一种船载动中通卫星天线的制作方法

本实用新型属于动中通卫星天线技术领域，具体涉及一种船载动中通卫星天线。

背景技术：

对于生活在海上的渔民，茫茫的大海是文化生活的沙漠。一年中渔民们需要长时间的远海捕捞作业，让渔民在出海作业时也能及时了解到国家的时事新闻、行业与市场信息、气象与海浪预报等资讯，对满足渔民的精神文化需求与和谐渔区的建设具有非常重要的作用，也是我国民生工程建设至关重要的一环。

由于在海上只有卫星信号才能覆盖，而接收卫星信号必须要求天线能够自动精确跟踪卫星，目前市场的单收动中通看电视天线基本能满足这一需求。渔民可以通过该天线看电视，还可以接收气象卫星图像信号。这种天线只是单收天线，只能满足娱乐要求，无法满足不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息，可满足各种移动条件下的多媒体通信的需要，同时这种天线结构这种天线采用两轴稳定、三轴跟踪技术，在船舶航行到远海或遇到风浪比较大的情况下或船体摇晃剧烈，船体会面临横摇、纵摇以及船体的转向等复合运动，原有的通过方位转动、俯仰转动和极化调节的动中通看电视天线就会产生丢星现象，无法精确跟踪卫星，造成信号中断。

中国实用新型专利CN204947068U公开了一种三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线，该技术方案虽然能够满足船体面临横摇、纵摇以及船体的转向等复合运动时，实现动中通天线与船体相适应的复合运动，克服了现有动中通天线产生丢星现象，但其横摇传动部分(即横滚传动装置)结构复杂、制造成本高，导致整机结构复杂，在天线发生故障或需要升级时渔民无法独立解决，无法普遍推广。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的动中通卫星天线结构复杂，制造成本高以及无法普遍推广的问题，本实用新型提供了一种船载动中通卫星天线，具有结构简单、成本低廉、稳定性好且利于普遍推广使用的有益效果。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种船载动中通卫星天线，包括方位传动装置、横滚传动装置、俯仰传动装置、极化传动装置及天线面，方位传动装置上设有支架，横滚传动装置通过支架与方位传动装置连接，俯仰传动装置与横滚传动装置和天线面连接，极化传动装置与天线面连接，所述横滚传动装置包括设置在所述支架上的横滚臂组件、横滚大齿轮、横滚电机、横滚电机安装板、横滚前侧板以及横滚限位块；所述横滚臂组件包括横滚轴承座、横滚轴和U型横滚壁；

所述U型横滚壁采用铝合金方管通过模具冷弯一体成型；

所述横滚电机安装板和横滚前侧板分别固设在支架的上部相对侧；

所述横滚轴承座固设在所述横滚电机安装板和横滚前侧板上；

所述横滚轴通过轴承设置在所述横滚轴承座上；

所述横滚轴一端与所述U型横滚壁连接，另一端与所述横滚大齿轮连接；所述横滚大齿轮通过横滚垫高柱与所述U型横滚壁固定连接；

所述横滚电机固定连接在所述横滚电机安装板上，所述横滚电机的输出轴上设有与所述横滚大齿轮相啮合的横滚小齿轮，横滚小齿轮带动横滚大齿轮转动，进而带动所述U型横滚壁运动；

所述横滚限位块的两端分别与所述横滚电机安装板和横滚前侧板固定连接，所述横滚限位块位于所述U型横滚壁下方，以限制所述U型横滚壁的一端向下转动的角度。

进一步的，所述极化传动装置包括旋转关节、极化电机、滤波器、波导管以及波导；

所述旋转关节包括极化内轴和极化轴承座，极化轴承座通过轴承设置在所述极化内轴上；

所述极化内轴与所述天线面的背面固定连接；所述极化内轴上还固设有极化大齿轮；

所述极化电机通过极化安装板固定在所述极化轴承座上，所述极化电机的输出轴上设有与所述极化大齿轮相啮合的极化小齿轮，极化小齿轮带动所述极化轴承座绕极化大齿轮转动；

所述滤波器的两端分别设有高频头和固定双工器，所述固定双工器固设在所述极化轴承座上；所述波导管的一端与所述固定双工器连接，另一端设有上变频功放；

所述波导设置在所述天线面正面，所述波导上设有介质馈源。

进一步的，所述俯仰传动装置包括分别设置在所述U型横滚壁两端部的第一俯仰组件和第二俯仰组件；所述第一俯仰组件包括固设在所述U型横滚壁一端部的第一俯仰轴承座、第一俯仰轴、第一天线面连接板、俯仰大齿轮以及俯仰电机；

所述第一俯仰轴通过轴承设置在所述第一俯仰轴承座上；

所述第一天线面连接板和所述俯仰大齿轮均与所述第一俯仰轴固定连接；

所述俯仰电机通过俯仰电机安装板固设在所述U型横滚壁上，所述俯仰电机的输出轴上设有与所述俯仰大齿轮相啮合的俯仰小齿轮；

所述第二俯仰组件包括固设在所述U型横滚壁另一端部的第二俯仰轴承座、第二俯仰轴以及第二天线面连接板；

所述第二俯仰轴通过轴承设置在所述第二俯仰轴承座上；

所述第二天线面连接板与所述第二俯仰轴固定连接；

所述第二天线面连接板上设有惯导组件；

所述天线面与所述第一天线面连接板和第二天线面连接板固定连接。

进一步的，所述方位传动装置包括方位底盘、方位轴承座、方位旋转平台、滑环、方位电机以及用于安装横滚传动装置的支架；

所述方位底盘的顶面上固设有方位大齿轮；所述方位轴承座通过轴承设置在方位底盘上且位于所述方位大齿轮的圆心处；

所述方位旋转平台固设在所述方位轴承座上；

所述方位电机通过方位电机安装板固设在所述方位旋转平台上，所述方位电机的输出轴上设有与所述方位大齿轮啮合的方位小齿轮；方位小齿轮带动方位旋转平台和方位轴承座绕所述方位大齿轮转动；

所述滑环通过滑环安装板固设在所述方位旋转平台上。

进一步的，所述横滚臂组件还包括横滚加强板，所述横滚轴一端通过横滚加强板与所述U型横滚壁连接。

进一步的，所述横滚电机安装板、横滚前侧板、支架、方位旋转平台以及极化安装板均采用钣金件。

进一步的，所述U型横滚壁上还固设有俯仰限位柱，所述第一天线面连接板的外周壁上开有与俯仰限位柱配合的限位豁口。

进一步的，所述第二天线面连接板上固设有俯仰配重。

进一步的，所述方位旋转平台上还设有配重块，配重块位于所述支架的相对侧。

进一步的，所述支架上固设有支架加强板和控制盒，控制盒(1-12) 内设置有卫星调制解调器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型采用全新的三轴稳定四轴跟踪结构，即在传统的方位、俯仰和极化转动的基础上，增加横滚传动装置，使船体面临横摇、纵摇以及船体的转向等复合运动时，横滚传动装置实现动中通天线与船体相适应的复合运动，克服了现有动中通天线产生丢星现象，造成通信链路中断的问题，提高船载动中通天线在船体极端摆动下追踪卫星的稳定性。

(2)本实用新型的横滚传动装置中的U型横滚壁采用的铝合金方管，使用模具进行冷弯加工，成型后的U型横滚壁退后去应力，保证其稳定性的同时降低成本；横滚电机安装板、横滚前侧板、支架、方位旋转平台以及极化安装板均采用钣金件，能大幅度降低其制造成本。

(3)极化传动装置的旋转关节、上变频功放器BUC(Block Up-Converter，上变频功率放大器)安装于天线面背侧，可省去俯仰和横滚的旋转关节，卫星MODEM(卫星调制解调器)内置于控制盒，可省去方位的旋转关节，使得天线在三个轴上转动时，不影响Ku频段电磁波的传送，其天线增益较高，旁瓣特性较好，可跟踪制导系统控制天线的方位和俯仰指向。

(4)本实用新型的传动装置均采用齿轮啮合形式传动，稳定性好且精度高。

(5)本实用新型结构简单、成本低廉、稳定性好且利于普遍推广使用，经济价值高。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型横滚传动装置结构示意图；

图3是本实用新型方位传动装置结构示意图；

图4是本实用新型俯仰传动装置结构示意图；

图5是本实用新型极化传动装置结构示意图一；

图6是本实用新型极化传动装置结构示意图二；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1-图2所示，为解决现有动中通天线产生丢星现象，但其结构复杂、制造成本高，在天线发生故障或需要升级时渔民无法独立解决，无法普遍推广的技术问题，

如图1-图6所示，为解决现有动中通天线产生丢星现象，但其结构复杂、制造成本高，在天线发生故障或需要升级时渔民无法独立解决，无法普遍推广的技术问题，本实施例提供一种船载动中通卫星天线，包括方位传动装置、横滚传动装置、俯仰传动装置、极化传动装置及天线面3-1，方位传动装置上设有支架，横滚传动装置通过支架与方位传动装置连接，俯仰传动装置与横滚传动装置和天线面3-1连接，极化传动装置与天线面3-1 连接，方位传动装置包括方位底盘1-1、方位轴承座1-2、方位旋转平台1-3、滑环1-7、方位电机1-10以及用于安装横滚传动装置的支架；支架由第一支架板1-9和第二支架板1-13组成。

方位底盘1-1的顶面上固设有方位大齿轮1-5；方位轴承座1-2通过轴承设置在方位底盘1-1上且位于方位大齿轮1-5的圆心处；方位旋转平台 1-3固设在方位轴承座1-2上；方位电机1-10通过方位电机安装板固设在方位旋转平台1-3上，方位电机1-10的输出轴上设有与方位大齿轮1-5啮合的方位小齿轮；方位电机1-10驱动方位小齿轮，带动方位旋转平台1-3 和方位轴承座1-2绕方位大齿轮1-5转动，实现方位传动装置的工作过程。滑环1-7通过滑环安装板1-6固设在方位旋转平台1-3上。支架上固设有支架加强板1-8和控制盒1-12。控制盒用于安装天线的伺服控制装置，控制盒(1-12)内设置有卫星调制解调器。方位旋转平台1-3上还设有配重块1-4，配重块1-4位于支架的相对侧，保持整机平衡。本实施例的方位传动装置通过轴承、轴承座以及齿轮啮合实现转动，工作过程中稳定性好，减少摩擦和电机的负载。第一支架板1-9、第二支架板1-13以及方位旋转平台1-3均采用钣金件。

横滚传动装置包括设置在支架上的横滚臂组件、横滚大齿轮2-1以及横滚电机2-11，还包括横滚电机安装板2-3、横滚前侧板2-7以及横滚限位块2-9；横滚臂组件包括横滚轴承座2-4、横滚轴2-2和U型横滚壁2-6；U型横滚壁2-6采用铝合金方管通过模具冷弯一体成型。横滚电机安装板 2-3和横滚前侧板2-7均采用钣金件。U型横滚壁2-6采用的铝合金方管，使用模具进行冷弯加工一体成型，成型后的U型横滚壁退后去应力，保证其稳定性，一体成型的结构与现有拼接组合安装相比能减少原材料的使用，大幅度降低成本；横滚前侧板2-7和横滚横滚电机安装板2-3采用钣金件，能大幅度降低其制造成本。

横滚电机安装板2-3和横滚前侧板2-7分别固设在支架的上部相对侧。支架由第一支架板1-9和第二支架板1-13组成，横滚电机安装板2-3和横滚前侧板2-7均与第一支架板1-9和第二支架板1-13固定连接。横滚轴承座2-4固设在横滚电机安装板2-3和横滚前侧板2-7上；横滚轴2-2通过轴承设置在横滚轴承座2-4上；横滚轴2-2一端与U型横滚壁2-6连接，另一端与横滚大齿轮2-1连接；横滚大齿轮2-1通过横滚垫高柱2-8与U 型横滚壁2-1固定连接；横滚电机2-11固定连接在横滚电机安装板2-3上，横滚电机2-11的输出轴上设有与横滚大齿轮2-1相啮合的横滚小齿轮 2-10。在工作时，横滚电机2-11驱动横滚小齿轮2-10运动，带动横滚大齿轮2-1转动，进而带动横滚轴2-2以及U型横滚壁2-6运动，完成横滚臂2-6方向的调整。

横滚限位块2-9的两端分别与横滚电机安装板2-3和横滚前侧板2-7 固定连接，横滚限位块2-9位于U型横滚壁2-6下方，以限制U型横滚壁 2-6的一端向下转动的角度。当U型横滚壁2-6一端向上运动，另一端向下运动时，另一端运动至横滚限位块2-9的位置时，横滚限位块2-9对U型横滚壁2-6阻挡限位。

横滚臂组件还包括横滚加强板2-5，横滚轴2-2一端通过横滚加强板 2-5与U型横滚壁2-6连接。横滚加强板2-5增加了横滚轴2-2和U型横滚壁2-6直接连接的稳固性，提高了U型横滚壁2-6运动时的稳定新和精度。

俯仰传动装置包括分别设置在U型横滚壁2-6两端部的第一俯仰组件和第二俯仰组件；第一俯仰组件包括固设在U型横滚壁2-6一端部的第一俯仰轴承座3-11、第一俯仰轴3-12、第一天线面连接板3-13、俯仰大齿轮 3-9以及俯仰电机3-6；

第一俯仰轴3-12通过轴承设置在第一俯仰轴承座3-11上；第一天线面连接板3-13和俯仰大齿轮3-9均与第一俯仰轴3-12固定连接；俯仰电机3-6通过俯仰电机安装板3-7固设在U型横滚壁2-6上，俯仰电机3-6 的输出轴上设有与俯仰大齿轮3-9相啮合的俯仰小齿轮3-8；第二俯仰组件包括固设在U型横滚壁2-6另一端部的第二俯仰轴承座3-14、第二俯仰轴 3-3以及第二天线面连接板3-2；第二俯仰轴3-3通过轴承设置在第二俯仰轴承座3-14上；第二天线面连接板3-2与第二俯仰轴3-3固定连接；第二天线面连接板3-2上设有惯导组件3-4。第二天线面连接板3-2上固设有俯仰配重3-5。U型横滚壁2-6上还固设有俯仰限位柱3-10，第一天线面连接板3-13的外周壁上开有与俯仰限位柱3-10配合的限位豁口3-15。天线面 3-1与第一天线面连接板3-13和第二天线面连接板3-2固定连接。

俯仰传动装置工作时，俯仰电机3-6驱动俯仰小齿轮3-8，带动俯仰大齿轮3-9运动，进而带动第一俯仰轴3-12转动，同时第一俯仰轴3-12带动第一天线面连接板3-13运动，然后带动第二天线面连接板3-2和第二俯仰轴3-3运动，实现天线面3-1的俯仰运动。当第一天线面连接板3-13运动过程中使其上的限位豁口3-15运动至俯仰限位柱3-10处，俯仰限位柱 3-10进入限位豁口3-15，从对天线面3-1的运动角度进行限位。俯仰配重 3-5能够保证天线面3-1在运动过程中的稳定平衡。本实施例的俯仰传动装置结构简单，便于维护。

极化传动装置包括旋转关节4-3、极化电机4-2、滤波器4-5、波导管 4-7以及波导4-13；

旋转关节4-3包括极化内轴4-12和极化轴承座，极化轴承座通过轴承设置在所述极化内轴4-12上；极化内轴4-12与天线面3-1的背面固定连接；极化内轴4-12上还固设有极化大齿轮4-11；极化电机4-2通过极化安装板4-1固定在极化轴承座上，极化电机(4-2)的输出轴上设有与极化大齿轮4-11相啮合的极化小齿轮4-10，极化小齿轮4-10带动极化轴承座绕极化大齿轮4-11转动。极化轴承座上开有扼流槽，用于过微波信号。

滤波器4-5的两端分别设有高频头4-6和固定双工器4-4，固定双工器 4-4固设在极化轴承座上；波导管4-7的一端与固定双工器4-4连接，另一端设有上变频功放4-8，组成发射和接收系统。波导4-13设置在天线面3-1 正面，波导4-13上设有介质馈源4-14。高频头4-6即LNB(Low Noise Block，低噪声下变频器)，即BUC(Block Up-Converter，上变频功率放大器)。功放BUC安装板4-9，用于紧固上变频功放4-8。极化安装板4-1采用钣金件。

极化传动装置的旋转关节、BUC安装于天线面背侧，可省去俯仰和横滚的旋转关节，卫星MODEM内置于天线控制盒，可省去方位的旋转关节，使得天线在三个轴上转动时，不影响Ku频段电磁波的传送，其天线增益较高，旁瓣特性较好，可跟踪制导系统控制天线的方位和俯仰指向。

极化传动装置的工作过程为：极化电机4-2驱动极化小齿轮4-10带动极化轴承座以极化内轴4-12为圆心绕极化大齿轮4-11转动，也即带动旋转关节4-3运动，从而带动发射和接收系统运动。

本实用新型的工作原理和工作过程为：载体在移动过程中，由于其姿态和地理位置发生变化，会引起原对准卫星天线偏离卫星，使通信中断，因此必须对载体的这些变化进行隔离，使天线不受影响并始终对准卫星。动中通卫星天线自动跟踪系统是在初始静态情况下，由GPS、惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角，然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线俯仰角、横滚角和极化角，在保持俯仰角、横滚角和极化角对水平面不变的前提下转动方位，并以获取信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中，测量出载体姿态的变化，通过数学平台的运算，变换为天线的误差角，通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角，保证载体在变化过程中天线对星在规定范围内，使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。本实用新型中，方位传动装置的工作时，方位电机1-10驱动方位小齿轮，带动方位旋转平台1-3和方位轴承座1-2绕方位大齿轮1-5转动。横滚传动装置工作时，横滚电机2-11驱动横滚小齿轮2-10运动，带动横滚大齿轮2-1转动，进而带动横滚轴2-2以及U型横滚壁2-6运动，完成横滚臂 2-6方向的调整；当U型横滚壁2-6一端向上运动，另一端向下运动时，另一端运动至横滚限位块2-9的位置时，横滚限位块2-9对U型横滚壁2-6 阻挡限位。俯仰传动装置工作时，俯仰电机3-6驱动俯仰小齿轮3-8，带动俯仰大齿轮3-9运动，进而带动第一俯仰轴3-12转动，同时第一俯仰轴3-12 带动第一天线面连接板3-13运动，然后带动第二天线面连接板3-2和第二俯仰轴3-3运动，实现天线面3-1的俯仰运动。极化传动装置的工作过程时，极化电机4-2驱动极化小齿轮4-10带动极化轴承座以极化内轴4-12 为圆心绕极化大齿轮4-11转动，进而带动旋转关节4-3运动，从而带动相连接的发射和接收系统运动，完成极化角度的调节。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。