电平数据，则继续按照当前搜索方向进行搜索；如果当前输出的电平数据小于前一次输出的电平数据，则以与当前搜索方向相反的方向进行搜索；直至输出的电平数据最大，该方向运动停止。然后在另一个方向重复上述动作，直到输出的电平最大。再次重复一次上述两个方向动作。则天线波束对准卫星，此时直流电平最大。
图1中的天线伺服跟踪系统11包括方位/俯仰/极化电机(一端与方位/俯仰/极化传动装置连接，另一端与天线控制器4连接)和方位/俯仰/极化传动装置(一端与卫星天线1连接，另一端与方位/俯仰/极化电机连接)。其中，天线方位、俯仰的转动是由方位/俯仰电机来驱动的。天线控制器向方位/俯仰电机发送转动指令，控制方位/俯仰电机转动，方位/俯仰电机带动方位、俯仰传动装置运动，从而使得卫星天线反射面在水位面及俯仰面运动。方位/俯仰电机的转动有个最小值，因此卫星天线反射面的转动也有最小间隔，因此直流电平不可能达到精确最大值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种多接收机卫星天线跟踪系统，包括卫星天线（1）、与所述卫星天线（1）连接的低噪声变频器（2）、与所述低噪声变频器（2）连接的藉合器（5），其特征在于，该系统还包括天线控制器（4）和n个天线跟踪接收机，每个天线跟踪接收机均与所述藉合器（5）连接，所述天线控制器（4）一端与所述卫星天线（1）连接，另一端分别与每个天线跟踪接收机连接，所述天线控制器（4）用于从所述n个天线跟踪接收机根据各自跟踪的卫星参考信号而输出的n路信号中选择一路作为参考信号，并根据该参考信号调整所述卫星天线至对准卫星，其中，n=2，两个天线跟踪接收机为信标接收机（3-1）和DVB接收机（3-2），且所述天线控制器（4）具体用于根据如下方式选择所述考信号：
当所述信标接收机（3-1）输出的直流电平与信标噪声电平的差值大于所述天线控制器（4）从卫星天线（1）所接收信标信号的门限值时，选择信标接收机（3-1）输出的直流电平信号作为所述参考信号；当所述DVB接收机（3-2）输出的直流电平与DVB噪声电平的差值大于所述天线控制器（4）从卫星天线（1）所接收DVB信号的门限值时，选择DVB接收机（3-2）输出的直流电平信号作为所述参考信号；当信标接收机（3-1）输出的直流电平与信标噪声电平的差值大于所述信标信号的门限值，且DVB接收机（3-2）输出的直流电平与DVB噪声电平的差值大于所述DVB信号的门限值时，对信标接收机（3-1）输出的直流电平信号和DVB接收机（3-2）输出的直流电平信号进行比较，选择相对信号强度大的一个作为所述参考信号。
2.如权利要求1所述的多接收机卫星天线跟踪系统，其特征在于，所述信标接收机（3-1）通过RS232串口与所述天线控制器（4）连接，所述DVB接收机（3-2）通过IIC总线接口与所述天线控制器（4）连接。
3.如权利要求1所述的多接收机卫星天线跟踪系统，其特征在于，所述信标接收机（3-1）和DVB接收机（3-2）与所述天线控制器（4）之间还分别连接有A/D采样器（7）。
4.如权利要求1所述的多接收机卫星天线跟踪系统，其特征在于，还包括与所述藉合器（5）连接的调制解调器（6）。
5.如权利要求1～4任一项所述的多接收机卫星天线跟踪系统，其特征在于，还包括连接于所述卫星天线（1）与所述天线控制器（4）之间的极化传感器（8）、倾斜仪（9）和GPS接收机（10），所述极化传感器（8）用于向所述天线控制器（4）反馈所述卫星天线（1）的极化位置，所述倾斜仪（9）用于读取所述卫星天线（1）反射面的仰角，所述GPS接收机（10）用于确定所述卫星天线（1）工作位置的经、纬度。
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