专利名称：船载卫星天线控制系统的主控子系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于通讯技术领域，涉及可安装在船舶上使用的卫星天线控制系统， 尤其是涉及一种船载卫星天线控制系统的主控子系统。
背景技术：
卫星天线接收微弱的卫星信号并将卫星信号反射至碟型天线中的低噪声降频放 大器。低噪声降频放大器将此集中的信号放大至数十万倍后，再利用振荡电路将高频卫星 信号转换至中频。此中频信号为一个调变信号，再经机顶盒解调复原成影音信号后，即可输 入电视使用。为了提高卫星天线的工作性能，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的 解决方案。例如，中国专利文献公开了一种车载用卫星天线接收控制装置[申请号 CN200520098486. 3]，它包括天线锅、连杆、支撑杆、高频头、第一减速器、俯仰电机、固定板、 回转盘、固定盘、方位旋转轴、第二减速器、方位旋转电机、支撑板、俯仰轴、控制系统，其特 征在于第一减速器、第二减速器分别包括壳体、蜗杆、测速齿轮、光槽传感器、第二轴承、蜗 轮、滑动轴承、第三轴承、第四轴承、输出轴，蜗杆上设有测速齿轮，测速齿轮处设有光槽传 感器；光槽传感器由导线与控制系统相连。上述方案在一定程度上提高了卫星天线的工作性能，但并不适用于船舶、车辆等 可移动的环境。另一方面，由于移动载体的卫星天线必须通过电机实时调整天线仰角和方 位角，系统耗电量相对较大，上述方案的供电系统并不能满足功率要求。
发明内容本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，特别适用于移 动载体的船载卫星天线控制系统的主控子系统。为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案本船载卫星天线控制系统的 主控子系统，设置在天线和室内子系统之间，其特征在于，本主控子系统包括能与室内子系 统相联接的主控制器，在主控制器上联接有天线姿态管理模块和信号管理模块，本主控子 系统还包括为各组成部分提供电源的主控电源管理模块。由于设置了独立的主控电源管理模块，能够有效地为整个主控子系统提供稳定可 靠的电源。由于设置了天线姿态管理模块，能够及时地对天线姿态作出调整，从而适合于移 动载体。主控制器是整个卫星天线控制系统的核心，主控制器通过同轴电缆与室内子系统 信息处理器进行USART通信，并与天线姿态管理模块进行通信，协调整个控制系统稳定有 序地工作，实现快速及时的角度调整和连续流畅的信号传输。在上述的船载卫星天线控制系统的主控子系统中，所述的信号管理模块包括LNB 电压选择模块、卫星信号解调器、AGC调理电路和高频头，所述的LNB电压选择模块联接在 主控制器和卫星信号解调器之间并能根据主控制器的控制向卫星信号解调器提供电源且 卫星信号解调器能根据主控制器的控制设置频率参数并接收特定频率段的信号强度，所述
4的高频头联接在卫星信号解调器和天线之间并由卫星信号解调器供电，所述的AGC调理电路联接在主控制器和卫星信号解调器之间并将作为天线姿态调整判断依据的电压信号输 入主控制器。LNB电压选择模块接受主控制器的控制，输出18V或者13V电压给卫星信号解调 器。卫星信号调制解调器通过同轴电缆又将电压传输给高频头，给高频头供电。其中主控制 器的控制信息由室内子系统的信息处理器传递得到的。卫星信号解调器由主控制器设置， 主控制器通过设置调制解调器的频率选择参数，接收特定频率段的信号强度，并通过AGC 电平反映当前的信号强度。AGC信号经过信号调理，变成平均值和峰值一定的电压信号直接 输入主控制器，作为主控制器调整天线接收锅姿态的判断依据。在上述的船载卫星天线控制系统的主控子系统中，所述的天线姿态管理模块包括 联接在主控制器和天线之间的能对天线仰角进行调整的仰角调整模块和能对天线方位角 进行调整的方位角调整模块，在天线上还设有能实时检测天线的仰角变化和方位角变化并 将仰角变化信号和方位角变化信号分别传递给仰角调整模块和方位角调整模块的校正检 测器，所述的仰角调整模块能根据仰角变化信号对天线的仰角进行实时校正，所述的方位 角调整模块能根据方位角变化信号对天线的方位角进行实时校正。由于本实用新型设置了校正检测器，能够及时掌握天线因颠簸、风力、晃动等外界 环境原因造成的角度变化，从而及时对其作出调整，使天线旋转一定角度，补偿由外界环境 引起的天线角度变化，从而使天线姿态摆脱外界环境的干扰，只接受主控制器的角度调整 命令。在上述的船载卫星天线控制系统的主控子系统中，所述的仰角调整模块包括依次 串联的仰角控制器、仰角驱动电路和仰角调整电机，所述的仰角控制器联接在主控制器上 且能接收主控制器的仰角调整信号，所述的仰角调整电机联接在天线上；所述的方位角调 整模块包括依次串联的方位角控制器、方位角驱动电路和方位角调整电机，所述的方位角 控制器联接在主控制器上且能接收主控制器的方位角调整信号，所述的方位角调整电机联 接在天线上。在上述的船载卫星天线控制系统的主控子系统中，所述的校正检测器固定在天线 上，所述的仰角控制器和方位角控制器分别联接在校正检测器上。校正检测器根据天线的 移动及时检测到变化，并将仰角变化信号和方位角变化信号分别传递至仰角控制器和方位 角控制器，从而实现闭环反馈调整。在上述的船载卫星天线控制系统的主控子系统中，所述的仰角控制器和天线之间 还联接有用于限制天线仰角旋转幅度的行程控制开关。行程控制开关起到限制天线仰角旋 转幅度的作用，使天线的仰角在0° -90°变化。在上述的船载卫星天线控制系统的主控子系统中，所述的主控制器通过USART通 讯电路与主控板接口相联接，所述的卫星信号解调器联接在主控板接口上。在上述的船载卫星天线控制系统的主控子系统中，所述的主控电源管理模块联接 在主控板接口上。在上述的船载卫星天线控制系统的主控子系统中，所述的校正检测器为陀螺仪； 所述的仰角调整电机和方位角调整电机均为步进电机。与现有的技术相比，本船载卫星天线控制系统的主控子系统的优点在于1、设置了独立的主控电源管理模块，能够有效地为整个主控子系统提供稳定可靠的电源。2、设置 了天线姿态管理模块，能够实时调整天线因外界环境引起的角度变化，从而使天线姿态摆 脱外界环境的干扰，有效保证船舶上卫星天线的指向稳定和跟踪性能。
图1是本实用新型提供的结构框图。图中，天线1、室内子系统2、主控制器3、天线姿态管理模块4、仰角调整模块41、 仰角控制器41a、仰角驱动电路41b、仰角调整电机41c、方位角调整模块42、方位角控制器 42a、方位角驱动电路42b、方位角调整电机42c、校正检测器43、行程控制开关44、信号管理 模块5、LNB电压选择模块51、卫星信号解调器52、AGC调理电路53、高频头54、主控电源管 理模块6、USART通讯电路7、主控板接口 8。
具体实施方式如图1所示，本船载卫星天线控制系统的主控子系统设置在天线1和室内子系统2 之间，包括能与室内子系统2相联接的主控制器3，在主控制器3上联接有天线姿态管理模 块4和信号管理模块5，本主控子系统还包括为各组成部分提供电源的主控电源管理模块 6。主控制器3通过USART通讯电路7与主控板接口 8相联接。主控电源管理模块6联接 在主控板接口 8上。主控电源管理模块6以室内子系统2传来的18V直流电压作为输入， 同时输出18V、13V、5V、3. 3V和2. 5V直流电压。信号管理模块5包括LNB电压选择模块51、卫星信号解调器52、AGC调理电路53 和高频头54。LNB电压选择模块51联接在主控制器3和卫星信号解调器52之间并能根据 主控制器3的控制向卫星信号解调器52提供电源且卫星信号解调器52能根据主控制器3 的控制设置频率参数并接收特定频率段的信号强度。卫星信号解调器52联接在主控板接 口 8上。高频头54联接在卫星信号解调器52和天线1之间并由卫星信号解调器52供电。 AGC调理电路53联接在主控制器3和卫星信号解调器52之间并将作为天线姿态调整判断 依据的电压信号输入主控制器3。天线姿态管理模块4包括联接在主控制器3和天线1之间的能对天线1仰角进行 调整的仰角调整模块41和能对天线1方位角进行调整的方位角调整模块42。在天线1上 还设有能实时检测天线1的仰角变化和方位角变化并将仰角变化信号和方位角变化信号 分别传递给仰角调整模块41和方位角调整模块42的校正检测器43。仰角调整模块41能 根据仰角变化信号对天线1的仰角进行实时校正，所述的方位角调整模块42能根据方位角 变化信号对天线1的方位角进行实时校正。仰角调整模块41包括依次串联的仰角控制器41a、仰角驱动电路41b和仰角调整 电机41c。仰角控制器41a联接在主控制器3上且能接收主控制器3的仰角调整信号，仰 角调整电机41c联接在天线1上。方位角调整模块42包括依次串联的方位角控制器42a、 方位角驱动电路42b和方位角调整电机42c，方位角控制器42a联接在主控制器3上且能 接收主控制器3的方位角调整信号，方位角调整电机42c联接在天线1上。仰角调整电机 41c和方位角调整电机42c均为步进电机。校正检测器43固定在天线1上，仰角控制器41a和方位角控制器42a分别联接在校正检测器43上。这里的校正检测器43为陀螺仪。仰角控制器41a和天线1之间还联接 有用于限制天线1仰角旋转幅度的行程控制开关44。本实施例中的主控制器3采用PIC18F2520芯片，仰角控制器41a和方位角控制器 42a采用PIC16F876A芯片，仰角驱动电路41b和方位角驱动电路42b采用SLA7062M芯片， LNB电压选择模块51采用A8282SLB芯片，卫星信号解调器52采用SHARP BS2F7HZ7395模 块。其中LNB电压选择模块51、仰角驱动电路41b、方位角驱动电路42b直接使用18V电压， 卫星信号解调器52使用13V(或18V)、3. 3V、2. 5V电压，其他部分使用5V电压。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所 属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似 的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了天线1、室内子系统2、主控制器3、天线姿态管理模块4、仰 角调整模块41、仰角控制器41a、仰角驱动电路41b、仰角调整电机41c、方位角调整模块42、 方位角控制器42a、方位角驱动电路42b、方位角调整电机42c、校正检测器43、行程控制开 关44、信号管理模块5、LNB电压选择模块51、卫星信号解调器52、AGC调理电路53、高频头 54、主控电源管理模块6、USART通讯电路7、主控板接口 8等术语，但并不排除使用其它术 语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解 释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求一种船载卫星天线控制系统的主控子系统，设置在天线(1)和室内子系统(2)之间，其特征在于，本主控子系统包括能与室内子系统(2)相联接的主控制器(3)，在主控制器(3)上联接有天线姿态管理模块(4)和信号管理模块(5)，本主控子系统还包括为各组成部分提供电源的主控电源管理模块(6)。
2.根据权利要求1所述的船载卫星天线控制系统的主控子系统，其特征在于，所述的 信号管理模块(5)包括LNB电压选择模块(51)、卫星信号解调器(52)、AGC调理电路(53) 和高频头(54)，所述的LNB电压选择模块(51)联接在主控制器(3)和卫星信号解调器(52) 之间并能根据主控制器(3)的控制向卫星信号解调器(52)提供电源且卫星信号解调器 (52)能根据主控制器(3)的控制设置频率参数并接收特定频率段的信号强度，所述的高频 头(54)联接在卫星信号解调器(52)和天线(1)之间并由卫星信号解调器(52)供电，所述 的AGC调理电路(53)联接在主控制器(3)和卫星信号解调器(52)之间并将作为天线姿态 调整判断依据的电压信号输入主控制器(3)。
3.根据权利要求1或2所述的船载卫星天线控制系统的主控子系统，其特征在于，所述 的天线姿态管理模块(4)包括联接在主控制器(3)和天线(1)之间的能对天线(1)仰角进 行调整的仰角调整模块(41)和能对天线(1)方位角进行调整的方位角调整模块(42)，在天 线(1)上还设有能实时检测天线(1)的仰角变化和方位角变化并将仰角变化信号和方位角 变化信号分别传递给仰角调整模块(41)和方位角调整模块(42)的校正检测器(43)，所述 的仰角调整模块(41)能根据仰角变化信号对天线(1)的仰角进行实时校正，所述的方位角 调整模块(42)能根据方位角变化信号对天线(1)的方位角进行实时校正。
4.根据权利要求3所述的船载卫星天线控制系统的主控子系统，其特征在于，所述的 仰角调整模块(41)包括依次串联的仰角控制器(41a)、仰角驱动电路(41b)和仰角调整电 机(41c)，所述的仰角控制器(41a)联接在主控制器(3)上且能接收主控制器(3)的仰角调 整信号，所述的仰角调整电机(41c)联接在天线(1)上；所述的方位角调整模块(42)包括 依次串联的方位角控制器(42a)、方位角驱动电路(42b)和方位角调整电机(42c)，所述的 方位角控制器(42a)联接在主控制器(3)上且能接收主控制器(3)的方位角调整信号，所 述的方位角调整电机(42c)联接在天线(1)上。
5.根据权利要求4所述的船载卫星天线控制系统的主控子系统，其特征在于，所述的 校正检测器(43)固定在天线(1)上，所述的仰角控制器(41a)和方位角控制器(42a)分别 联接在校正检测器(43)上。
6.根据权利要求4所述的船载卫星天线控制系统的主控子系统，其特征在于，所述的 仰角控制器(41a)和天线(1)之间还联接有用于限制天线(1)仰角旋转幅度的行程控制开 关(44)。
7.根据权利要求2所述的船载卫星天线控制系统的主控子系统，其特征在于，所述的 主控制器(3)通过USART通讯电路(7)与主控板接口(8)相联接，所述的卫星信号解调器 (52)联接在主控板接口(8)上。
8 根据权利要求7所述的船载卫星天线控制系统的主控子系统，其特征在于，所述的 主控电源管理模块(6)联接在主控板接口(8)上。
9.根据权利要求5所述的船载卫星天线控制系统的主控子系统，其特征在于，所述的 校正检测器(43)为陀螺仪；所述的仰角调整电机(41c)和方位角调整电机(42c)均为步进电机。
专利摘要本实用新型提供了一种船载卫星天线控制系统的主控子系统，属于通讯技术领域。它解决了现有的卫星天线接收控制装置系统耗电量大、不能满足功率要求的问题。本船载卫星天线控制系统的主控子系统，设置在天线和室内子系统之间，本主控子系统包括能与室内子系统相联接的主控制器，在主控制器上联接有天线姿态管理模块和信号管理模块，本主控子系统还包括为各组成部分提供电源的主控电源管理模块。本实用新型具有设计合理、结构简单、适用于移动载体等优点。
文档编号G05D3/00GK201616028SQ20102014959
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月3日 优先权日2010年4月3日
发明者林瑶萍, 潘海龙, 田懂勋, 郑伟军 申请人:浙江中星光电子科技有限公司