小口径固定站卫星天线自动寻星方案

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卫星便携站天线自动对星系统的设计与实现

卫星便携站天线自动对星系统的设计与实现[图]0 引言目前，在卫星便携站对星方面，通常根据公式计算方位角和俯仰角的理论值，使用机械磁罗盘显示便携站天线的实际方位角和俯仰角，手动调整便携站天线实现对星。

这种传统对星方式存在以下三个缺点：(1)由于方位角和俯仰角理论值公式是基于真北进行计算的，而机械磁罗盘显示的是磁北方向，存在一定的磁偏角，磁偏角随经纬度的不同，其值也不同，并且每年都发生变化，因此根据公式计算的方位角和俯仰角的理论值与实际精确对星值之间存在一定的偏差；(2)读取机械磁罗盘的时候，不同的操作人员会产生不同读取误差，通常会出现±1°～±3°的读取误差；(3)采用手动调整便携站天线对星的方式，对方位角和俯仰角的调整幅度不能做到精确控制，这一点对窄波束便携站天线对星的影响尤为明显。

以上原因导致传统对星方式存在找星难度大、对星耗时多、对星精度差的问题，这一问题在陌生地域表现尤为突出，严重影响了卫星便携站的通信效能针对传统对星方式存在的问题，本文提出了卫星便携站自动对星系统，该系统是一个附加在实装设备上的自动对星工具，以PIC单片机为核心，通过采集和处理GPS数据、方位俯仰传感器数据和卫星信号强度数据，控制高精度步进电机自动调整便携站天线方位角和俯仰角，从而实现快速、自动、精确对星。

1 相关研究在卫星便携站对星方面，文献提出了采用GPS采集便携站地理位置信息，通过公式计算当前便携站方位角和俯仰角理论值，采用传感器采集便携站方位角和俯仰角的实际值，手动调整便携站方位角和俯仰角，通过对比理论值和实际值实现辅助对星。

这些辅助对星方式的优点有两个：采用GPS模块采集地理位置信息，根据公式计算便携站方位角和俯仰角的理论值，提高了效率；采用传感器模块代替了机械磁罗盘，消除了对星过程中的读取误差。

但是，也存在两个缺点：因为磁偏角的存在，导致计算出的理论值并不是实际精确对星值；仍然采用手动对星方式，对星精度不高，不能真正达到完全自动对星。

寻星nx585[寻星实践]

寻星nx585[寻星实践]欲接收卫星电视节目，必先寻星。

如果我们手头有寻星仪、频谱仪，寻星工作相对容易。

但是，由于频谱仪价格比较昂贵，我们常常是在没有任何仪器的条件下完成寻星工作。

本文汇总了在不使用仪器的条件下我们多年的寻星实践经验，对寻星技巧进行了探讨，以与业内同行进行技术交流。

收视效果的估计和天线口径的估算寻星之前，首先考虑接收地点的场强及所需天线的口径，避免在不可能接收到的条件下空忙一场。

1、查阅欲接收卫星的EIRP（等效全向辐射功率）覆盖图，查出当地的EIRP值，通过一些公式可以计算出在当地接收能够达到的图像等级，或者直接根据EIRP值大致预估接收效果。

2、根据EIRP值估算天线的最小口径：如果接收Ku波段，且接收信号不作为播出使用，常常通过下列简便公式粗算天线最小口径的参考值。

3、也可以利用表1、2查找天线最小口径的参考值。

EIRP值越大，接收天线的口径才可能更小。

确定卫星接收天线的方位角、俯仰角定点轨道上的地球同步卫星在地球赤道平面上，在距离赤道3.6×104 km的轨道上运行。

站在地球上看，同步卫星就像挂在空中静止不动。

在卫星广播的覆盖区内，各地寻星的俯仰角、方位角，因地而异。

求得这两个角度常常采用以下几种办法：1、查表法：这是最简便也是最常用的办法。

各地寻星天线角度表，在专业技术书刊或当地的专业技术部门都能够查阅到。

并且数据准确，可以放心使用。

2、计算法：首先通过查资料或查地图获取寻星当地的经纬度数值。

比如，石家庄是北纬38.03°；东经114.48°。

然后，使用计算器通过下式计算：θ＝接收站纬度；方位角的计算结果是以正南为基准，正值为南偏东，负值是南偏西。

3、曲线图法：专业技术资料中有绘制好的仰角曲线图和方位角曲线图，可以根据当地的经纬度分别查出在当地寻某颗星的俯仰角度和方位角度。

天线角度的粗调1、调整卫星接收天线（大锅），按照已经获得的俯仰角和方位角数据，根据经验或根据观测，大致指向所要接收的卫星，大致对好仰角、方位角和极化角。

车载卫星天线自动寻星的探讨

车载卫星天线自动寻星的探讨摘要：文章主要对车载卫星天线组成以及功能进行分析，对自动寻星原理进行阐述，并针对卫星天线的参数计算进行讲解，分析车载卫星天线的寻星的主要方法以及卫星跟踪的相关技术，详细内容如下。

关键词：车载；卫星天线；自动寻星；探讨车载卫星天线解决了各种地面载体在移动中实施高频宽带大容量不间断地传递语音、数据、动态图像等多媒体信息的难题，是我国通信领域的重要突破。

自动寻星主要指的是卫星通信车到达指定地点，相关人员不需要通过人为调整天线可以快速对准目标卫星，该种方法相对于传统手动寻星具有一定的便捷性，在整个自动寻星过程中需涉及诸多参数以及相应的数据计算，只有保障通信精准才能有效实现自动寻星。

1.车载卫星天线组成以及功能车载卫星天线在设计过程中通常采用变焦距椭圆波束天线，其目的为有效降低天线高度。

除此之外，利用碳纤维材料成型以此降低天线重量以及伺服功耗。

其组成以及功能有以下几部分。

（1）反馈系统，该系统可以有效实现发射、接收通信载波；（2）跟踪接收系统，这部分系统主要是由跟踪下变频器、LNA、跟踪接收机等组成其主要任务为伺服控制系统提供天线在仰角和方位角方向偏离卫星的二路偏差信号，利用环路调整便于天线能够对卫星进行寻星[1]。

（3）天线伺服控制系统，由于车载过程中可能会遇到突发情况，例如路面颠簸形成车体摇晃，进入山道、隧道、桥洞中等，由于外界环境影响造成电波中断，继而影响车载卫星天线信号接收；（4）天伺系统，针对不同方向坡度的载车路面行驶可以确定跟踪范围，控制俯仰角0-90°，可以确保跟踪精度，降低车型、车速、路况对车载卫星天线的影响。

而且车载卫星天线系统具有较强的机动性能，同时可以通过地球任何同步卫星或者平台进行超越空间以及时间限制，开展点对点、点对多点的移动卫星多媒体通信，将数据进行实时传输；除此之外该系统具有较强的保密性以及抗干扰性，这也是现阶段我国车载卫星天线系统被广泛使用的原因。

一种移动型小口径卫星天线快速寻星装置[实用新型专利]

专利名称：一种移动型小口径卫星天线快速寻星装置专利类型：实用新型专利
发明人：赵敏,任剑,贺俊文,李轩碧,杜武,靳涛
申请号：CN201520060157.3
申请日：20150129
公开号：CN204391277U
公开日：
20150610
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种移动型小口径卫星天线快速寻星装置，结构包括主控板、显示单元、GPS、机械罗盘、倾角传感器、信标机和PC监控端，主控板分别与显示单元、GPS、倾角传感器、机械罗盘、信标机及PC监控端相连接；信标机一端连接有天线RX，天线RX与信标机之间设置有依次相接的双工器、LNB和功分器；功分器输出的信号一路直接传输至调制解调器，功分器输出的信号另一路传输至主控板；功分器传输至主控板的信号，依次通过隔直器、第二滤波器和信标机后进入主控板；功分器与主控板之间增加有第一滤波器。

本实用新型提供一种低成本、低要求、高效率的移动型小口径卫星天线快速寻星装置，解决了小口径天线移站寻星时的高成本、高要求、低效率等问题。

申请人：四川安迪科技实业有限公司
地址：610021 四川省成都市致民东路6号17楼
国籍：CN
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小口径固定站自动寻星天线除需保证无灾害时的正
常工作外，还需保证在环境特性发生改变、天线基础产生倾斜等情况下，只要设备没有损坏、供电正常，天线可自动启动对星程序，重新对准目标卫星。为此，自动
收稿日：０００— ８期２１６０－
供电正常，天线系统可自动启动（需人工参与）对无
采用了一种全新的自动寻星方案。该自动寻星天线系统在普通小口径固定站手动卫星天线的基础上，借鉴大
Ｖ径电动天线、车载静中通、便携式卫星天线的传动系统及伺服控制的经验，通过改变天线传动系统和定制Ｉ
伺服控制系统来实现自动寻星功能，同时又保持相对较低的成本。
关键词自动寻星天线；伺服控制系统；车载静中通天线；便携式卫星天线中图分类号Ｔ９９５Ｎ２．文献标识码Ａ文章编号１０５９（０１０ — ０７００８５９２１）５０３— ５
和大风频发地区卫星天线的安全使用；
天线反射面、馈源组件（含馈源支撑臂）、天线转台和舱体，主要实现卫星信号的接收和发射；伺服控制子系
统主要包括ＡＣＵ、跟踪接收机（信标接收机或载波接
误跟踪保护：当信标电平下降，天线伺服控制系统
可判断是否由于天线基础偏移所致。如为临时遮挡或下雨等非基础偏移因素所致，天线系统不启动寻星或跟踪程序，从而避免天线系统不必要的启动对星程序。
大范围搜索，捕捉信标信号。由于天线方位转速很快，因此寻星时间不会增加很多，一般在３～５ｉａｒｎ内可完成对星。与静中通天线相似，便携式天线同样只具有一
器（Ｕ）可根据接收到的卫星信标信号的强弱变化来ＡＣ控制天线驱动系统，使天线始终对准卫星；
一
键寻星：通过人工调用ＡＣ内预置的卫星信息Ｕ
及简单按键，可以启动一键寻星功能，保证天线能够精确对准目标卫星。对准卫星后，天线系统自动进入跟踪
状态；
线，但要求在无人值守状态下，能够自动对准卫星，从
如下。
车载静中通天线的反射面一般采用碳纤维复合材料，在提高精度和降低重量的同时造成了成本增加，这
是与固定站天线之间一个比较大的区别。由于车载天线
使用地点不固定，使用时车体方向不确定，因此，需要配置ＧＳ来测量使用地点经纬度，需要配置电子罗盘Ｐ来确定天线的初始方位指向，而这些都是固定站天线所
而始终保持卫星电路的畅通，这就需要研制一种全新的自动寻星方案来满足上述要求。
自动寻星：天线处于自动跟踪状态时，如果由于地震等突发因素导致天线基础发生偏移（包括方位、俯
仰、横滚三个方向的指向变化）只要此时设备没有损坏、，
２自动寻星天线功能需求
收机）Ｐ、ＧＳ和天线姿态传感器（电子罗盘、倾角仪含和轴角编码器）等；天线驱动子系统主要包括传动机构、
驱动电机和ＡＤＵ。
３现有卫星天线存在的主要问题
对照自动寻星天线的功能要求，目前卫星通信中各类主要天线均无法同时具备上述功能，存在的主要问题
１概述
寻星天线需具备如下主要功能：利用信标方式辅助寻星（自动跟踪）：含天线控制
以往的基站卫星传输均采用小口径（）．ｑ２４～３７．ｍ）固定站卫星天线，人工调整对准卫星后用机械手段固定，保证天线的长期工作状态。当灾害发生导致天线偏移时，只能再次通过人工调整来使其正常工作。在中国移动抗灾超级基站中，基站卫星天线同样采用小口径固定站天
要技术人员在频谱仪的辅助下，通过调整方位、俯仰和极化三轴的机械装置来完成对星，天线调整和对星对安装维护人员的专业技术水平要求较高。
键收藏功能，但由于天线口径小，一般不具备自动跟
踪功能。
３３便携式天线．由于便携式卫星天线需要便于搬动和拼装，其反射面使用材质和系统组成与车载静中通天线基本相同。但为了进一步降低成本，与车载静中通天线相比，便携式
不需要的。另外，车载静中通天线具有一键寻星、一
３１一种是通过人工手动调整的天线（简称手动天线），一般适用于３７以下小口径天线；．ｍ一种是电机驱动调整的天线（简称电动天线），一般用于６以上大口径天线，带ｍ伺服系统的天线可做到自动跟踪。手动天线反射面采用铝合金材料，由于不需要经常移动位置和调整方向，因此其机械结构比较简单，但需
天线没有配置电子罗盘，寻星时，只需要大致标定真北
方向，通过倾角仪提供的天线俯仰和横滚信息，天线在
保持俯仰角（理论计算值）不变的前提下在方位轴进行
电动天线采用电机驱动天线的方位、俯仰和极化转动，伺服控制系统可在天线与卫星之间发生微小偏移时（例如卫星 “”字漂移）实现自动跟踪，保证天线波束８自动地精确对准目标卫星。其存在的主要问题是：由于
星程序，重新对准卫星，从而保证了天线能够时刻对
准卫星；
一
键收藏：作人员通过在ＡＣ操Ｕ上的简单按键，
可以启动一键收藏功能，使天线在保持正常通信方位角不变的条件下实现天线的收藏（朝天锁定），方便台风
・
２１年第５・０１期
３７
电信工程技术与标准化
小口径固定站卫星天线自动寻星方案
薛程，王激扬，边力军，黄曜明
（中国移动通信集团设计院有限公司，北京，１０８）０００
摘要为保证远端站卫星天线能够时刻对准卫星，中国移动应急通信网络的抗灾超级基站采用的小Ｖ径固定站天线１