[实用新型]用于低轨卫星的动中通相控阵天线

说明书

本实用新型公开了一种用于低轨卫星的动中通相控阵天线，包括天线主体、机械转向补偿机构和控制器，所述机械转向补偿机构包括天线安装平台、转向执行单元和底座；所述天线主体固定在天线安装平台上，所述天线安装平台通过转向执行单元连接到底座，所述转向执行单元带动天线安装平台和天线主体在底座上转动；所述天线安装平台上设置有方位传感单元和运动传感单元，所述天线主体、转向执行单元、方位传感单元和运动传感单元与控制器电连接。本实用新型通过机械转向执行机构，根据卫星移动方向在天线主体扫描前进行角度补偿；在天线主体扫描前进行姿态校正隔离载体的晃动；扩大相控阵指向扫描范围，跟踪速度快，满足船载和低轨使用需求。

技术领域

本实用新型涉及一种相控阵天线，尤其涉及一种用于低轨卫星的动中通相控阵天线。

背景技术

现有船载动动中通天线产品用于高轨静止卫星通信，一般采用三轴伺服转台和反射面天线组合的形式，三轴转动用于隔离船舶俯仰、横滚、航向运动，从而使反射面天线稳定指向静止卫星。

而低轨卫星通常是数百颗及以上通信卫星组成的通信卫星星座，从地面来看卫星，高轨静止卫星是静止不动的，而低轨卫星是快速运动的，当前船载动动中通天线跟踪的卫星离开天空视野后，需要重新指向另一颗在天空视野的卫星，由于伺服转台转速限制，指向新的卫星需要一定时间，通常需要秒至十米秒级的时间，这时通信将中断。

相控阵天线在调整指向时采用电控扫描的方式，在微秒至毫秒级就可以完成重新指向，可有效防止通信中断的发生。但相控阵天线指向扫描范围通常为法向±60°以内，由于作为载体的船舶晃动，将使相控阵指向范围进一步收缩。不适用于进行低轨卫星大范围的移动的跟踪。因此，现有技术有待改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于低轨卫星的动中通相控阵天线，采用机械转向执行机构，根据卫星移动方向进行角度补偿以及进行姿态校正隔离载体的晃动，扩大相控阵的指向扫描范围，使其满足船载和低轨使用需求。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于低轨卫星的动中通相控阵天线，包括天线主体、机械转向补偿机构和控制器，所述机械转向补偿机构包括天线安装平台、转向执行单元和底座，所述底座固定安装在运动载体上，所述天线主体固定在天线安装平台上，所述天线安装平台通过转向执行单元连接到底座，所述转向执行单元带动天线安装平台和天线主体在底座上转动；所述天线安装平台上设置有方位传感单元和运动传感单元，所述天线主体、转向执行单元、方位传感单元和运动传感单元与控制器电连接。

进一步地，所述天线主体发射和接收对卫星通信的电磁波，所述方位传感单元和运动传感单元获取天线主体的方位和姿态信息并发送到控制器；所述转向执行单元带动天线安装平台和天线主体相对于底座进行俯仰运动和滚转运动；所述控制器通过天线主体接收的电磁能量信息控制天线主体调整电扫描角度并控制转向执行单元调整天线主体的姿态和方位；所述天线主体的电扫描角度的调整范围为法向±60°。

进一步地，所述方位传感单元包括GNSS双天线测向模块和/或陀螺罗经，所述方位传感单元实时检测天线主体的方位；所述运动传感单元包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述运动传感单元实时检测天线主体的姿态。

进一步地，所述转向执行单元包括至少三个电动推杆，所述电动推杆的通过运动副连接到底座和天线安装平台，调节所述电动推杆的长度实现天线安装平台的姿态调整。

进一步地，所述转向执行单元包括外部运动框架和内部运动框架，所述外部运动框架与底座连接并由外框电机带动相对底座进行俯仰运动；所述内部运动框架设置在外部运动框架中随外部运动框架进行俯仰运动，所述外部运动框架上设置有内框电机，所述内框电机与外框电机在外部运动框架所在平面内垂直正交，所述内框电机带动内部运动框架进行转动构成垂直于俯仰运动的滚转运动，所述天线安装平台固定在内部运动框架中。