[发明专利]一种用于船载低轨卫星VSAT天线的异型座架

说明书

本发明涉及一种用于船载低轨卫星VSAT天线的新型座架，本座架为改进后的A‑C‑E异型座架，将方位轴缩短演变为横滚梁滑轨；横滚梁上仰与方位转盘平面成60‑80°角。本座架包括方位轴、横滚轴和俯仰轴：天线主反射面沿俯仰轴做俯仰转动，俯仰轴一侧设俯仰电机组合，远离俯仰电机组合的另一侧设航姿电机及航向姿态参考单元；俯仰转轴两端连接横滚梁，横滚梁由横滚电机驱动带动俯仰轴及天线反射面围绕横滚轴沿滑轨做横滚运动；横滚梁滑轨下方固连于方位转盘；方位转盘中部设有射频旋转关节及信号滑环，方位转盘由方位电机驱动带动整个天线绕方位轴做方位转动。本发明的优点是：天线电轴俯仰运动范围接近180°，结构重量轻，功耗低。

技术领域

本发明属于卫星移动跟踪通信技术领域，具体涉及一种用于船载低轨卫星VSAT天线的异型座架。

背景技术

未来的卫星通信主要力量就在于低轨道通信，远离陆地的舰船都必须装备低轨道卫星通信终端。国内外低轨道卫星正在加紧布局，地面终端跟踪低轨卫星面对无信标、过境快、频繁切换等主要挑战，需要终端快速捕获、跟踪及卫星过顶环境等关键技术研究。

对于低轨通信卫星，不可避免地要有低角度卫星捕获跟踪及卫星相对船载天线过顶运动的现象。

对于A-E双轴结构的转台，存在A轴和E轴跟踪运动时相互耦合的影响，过顶跟踪时，方位角速度趋向无穷大，实际使用存在顶部跟踪盲区。

解决过顶跟踪的方法，传统为四种，使用X-Y转台、A-E座架加第三轴A-E-C座架或A-C-E座架、程序过顶、天线立柱方位轴倾斜。四种方案基本是针对地面静止安装使用的天线提出，地面站天线中能够过顶跟踪的X-Y型转台，有着俯仰低角度跟踪盲区，没有低仰角盲区的A-E座架有过顶跟踪盲区，都不能简单地照搬到舰船上使用。

现在使用的船载站天线也不能直接用于低轨道卫星通信使用，或者需要附加使用条件。现有适用于船载的A-C-E天线转台，俯仰范围最大在-11°到+120°，不能适应跟踪低轨卫星近似于180°的需要，也不适应卫星过顶时的跟踪需要。

上述几种天线座架转台不能简单地整合，必须在结构上具备达到运动范围和运动速度的需求，又有一套适用的控制系统，能够满足使用环境的需要。

技术难点包括：由结构形式、驱动系统、伺服控制共同组成的座架响应带宽及运动范围，都要达到低轨卫星无信标、过境快、频繁切换等主要挑战的需求。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种用于船载低轨卫星VSAT天线的结构简单、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高的异型座架。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明涉及一种用于船载低轨卫星VSAT天线的异型座架，本异型座架为改进后的A-C-E座架，将方位立柱缩短并演变为横滚梁滑轨；横滚梁平面上仰与方位转盘平面成60-80°角。本座架包括天线主反射面及其背面围绕转动的俯仰转轴，天线主反射面沿俯仰轴做俯仰转动，俯仰轴一侧设有俯仰电机组合及电机驱动器，远离俯仰电机组合及电机驱动器的另一侧设有航姿步进电机及航向姿态参考单元(AHRS)；俯仰转轴两端连接横滚梁，横滚梁由横滚电机驱动带动俯仰轴及天线反射面沿滑轨做横滚运动；横滚梁滑轨下方固连于方位转盘；方位转盘中部设有旋转关节，方位转盘由方位电机驱动带动整个天线绕方位轴做方位转动。本发明的优点是结构简单、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高的异型座架。能使在运动载体(舰船)上安装的天线系统不仅有传统的“动中通”天线的特点，而且其主反射面电轴能沿俯仰轴在180°(略小于)范围内高速转动。本座架特别适用于用于天线跟踪低空轨道的空中飞行物体，例如低轨道通信卫星。

进一步的，所述异型座架为改进后的A-C-E座架，将方位立柱缩短并演变为横滚梁滑轨，固连在方位转盘上。

进一步的，所述横滚梁为圆弧型滑轨结构。