专利名称：一种车载卫星通信天线的制作方法
技术领域：
本实用新型属于通信领域，涉及一种卫星通信天线，尤其涉及一种车载卫星通信 天线。
背景技术：
随着在全球范围内卫星通信应用的不断普及，各卫星公司不断发射新的卫星，地 球同步卫星轨道资源显得更为宝贵，尤其在亚洲范围，同步地球轨道卫星密度特别大，临星 干扰等现象屡见不鲜。这些都对地面卫星通信天线的对星精度提出了更高的要求。传统车 载卫星通信天线的传动末级多使用蜗轮蜗杆、齿轮等齿形啮合传动，不可避免回差的存在， 一定程度地影响了天线对星的精度。车载天线一般安装于车辆顶部，天线的收藏高度和天线重量直接关系到整车重心 高度，对车辆行驶性能会造成较大影响。降低天线收藏高度及天线重量会使卫星通信车的 行驶性能得到很大提高。车载卫星通信天线经常会在较为恶劣的使用环境下工作，天线在工作过程中有可 能遇到大于初始设计的最高风速，或由于操作人员的误操作使天线出现磕碰。传统车载卫 星通信天线的末级传动多为刚性啮合传动，在过载情况下会对传统副造成不可逆的破坏， 从而使天线丧失整体功能。传统车载卫星通信天线末级多采用开始或闭式齿形啮合，或涂抹润滑脂或填注润 滑油，采用此种润滑方式需要定期对润滑脂或润滑油采取更换，对车载天线的维护造成了 较大不便。基于上述状况，车载卫星通信天线的多方面实施方法有待改进。这就是本实用新 型的技术背景。
发明内容为了解决以上问题，本实用新型提供一种实用性能优于传统天线的车载卫星通信 天线。为解决上述技术问题，实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为该车载卫星通信天线由天线和天线控制器组成，其中，天线包括天馈系统、伺服转 台和传感器。其中，天馈系统和传感器安装在伺服转台上。所述天馈系统包括天线反射面、馈源组合、天线背架、馈源支架、气动弹簧；其中， 天线反射面安装在天线背架上，馈源组合安装在馈源支架上，天线背架和馈源支架分别与 钢丝绳减速器和气动弹簧连接。所述伺服转台包括钢丝绳减速器、俯仰二级减速器、俯仰一级减速器、俯仰电机、 方位末级减速器、方位二级减速器、方位一级减速器、方位电机、方位平台；其中，俯仰电机 与俯仰一级减速器连接，俯仰一级减速器与俯仰二级减速器连接，方位电机与方位一级减 速器连接，方位一级减速器与方位二级减速器连接，钢丝绳减速器、俯仰二级减速器、方位
3二级减速器、方位末级减速器均与方位平台连接。所述传感器包括俯仰上限位开关、俯仰下限位开关、方位限位开关、方位计数器、 俯仰计数器；其中，俯仰上限位开关和俯仰下限位开关安装在钢丝绳减速器上，方位限位开 关安装在方位平台上，俯仰计数器安装在天线背架上，方位计数器安装在方位二级减速器 上。所述天线控制器包括电机驱动器、主控板、CPU、信标接收机、供电模块、GPS、电子 罗盘；其中，电子罗盘安装在天线背架上，GPS天线安装在车辆底部，电机驱动器、主控板、 CPU、信标接收机、供电模块、GPS模块安装在天线控制器机箱内。天线在收藏状态时方位限位开关和俯仰下限位开关起作用。天线展开时，天线控制器控制俯仰电机转动，依次将转动传递到俯仰一级减速器、 俯仰二级减速器、钢丝绳减速器，直至带动天线背架和反射面一起运动。当反射面展开到一 定角度时，气动弹簧带动馈源支架及馈源随反射面一起运动，气动弹簧安装位置用于保证 馈源在放射面型面焦点。天线对星时，天线控制器根据GPS和电子罗盘度数以及卫星参数计算出天线理论 对星角度，分别控制方位电机和俯仰电机转动，并根据方位计数器和俯仰计数器度数控制 天线旋转到理论对星位置。到达理论位置后，天线控制器会实时读取信标接收机信号质量， 在一定范围内搜索卫星，并在捕获到最大信号质量后控制天线停转。天线收藏时，天线控制器分别控制方位、俯仰电机使天线进行方位、俯仰运动，方 位运动到方位限位开关触发时停转，俯仰运动到俯仰下限位开关触发时停转。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点1.定位精度是车载卫星通信天线的一项重要指标，尤其俯仰定位精度对车载卫星 通信天线更为重要。本实用新型俯仰末级采用了钢丝绳减速器，该减速器比之蜗轮蜗杆减 速器或齿轮减速器等传统减速器无回差，天线在对星后即使遇到阵风等外力因素天线也会 维持原有姿态保证对星质量。2.俯仰计数器安装在天线背架上，采集的角度为俯仰末级实际角度，即使天线背 架发生变形，该测量值也可反映反射面的绝对角度。通过对该角度和天线理论对星角度的 对比来确定天线对星的理论位置也避免了在电机控制，速比换算等环节出现偏差而造成对 星不准的情况。3.钢丝绳减速器在超负载时的失效形式多为两种，一种为钢丝绳打滑，一种为钢 丝绳断裂。调节钢丝绳预紧力可控制钢丝绳减速器以哪一种失效形式失效。该钢丝绳减 速器将失效形式设计为打滑，即使天线在实际使用过程中遇到超负载大风或超负载外力作 用，减速器只会发生钢丝绳打滑，不会发生钢丝绳断裂。而且由于俯仰计数器安装在天线背 架上，其指示的数值仍为反射面绝对角度，不会影响天线的后面应用。4.钢丝绳减速器输出扭矩的大小与钢丝绳的选用及预紧方式关系较大，与减速器 的整体尺寸关系甚小，本实用新型所提出的车载卫星通信天线也正是由于俯仰末级采用了 钢丝绳减速器而降低了天线总体收藏高度和天线重量。5.钢丝绳减速器整体结构及钢丝绳均选用了防腐、防锈材料，且在使用过程中无 需加注润滑油和润滑脂，整个天线在出厂后无需进行机械结构方面的日常维护。
图1是本实用新型所述车载卫星通信天线收藏状态下的正视图；图2是本实用新型所述车载卫星通信天线转台的侧面剖视图；图3是本实用新型所述车载卫星通信天线转台的俯视图。其中1_方位限位开关、2-俯仰计数器、3-天线背架、4-气动弹簧、5-反射面、 6-馈源支架、7-馈源组合、8-钢丝绳减速器、9-俯仰上限位开关、10-俯仰下限位开关、 11-方位计数器、12-方位二级减速器、13-方位末级减速器、14-俯仰二级减速器、15-俯仰 一级减速器、16-方位一级减速器、17-俯仰电机、18-方位电机、19-方位平台。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用 新型的限定。该车载卫星通信天线由天线和天线控制器组成，其中天线包括天馈系统、伺服转 台和传感器。其中，天馈系统和传感器安装在伺服转台上。参见图1-3，所述天馈系统包括天线反射面5、馈源组合7、天线背架3、馈源支架6、 气动弹簧4 ；其中，天线反射面5安装在天线背架3上，馈源组合7安装在馈源支架6上，天 线背架3和馈源支架6分别与钢丝绳减速器8和气动弹簧4连接。所述伺服转台包括钢丝绳减速器8、俯仰二级减速器14、俯仰一级减速器15、俯仰 电机17、方位末级减速器13、方位二级减速器12、方位一级减速器16、方位电机18、方位平 台19 ；其中，俯仰电机17与俯仰一级减速器15连接，俯仰一级减速器15与俯仰二级减速 器14连接，方位电机18与方位一级减速器16连接，方位一级减速器16与方位二级减速器 12连接，钢丝绳减速器8、俯仰二级减速器14、方位二级减速器12、方位末级减速器13均与 方位平台19连接。所述传感器包括俯仰上限位开关9、俯仰下限位开关10、方位限位开关1、方位计 数器11、俯仰计数器2 ；其中，俯仰上限位开关9和俯仰下限位开关10安装在钢丝绳减速器 8上，方位限位开关1安装在方位平台19上，俯仰计数器2安装在天线背架3上，方位计数 器11安装在方位二级减速器12上。所述天线控制器包括电机驱动器、主控板、CPU、信标接收机、供电模块、GPS、电子 罗盘。其中，电子罗盘安装在天线背架3上，GPS天线安装在车辆底部，电机驱动器、主控板、 CPU、信标接收机、供电模块、GPS模块安装在天线控制器机箱内。该车载卫星天线所选用的俯仰二级减速器14选用的是蜗轮蜗杆减速器；俯仰一 级减速器15选用的是行星轮减速器；俯仰电机17选用的直流无刷电机；方位末级减速器 13选用的是齿轮减速器；方位二级减速器12选用的是蜗轮蜗杆减速器；方位一级减速器 16选用行星轮减速器；方位电机18选用的是直流无刷电机。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换， 都应涵盖在本实用新型的包含范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书 的保护范围为准。
权利要求一种车载卫星通信天线，包括天线和天线控制器，所述天线包括天馈系统、伺服转台和传感器，天馈系统和传感器安装在伺服转台上，其特征在于所述伺服转台还包括钢丝绳减速器(8)、俯仰二级减速器(14)、俯仰一级减速器(15)、俯仰电机(17)、方位末级减速器(13)、方位二级减速器(12)、方位一级减速器(16)、方位电机(18)和方位平台(19)，其中，俯仰电机(17)与俯仰一级减速器(15)连接，俯仰一级减速器(15)与俯仰二级减速器(14)连接，方位电机(18)与方位一级减速器(16)连接，方位一级减速器(16)与方位二级减速器(12)连接，钢丝绳减速器(8)、俯仰二级减速器(14)、方位二级减速器(12)、方位末级减速器(13)均与方位平台(19)连接。
2.根据权利要求1所述的一种车载卫星通信天线，其特征在于所述天馈系统包括天 线反射面(5)、馈源组合(7)、天线背架(3)、馈源支架(6)和气动弹簧(4)，其中，天线反射 面(5)安装在天线背架(3)上，馈源组合(7)安装在馈源支架(6)上，天线背架(3)和馈源 支架(6)分别与钢丝绳减速器(8)和气动弹簧(4)连接。
3.根据权利要求2所述一种车载卫星通信天线，其特征在于所述传感器包括俯仰上 限位开关(9)、俯仰下限位开关(10)、方位限位开关(1)、方位计数器(11)和俯仰计数器 (2)，其中，俯仰上限位开关(9)和俯仰下限位开关(10)安装在钢丝绳减速器(8)上，方位 限位开关(1)安装在方位平台(19)上，俯仰计数器(2)安装在天线背架(3)上，方位计数 器(11)安装在方位二级减速器(12)上。
4.根据权利要求2至3所述的任一种车载卫星通信天线，其特征在于所述俯仰二级 减速器(14)是蜗轮蜗杆减速器。
5.根据权利要求2至3所述的任一种车载卫星通信天线，其特征在于所述俯仰一级 减速器(15)是行星轮减速器。
6.根据权利要求2至3所述的任一种车载卫星通信天线，其特征在于所述俯仰电机(17)是直流无刷电机。
7.根据权利要求2至3所述的任一种车载卫星通信天线，其特征在于所述方位末级 减速器(13)是齿轮减速器。
8.根据权利要求2至3所述的任一种车载卫星通信天线，其特征在于所述方位二级 减速器(12)是蜗轮蜗杆减速器。
9.根据权利要求2至3所述的任一种车载卫星通信天线，其特征在于方位一级减速 器(16)是行星轮减速器。
10.根据权利要求2至3所述的任一种车载卫星通信天线，其特征在于所述方位电机(18)是直流无刷电机。
专利摘要本实用新型的目的在于提供一种车载卫星通信，该车载卫星通信天线由天馈系统、伺服转台、传感器和天线控制器组成，与现有技术相比，本实用新型具有提高传统车载卫星通信天线的对星精度，降低传统车载卫星通信天线的整体重量和收藏高度，降低车载卫星通信天线的受破坏可能性，减少车载卫星通信天线的维护工作量等优点。
文档编号H01Q1/32GK201741812SQ20102015804
公开日2011年2月9日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日
发明者宋雅琳, 张萌, 李速, 汪小将, 王海涛, 谢伟, 高卫军, 麻汀汀 申请人:北京航天科工世纪卫星科技有限公司