[发明专利]一种船载天线的随动跟踪装置

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种船载天线的随动跟踪装置。

背景技术

动载体上的卫星天线与地面固定天线的最大区别在于天线的载体是一个移动摇摆的载体，比如用于船上的卫星天线，因而需要稳定的天线平台来隔离船体的摇摆，实现天线在运动中的姿态稳定，并在姿态稳定的基础上在移动过程中跟踪和对准卫星。

传统的船用卫星天线通常采用机械平台来隔离载体的扰动，采用步进跟踪方式使天线波速逐步对准卫星。因此，船用卫星天线系统的关键技术在于天线平台的稳定能力和目标跟踪能力，能够很好地隔离载体的运动对天线平台的姿态是否稳定有直接重要的影响。

中国专利【CN201310081497.X】中公开了一种船载卫星天线的三轴稳定随动跟踪装置，包括抛物天线、横滚转轴、俯仰转轴、方位转轴、支架、基座，采用由上述构件构成三轴转动装置，方位转轴垂直向上固定连接在基座底部的中心，支架的所述横梁的中心转动连接在方位转轴的上端，俯仰转轴可转动水平设置在支架的二个所述立架的上部，横滚转轴位于俯仰转轴中心位置的上方与俯仰转轴可转动正交连接，抛物面天线固定连接在横滚转轴的上面，采用由光电传感器、位置电位器、角速度传感器、电子罗盘、旋转编码器和GPS接收机诸单元构成的反馈系统来替代陀螺系统的技术方案，使船载卫星天线达到了简化结构、降低成本、易于民用化的目的。

众所周知，船载卫星天线的载体保持水平始终保持水平状态是天线定位跟踪的主要技术之一，现有技术中，无论是采用电子元件、传感器等来检测和补偿来实现水平的方式，还是机械装置实现水平的方式，均存在误差累积的问题，对于长时间在海上作业的船只，累积误差导致其定位不准会带来极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种船载天线的随动跟踪装置，本发明所要解决的技术问题是如何实现天线的对卫星的跟踪，载体始终保持零误差的水平姿态。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种船载天线的随动跟踪装置，其特征在于，所述跟踪装置包括一个固设在船体顶部的防干扰筒，所述防干扰筒的上端的开口处设有一支撑板，所述支撑板的外缘固设有一滑板，所述滑板的外表面具有光滑曲面一，所述防干扰筒的上端的内表面为光滑曲面二，所述光滑曲面一和光滑曲面二均为部分球面，所述滑板卡接在所述防干扰筒的上端开口处，所述光滑曲面一与光滑曲面二相抵靠且两者能相对滑动；所述支撑板的下端固设有一吊杆，所述吊杆位于支撑板的中心线上且与支撑板垂直，所述吊杆的下端固设有一重力块，所述支撑板的上端设有一伺服电机一，所述伺服电机一的壳体与所述支撑板固连，所述伺服电机的输出轴上固设有一转盘，所述转盘上设有天线总成，所述天线总成与转盘之间设有能够驱动天线总成在垂直于转盘的平面内摆动的摆动机构，所述跟踪装置还包括一个与伺服电机一相连的电子罗盘和一个与所述摆动装置相连的GPS接收器。

保持载体水平：将防干扰筒固设在船舶的顶部，且与船身保持垂直状态，设置在防干扰筒内的支撑板的中心位置处固设有一吊杆，该吊杆下端固设一重力块，与支撑板相连的滑板滑动连接在防干扰筒的开口处，需要说明的是：滑板的外表面是一个为球面的光滑曲面一，该球面由一完整的球面去除上下球冠后形成，该球面为中心对称结构，而且该球面以中部的水平横截面为对称面上下对称，防干扰筒的开口的内壁上设有与该光滑曲面一配合的光滑曲面二，光滑曲面一和光滑曲面二相接触且相互限位，使支撑板能够在防干扰筒自由摆动，在船只收到风浪等影响而出现晃动时，重力块受重力作用始终指向地球中心，即保持水平，相比传统的传感器控制、机械补偿的方式而言，该结构存在即时误差，但是可以根据延长吊杆、加重重力块的方式减小该即时误差，关键是，该结构不存在累积误差的问题，无需人力频繁维护和校准，相比其他现有技术中，通过重物实现水平的方式而言，本结构对应的支撑板与铰接点处于同一平面内，即船身晃动时，该支撑板在理论上可以达到绝对的水平，在支撑板上安装其他部件之后，也能很好的减小了即时误差，提高定位准确度；

转角补偿：电子罗盘检测船只方位，根据搜索到的卫星的位置，得出卫星偏离的转角，通过伺服电机一来补偿该转角；

仰角补偿：GPS接收器定位船只的位置，可以计算出船只和卫星之间的连线、卫星垂直地表之间的垂线、地表垂直点与船只之间的连线，三者构成直角三角形，可以根据船只远离船只的距离计算出天线对准需要调整的仰脚，摆动机构适时完成对卫星的补偿。