回帖：转贴： 天线自动跟踪系统的组成与工作原理
　亚太地区上空,已有70多颗不同类型,不同功能的卫星,在静止的轨道上运行,它们能够提供电视、通信、广播、因特网,多媒体等项服务,我国已使用了11颗卫星转播电视节目,所以在海陆空移动的载体上接收这些卫星上的节目前景十分看好,以鑫诺1号(sino sat-1)卫星为例:它载有14个ku波段和24个c波段转发器,卫星寿命15年,正好为2008年北京奥运服务。
　天线自动跟踪系统主要由:陀螺传感器,电子罗盘,16bit的cpu微处理器(因为陀螺传感器是16bit的数据串行输出,所以微处理器也选用16bit的cpu,这样数据可以一次性地由数据总线读入),伺服系统(包括伺服驱动器和伺服马达),1.2m横置偏馈抛物面天线(或者微带线阵平面天线,单层裂缝平面天线以便降低高度),卫星电视接收机,电压／频率(v/f)转换器,gps接收机模块和gps天线,15英寸tft-lcd液晶显示器,预留usb接口等组成,见图1。
　21 陀螺传感器 主要是用来测量汽车行驶的航向角变化,考虑到性能价格比，一般都选用俄罗斯生产的全固体光纤陀螺传感器,或者选用美国生产的微电子机械系统(mems)的惯性陀螺传感器,它们都具有体积小,重量轻,功耗低,启动快等特点。随机漂移＜1°/h;动态范围在±60°/s;标度因子的误差＜2%;因为陀螺传感器是以16bit数字信号形式输出运动载体航向角变化的角速率,通过对该信号的积分就能得到汽车在行驶中的航向角变化量Δθ〔4〕Δθ=θo+∫i+1ik(mi+1-mｏ)dt其中:
k为陀螺传感器的标度系数(查手册);
mi+1为陀螺传感器在i+1时间内角速率的输出量;
mo为陀螺传感器在静止状态时角速率的输出量;
θo为起始状态时航向角;
　22 电子罗盘 主要是用来测量卫星电视天线跟踪系统的俯仰角和方位角的传感系统,我们选用的是美国霍尼威尔公司生产的电子罗盘,它是以nmea格式,通过rs232串口提供出俯仰角,方位角和航偏变化量输出的,它具有快速响应时间最高可达20hz,响应时间为0.1s,航向精度为±0.5°,分辨率为0.1°,倾斜角(俯仰,方位)在±40°,精度为±0.1°,可在恶劣环境中长时间工作。见图2〔5〕。
23 伺服系统 它包括了伺服驱动器和伺服马达,考虑到车载移动接收须长时间免维护工作,我们选用英国ct公司的微型交流无刷伺服马达和伺服驱动系统,它的驱动器是带有微处理器来控制所有功能的,并具有能够形成可调脉冲宽度pwm变频器的专用asic芯片,用asic芯片产生的稳定的电压脉冲宽度调制输出,控制igbt(双门隔离变换器)逆变器驱动电动机,它们是封装在一起的,同时能进行单轴和多轴控制,工作可靠。全数字化可以消除模拟量控制存在的漂移,还能承受启动时负载的冲击。采用直流伺服马达和直流驱动器,虽然能够提供线性控制,角速度控制,拉伸速度等各部份之间的良好同步,但是伺服马达的电刷(即使是长寿命的)须经常更换,这给售后服务,维修,备份带来困难。
　24 gps接收机模块 它是用来测量汽车当前经纬度定位坐标的,因为陀螺传感器长时间工作它的零点漂移和随机漂移会产生累积误差,从而影响天线的跟踪精度,所以每工作1～2h,就要用gps接收机给出的汽车当前经纬度定位坐标和卫星电视接收机输出的自动增益控制(agc)信号,来校正一次天线的位置,修正其误差使它重新对准卫星。如果汽车行驶在隧道,高层楼群,高架桥下,密集森林等地段时,由于遮挡会使gps定位失效,导致更大的误差,这时就要采取推算定位(dead reckoning)进行自律导航〔6〕。有了gps给出的汽车当前经纬度定位坐标,再利用同步卫星轨道的坐标,通过计算公式�