[发明专利]一种基于并联差速驱动机构的卫通天线及其伺服控制方法

说明书

本发明公开了一种基于并联差速驱动机构的卫通天线及其伺服控制方法，属于天线技术领域。天线座架为两自由度并联差速机构，反射器采用微带平面阵列天线，给出了建立并联差速机构输入端两个独立自由度与输出端两个独立正交自由度的数学模型方法，给出了天线方位角和俯仰角关于天线座架输出端两个自由度的对应关系，建立了天线方位角和俯仰角的数学模型解，并且，以该两自由度的并联差速传动座架和天线模型为基础，建立了天线伺服控制中指向理论位置的数学模型解，给出了天线的伺服控制方法。本发明并联差速驱动机构剖面尺寸低，结构系统刚度大，伺服系统动态性能好，指向精度高。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体来说，涉及一种基于并联差速驱动机构的卫通天线及其伺服控制方法。

背景技术

卫通天线是一种对低轨卫星或者高轨地球同步卫星进行通信的地面设备，在国防军事和社会生活中的应用越来越广泛。同时，随着各项技术的发展进步，对卫通天线的性能指标要求也在快速提高。

目前，传统的卫通天线多采用串联驱动形式。传统的方位-俯仰A-E型、X-Y型、A-C-E型等各种天线，均为串联驱动形式，具有一定的不足之处：

1.驱动结构为串联形式，驱动轴位于不同高度平面内，由此造成天线座架座架的高度较大，天线的整体剖面尺寸较大；

2.与并联驱动形式相比，串联驱动结构的刚度较差。天线的整体刚度直接影响着天线的谐振频率，天线刚度较差时，结构的一阶谐振频率则较低，从而导致伺服系统的伺服带宽较小，天线的动态跟踪性能较差。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种基于并联差速驱动机构的卫通天线及其伺服控制方法。其以两自由度的并联差速传动座架和天线模型为基础，给出了天线的伺服控制方法，具有天线剖面尺寸低，驱动链刚度大精度高，伺服控制精准可靠的优点。

本发明的技术方案是这样实现的，

一种基于并联差速驱动机构的卫通天线，包括天线反射体，还包括两自由度并联差速的驱动机构；

所述驱动结构主要由支架、左侧输出机构、右侧输出机构和中央锥齿轮组成；

所述左侧输出机构和右侧输出机构均包括基座、输出锥齿轮、输出轴和驱动电机；所述输出锥齿轮固定于输出轴的末端，且输出锥齿轮的中轴线和输出轴的中轴线重合；

所述支架为T型结构，所述输出锥齿轮均套装在支架的其中一副枝节的内端并与支架轴承连接；支架副枝节的上套装有所述基座，且支架副枝节的外端与基座轴承连接；所述基座和输出轴均为筒状结构，所述输出轴套装在支架上，并沿支架的副枝节向外延伸至基座内部，基座和输出轴轴承连接；所述输出轴的另一端固设有驱动齿轮，所述驱动齿轮位于基座内部，驱动电机带动驱动齿轮转动；

所述支架主枝节上还套装有支柱和所述中央锥齿轮，且中央锥齿轮位于支架主枝节的内端；所述中央锥齿轮和支柱为一体式结构，两者均与支架主枝节轴承连接；输出锥齿轮均与中央锥齿轮啮合；

所述支柱的末端设有作为支撑的三脚架；所述天线反射体固定于并联差速驱动机构的基座上；天线反射体包含微带阵列天线、波导、低噪放大器、接收机和伺服控制板；其中，微带阵列天线实现电磁信号的接收和发射，接收的电磁信号通过波导传输至低噪放大器，经过调制处理，进而通过电缆传输至接收机和伺服控制板，实现信号锁定、收发和伺服控制。

进一步的，所述支架包括两个副枝节和一个主枝节；两个副枝节在同一直线上，且两个副枝节均垂直于主枝节；两个输出锥齿轮的中轴线与副枝节的中轴线重合。

进一步的，与支柱轴承连接的支架主枝节末端设有高频滑环，用于防止线缆缠绕。

一种基于并联差速驱动机构的卫通天线的伺服控制方法，应用于上述的一种基于并联差速驱动机构的卫通天线；其特征在于，具体过程如下：