专利名称：一种地面移动接收驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于卫星信号接收系统领域，更具体地涉及一种地面移动接收驱动装置。
背景技术：
卫星通信是在地面微波中继通信和空间电子技术的基础上发展起来的，它是宇宙无线通信的主要形式之一，也是微波通信发展的一种特殊形式。与其他通信方式相比，卫星通信具有覆盖面广、通信容量大、距离远、不受地理条件限制、性能稳定可靠等优点，卫星本身还具有独特的广播特性，组网灵活，易于实现多址连接，可以作为陆地移动通信的扩展、延伸、补充和备用，因此，对航空用户，航海用户、缺乏地面通信基础设施的偏远地区用户，以及对网络实时性要求较高的专门用户都具有很大的吸引力，也正是因为这些优良的特性，使其在诞生之日起就得到了迅速的发展，并且理所当然地成为了当今通信领域中最为重要的一种通信方式。在这个信息化的时代，对于信息量的需求之大、速度之快、效率之高都直接推动着卫星通信技术以及无线电接收技术的迅猛发展，对于各种类型的无线电信号的监控、接收、编译以及管理就需要更高精度、更智能化的地面接收的跟踪驱动系统特别是其可机动性，即移动接收)，因此也引发了人们对于天线指向系统的更加深刻的研究。一般情况下地面移动接收跟踪驱动系统是以双自由度为基础的位置伺服控制驱动装置，也由于这种驱动装置需要长期在外处于比较恶劣的工作环境下工作，所以对于这种驱动装置的工作可持续性、位置控制精度、步进驱动机的功率、信息有效性要求也再不断提高，并且对于各种不同环境下有着不同的需求。伴随着机械仪器与设备的精密化以及高效性，使这种技术的提升势在必行，也使驱动装置的整体协调性得到一个完整的提升。
实用新型内容本实用新型的目的是为了提高驱动装置的工作可持续性、位置控制的精确度、降低干扰，提高信息的有效性而提出的一种可抗干扰的地面移动接收驱动系统与方法。实现本实用新型目的的技术解决方案为:地面移动接收驱动装置包括一个AT89S51单片机、一个AT89C51单片机、两个细分步进电机驱动器、两个四相步进电机、两个L298N芯片、两个74LS74触发器、一个8253计时/定时器芯片；所述8253计时/定时器分别向方位与仰俯通道的细分步进电机产生脉冲信号，AT89S51单片机的Pl 口用来控制方位与仰俯通道的细分步进电机驱动器，所述的细分步进电机驱动器通过接收到8253计时/定时器芯片发来的脉冲信号，然后配合主控单片机通过RS232串行口与服务器进行交互的指令驱动四相步进电机做出相应的动作，四相步进电机与L298N进行连接，将方位与仰俯通道的各自编码器输出到74LS74触发器进行电机正反转的判定，然后再将判别信号发给AT89C51单片机进行可逆加减计数校正与纠错装置位置，最后AT89C51单片机向AT89S51单片机通信，AT89S51单片机与服务器通过RS232进行连接。所述的8253计时/定时器分成三个定时器，其中定时器A通过主控单片机的时钟脉冲ALE的固定频率进行分频，然后通过定时器B和定时器C将分频后的脉冲分别发给管理方位与仰俯通道的驱动器，通过该脉冲信号可以控制整个电机的运作速度。地面移动接收驱动装置还包括行星减速机构和执行电机。一种可抗干扰的地面移动接收驱动系统，包括两个以上的地面移动接收驱动装置，地面移动接收装置的接收天线部分通过服务器相连。可抗干扰的地面移动接收驱动方法，抗干扰步骤如下；步骤一，初始化设置，将其中的一个天线设置为关键接收天线，该天线始终指向目标卫星，所有天线都接收同一频段的信号，并且开始工作时都指向目标卫星；步骤二，判断是否有干扰卫星，将接收天线接收到的数据发送到服务器，进行对比判断，数据有较大的差距时，则判定该情况下有其他的卫星装置干扰；步骤三，调整天线接收方向，将除了关键接收天线以外的其他天线接收到的数据的大小进行排序，将接收到的差距最大的天线即靠近干扰源的天线自动指向干扰卫星，不改变接收频段；步骤四，滤除干扰，将所有天线接收到的信号传输到服务器进行比对，然后将干扰部分滤除之后取平均值以减低干扰。多天线抗干扰需要多个装置进行同时运作，并且接收来自不同的频段的信号进行分析、去除噪声影响之后，最后综合而成的就是我们需要接收的真实数据。本实用新型所产生的有益效果:(I)通过具有方位角与俯仰角的双自由度运动控制，每个自由度都是由相互独立的驱动控制电路、执行电机和减速器组成，由于使用了行星减速机构，所以在降低体积和质量的同时也减小了电机的运作功率，从而易于携带并且适用于恶劣环境下的使用与操作。(2)通过多天线的不同卫星的信号接收以滤除主天线所接收到信号的无效信息，然后由步进电动机驱动电路采用L298N芯片，控制天线以达到精确控制。
图1是地面移动接收驱动装置主控电路原理框图。图2是两个静止卫星通信系统之间的干扰。图3是可抗干扰的地面移动接收驱动系统构架图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。可抗干扰的地面移动接收驱动系统，包括两个以上的地面移动接收驱动装置，地面移动接收装置的接收天线部分通过服务器相连。地面移动接收驱动装置主控电路原理图如图1所示，装置的主控电路采用了一片AT89S51单片机为控制核心，AT89S51自身包含有“看门狗”电路，所以当软件程序跑飞的时候可以对该装置进行及时复位，以恢复其正常工作状态。此外该装置还配有一片8253计时/定时器芯片，该芯片的主要作用是为了方位与仰俯通道的步进电机产生脉冲信号，保证该独立的双自由度可以正常运作，该定时器芯片一共分成三个定时器，其中定时器A通过主控单片机的时钟脉冲ALE的固定频率进行分频，然后通过定时器B和定时器C将分频后的脉冲分别发给管理方位与仰俯通道的驱动器，通过该脉冲信号可以控制整个电机的运作速度。AT89S51单片机的Pl 口用来控制方位与仰俯通道的细分步进电机驱动器，该驱动器通过接收到8253计时/定时器芯片定时器B与定时器C发来的脉冲信号，然后配合主控单片机通过RS232串行口与服务器进行交互的指令做出相应的动作。这里采用细分控制是为了能够提高步进电机运行的稳定性，这里采用四相步进电机与L298N进行连接，通过L298N芯片实现细分控制，来降低方位与仰俯通道转动时所改变的瞬间电流，以保证电机的工作安全以及旋转的精确度。这里采用一片AT89C51单片机来解决装置位置的校正与纠错，由于在电机运转过程中不免会有不同程度的震动，并且行星减速机构也存在“回差”的可能性，同时天线的实际位置直接影响装置的精确程度，因此通过将方位与仰俯通道的各自编码器输出到74LS74触发器进行电机正反转的判定，然后再将判别信号发给AT89C51单片机进行可逆加减计数，然后AT89C51单片机向AT89S51单片机通信，从而完成对于转动的精确补偿。可抗干扰的地面移动接收驱动系统多天线抗干扰部分设计:由图2我们可以知道当相邻的两个卫星装置同时存在时，就算频段不同，也会对相邻的地面接收产生一定程度的影响与干扰。虽然理论上地面接收天线的应当有一个较窄的波束瞄准自己相应的目标卫星，但是毕竟仪器的精度有限，考虑到这种干扰，本实用新型设计了如图3的可抗干扰的地面移动接收驱动系统。可抗干扰的地面移动接收驱动系统是将多个上文所述可抗干扰的地面移动接收驱动系统的地面接收天线部分通过一个服务器连接在一起，将6个(试验中与图片中为6个，可根据实际情况改变)地面接收天线分别放置在一定的区域内，并将其中一个天线设置为关键接收天线，该天线始终指向目标卫星。所有的天线的配置都相同(即接收同一频段的信号)，并且开始工作时都指向目标卫星，当6个地面接收天线接收到的数据一同汇总到服务器端的时候有较大的差距时，我们判定该情况下可能有其他的卫星系统干扰，此时将除了关键接收天线以外的其他天线根据干扰情况的大小，将靠近干扰源部分的天线自动指向干扰卫星(仍然不改变接收频段)，此时再将接收到的信号进行服务器的汇总，将6个天线所接收到的信号进行比对，然后将干扰部分滤除之后取平均值以最大限度地降低干扰所带来的影响。上述实施例不以任何方式限制本实用新型，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种地面移动接收驱动装置，其特征在于:包括一个AT89S51单片机、一个AT89C51单片机、两个细分步进电机驱动器、两个四相步进电机、两个L298N芯片、两个74LS74触发器、一个8253计时/定时器芯片；所述8253计时/定时器分别向方位与仰俯通道的细分步进电机产生脉冲信号，AT89S51单片机的Pl 口用来控制方位与仰俯通道的细分步进电机驱动器，所述的细分步进电机驱动器通过接收到8253计时/定时器芯片发来的脉冲信号，然后配合主控单片机通过RS232串行口与服务器进行交互的指令驱动四相步进电机做出相应的动作，四相步进电机与L298N进行连接，将方位与仰俯通道的各自编码器输出到74LS74触发器进行电机正反转的判定，然后再将判别信号发给AT89C51单片机进行可逆加减计数校正与纠错装置位置，最后AT89C51单片机向AT89S51单片机通信，AT89S51单片机与服务器通过RS232进行连接。
2.根据权利要求1所述的地面移动接收驱动装置，其特征在于:所述的8253计时/定时器分成三个定时器，其中定时器A通过主控单片机的时钟脉冲ALE的固定频率进行分频，然后通过定时器B和定时器C将分频后的脉冲分别发给管理方位与仰俯通道的驱动器，通过该脉冲信号可以控制整个电机的运作速度。
3.根据权利要求1所述的地面移动接收驱动装置，其特征在于:还包括行星减速机构和执行电机。
专利摘要本实用新型属于卫星信号接收系统领域，更具体地涉及一种地面移动接收驱动装置。包括一个AT89S51单片机、一个AT89C51单片机、两个细分步进电机驱动器、两个四相步进电机、两个L298N芯片、两个74LS74触发器、一个8253计时/定时器芯片。本实用新型通过具有方位角与俯仰角的双自由度运动控制，每个自由度都是由相互独立的驱动控制电路、执行电机和减速器组成，由于使用了行星减速机构，所以在降低体积和质量的同时也减小了电机的运作功率，从而易于携带并且适用于恶劣环境下的使用与操作；通过多天线的不同卫星的信号接收以滤除主天线所接收到信号的无效信息，然后由步进电动机驱动电路采用L298N芯片，控制天线以达到精确控制。
文档编号H04B1/10GK203026641SQ201220744218
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者李千目, 夏彬, 庞星 申请人:南京理工大学常熟研究院有限公司