[发明专利]一种天线换馈结构及换馈控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及换馈天线技术领域，特别是指一种天线换馈结构及换馈控制方法。

背景技术

在多馈源切换的天线研制项目中，更换频次不高的馈源多采用人工更换，而馈源的电动切换多应用在大型天线项目系统中。在小型天线项目系统中，多馈源的自动切换装置，除了实现装置较复杂之外，其对信号的遮挡还会降低天线的接收效率，因此实现较为困难。

目前，小型天线单一馈源的切换，通常利用步进电机堵转实现。虽然堵转到位过程中电机的输出力矩恒定，但机械限位装置也要足够强壮，因此会对结构件的体积和材质提出特殊要求。某课题中采用步进电机驱动推杆实现到位控制，其机械限位装置因空间限制比较单薄。若一味地利用堵转来实现到位控制，将会对机械产生损伤。因此，有必要采用一种新的换馈到位控制装置及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种天线换馈结构及换馈控制方法，其能够利用推杆实现馈源机械装置的自动切换，将推杆限位开关的检测与步进电机控制相结合，对步进电机到位时间进行有效控制，实现机械装置的精确、无损到位。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种天线换馈结构，其包括馈源支架、可调馈源、步进电机和计时控制单元，所述可调馈源包括两组互成角度的分支结构，每组分支结构的末端各设有一套馈源，所述可调馈源与所述馈源支架共面且铰接，所述馈源支架上还设有与所述步进电机传动连接并用于驱动所述可调馈源相对于馈源支架进行旋转的推杆机构，所述推杆机构的运动行程上设有用于限制最大行程和最小行程的机械阻挡限位结构，所述最大行程和最小行程之间设有至少一个接近传感器，所述接近传感器与所述计时控制单元连接并用于触发计时，所述计时控制单元与所述步进电机连接并用于停止步进电机。

可选的，所述步进电机通过减速机与所述推杆机构传动连接。

可选的，所述可调馈源的两个分支结构之间呈90度夹角。

可选的，所述接近传感器仅有一个且位于所述推杆机构运动区间的中点处。

可选的，所述机械阻挡限位结构包括与所述推杆机构的运动杆同步运动的限位块以及与所述馈源支架相对静止的第一阻挡体和第二阻挡体，所述限位块位于所述第一阻挡体和第二阻挡体之间，所述限位块与所述第一阻挡体和第二阻挡体接触时分别对应所述推杆机构的最大行程和最小行程。

可选的，所述接近传感器为位于所述限位块内的限位开关，所述限位开关的传感头分别从所述限位块的两端伸出并分别与所述第一阻挡体和第二阻挡体相作用。

此外，本发明还提供一种天线换馈控制方法，该方法应用于如上任一项所述的天线换馈结构的计时控制单元中，包括以下步骤：

（1）对步进电机发送运行命令，控制步进电机向换馈方向运转；

（2）实时监测接近传感器的输出信号，当检测到输出信号时开始计时；

（3）根据预设的阈值进行计时，达到阈值前，维持对步进电机的控制信号不变，当达到阈值时，向步进电机发出停止命令。

可选的，所述计时控制单元还连接有警报单元，所述步骤（2）中计时控制单元还会实时监测步进电机的运转状态，若计时控制单元在收到接近传感器的输出信号之前检测到步进电机发生堵转，则计时控制单元对步进电机发出停止命令，同时控制所述警报单元发出警报。

可选的，所述接近传感器仅有一个且位于所述推杆机构运动区间的中点处，所述阈值为1～3秒。

从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：

1、本发明换馈结构能够通过步进电机实现推杆的电动运行，利用推杆的力矩使可调馈源进行空间位置转换，实现馈源装置的位置变换。

2、本发明借助于接近传感器预先为机械接触限位进行准备，能够防止直接机械碰撞或长时间力矩作用对限位结构造成的损害，从而能够实现换馈过程的精确、无损到位。

3、本发明换馈结构简单而实用，具有成本低、控制灵活、可靠性高、适用性强等优点。

总之，本发明能够以软件硬件结合的方式实现天线的精确、无损换馈，能够避免现有技术中由于限位装置机械强度较弱而带来的机械损坏和到位不准的问题，是对现有技术的一种重要改进。

附图说明