一种卫星天线机架控制器、一种卫星天线系统的制作方法

专利名称：一种卫星天线机架控制器、一种卫星天线系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及卫星通信领域，特别是涉及一种卫星天线机架控制器、一种卫星天线系统。
背景技术：
在卫星通信领域，位于地球表面的多个卫星天线与空中的卫星进行通信，从而实现将一个卫星天线处的视频、语音、传真等各种数据通过卫星传输到另一个或多个卫星天线处。本发明中，卫星天线需要与之进行通信或接收其转发的信息的特定卫星称为目标卫在卫星通信中，卫星天线必须时刻指向与自身进行通信的目标卫星，否则就会造成通信中断。为了保证卫星天线能搜索到目标卫星并时刻指向目标卫星，现有技术是使用卫星天线机架控制器判断卫星天线所接收的卫星下行信号中指定频点的载波的信号强度是否超过了设定的门限强度，从而判断卫星天线是否已成功指向了目标卫星，这里，目标卫星的载波频率包括了上述的指定频点。由于每个卫星所转发的载波频率不尽相同，因此，如果卫星天线所接收的卫星下行信号中指定频点的载波信号强度超过了门限强度，则说明卫星天线已成功指向了目标卫星，这时，卫星天线就可以锁定该卫星，从而实现对该卫星的搜索；如果卫星下行信号中指定频点的载波信号强度没有超过门限强度，则说明卫星天线尚未指向目标卫星，卫星天线就继续进行运动搜索目标卫星。现有技术单纯依靠判断卫星下行信号指定频点的载波信号强度是否超过门限强度来判断卫星天线是否指向目标卫星，在有外界干扰的情况下，往往会因干扰源在上述指定频点处也有超过门限强度的信号或噪声，造成即使卫星天线尚未指向目标卫星，天线机架控制器也会判断卫星天线已指向目标卫星，从而导致通信错误的出现。由此可见，这种现有技术的抗干扰能力比较差。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种卫星天线机架控制器、一种卫星天线系统，能提高卫星天线系统的抗干扰能力。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种卫星天线机架控制器，该卫星天线机架控制器位于一卫星天线系统中，该卫星天线系统还包括天线控制器、天线机架、机架电机、机架电机驱动器、极化电机驱动器、极化电机；所述天线机架包括三轴机架、固定于所述三轴机架上的抛物面形的反射面、位于所述反射面焦点处接收卫星下行信号的馈源；所述馈源与所述天线控制器相连，将所述卫星下行信号发送到所述天线控制器； 所述机架电机驱动器、机架电机、三轴机架顺次相连，所述机架电机驱动器控制所述机架电机带动所述三轴机架运动；所述极化电机驱动器、极化电机、馈源顺次相连，所述极化电机驱动器控制所述极化电机带动所述馈源转动；该卫星天线机架控制器包括相连的数字视频广播DVB调谐器和处理中心；其中，[0007]所述DVB调谐器与所述馈源相连，接收所述馈源发送的卫星下行信号，并从中滤出频率为预存参数中的解调频率的DVB载波信号；解调所述DVB载波信号，将得到的载波信息发送到所述处理中心，所述载波信息包括所述DVB载波的调制方式、所述DVB载波的符号率、所述DVB载波的前向纠错编码率FEC ；所述处理中心与所述天线控制器、机架电机驱动器、极化电机驱动器均相连，从所述天线控制器接收预存参数，所述预存参数包括解调频率、载波的极化方式、载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC ；将所述预存参数中的解调频率发送到所述DVB调谐器； 根据所述预存参数中载波的极化方式向所述极化电机驱动器发送极化方式信号，使其控制所述极化电机带动所述馈源转动，以使所述馈源的接收极化方式与所述卫星下行信号的极化方式相同；判断所述载波信息中所述DVB载波的调制方式、所述DVB载波的符号率、所述 DVB载波的FEC是否分别与所述预存参数中载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC相同，在相同时向所述机架电机驱动器发送锁定信号，使其控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，以使所述反射面锁定目标卫星；在不同时向所述机架电机驱动器发送搜索信号， 使其控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，以使所述反射面搜索所述目标卫星。本实用新型的有益效果是本实用新型中，由于DVB调谐器可以根据预存参数中的解调频率，从卫星下行信号中滤波得到DVB载波信号，进而解调得到DVB载波信息，然后可由处理中心判断该载波信息中DVB载波的调制方式、符号率、FEC是否分别与从天线控制器接收的预存参数中载波的调制方式、符号率、FEC相同，从而判断反射面是否指向了目标卫星。而且，这里作为判断依据的载波信息至少包括DVB载波的调制方式、符号率和FEC三项指标，预存参数也要相应地至少包括目标卫星的载波调制方式、符号率和FEC这三项指标，只有三项指标对应完全相同，处理中心才判断反射面成功指向了目标卫星，进而向机架电机驱动器发送锁定信号，使其控制机架电机运动，进而带动三轴机架运动，以确保三轴机架上固定着的反射面锁定目标卫星；否则，即使有一项指标不对应相同，处理中心也会判断反射面尚未指向目标卫星，从而向机架电机驱动器发送搜索信号，以通知机架电机驱动器驱动机架电机运动，带动三轴机架运动，以使三轴机架上固定的反射面继续搜索卫星。由此可见，相对于现有技术，本实用新型的判断依据很严格，而且该判断依据与外界干扰无关， 如果反射面尚未指向目标卫星，那无论外界干扰情况如何，载波信息与预存参数的三项指标都是不可能对应相同的，因此，本实用新型大大提高了卫星天线系统的抗干扰能力。在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进进一步，所述三轴机架安装于载体上；所述卫星天线系统还包括传感器；所述处理中心还与所述传感器相连，接收所述传感器发送的所述载体的运动引起的所述三轴机架的运动状态变化信息；根据所述三轴机架的运动状态变化信息计算得到反向运动信息，并将所述反向运动信息发送到所述机架电机驱动器，使其控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，以抵消所述载体的运动状态变化造成的所述反射面的指向改变量。进一步，所述DVB调谐器和处理中心集成于所述卫星天线机架控制器的主板上。另外，本实用新型还提供了一种卫星天线系统，该系统包括卫星天线机架控制器 PCU、天线控制器、天线机架、机架电机、机架电机驱动器、极化电机驱动器、极化电机；所述天线机架包括三轴机架、固定于所述三轴机架上的抛物面形的反射面、位于所述反射面焦点处的馈源；所述PCU包括相连的数字视频广播DVB调谐器和处理中心；
6[0014]所述馈源与所述DVB调谐器、天线控制器均相连；所述处理中心与所述机架电机驱动器、极化电机驱动器、天线控制器均相连；所述机架电机驱动器、机架电机、三轴机架顺次相连，所述机架电机驱动器控制所述机架电机带动所述三轴机架运动；所述极化电机驱动器、极化电机、馈源顺次相连，所述极化电机驱动器控制所述极化电机带动所述馈源转动；其中，所述馈源在所述极化电机的带动下转动，以接收极化方式为预存参数中载波的极化方式的卫星下行信号，并将其发送到所述DVB调谐器和所述天线控制器；所述天线控制器将预存参数发送到所述处理中心，所述预存参数包括解调频率、 载波的调制方式、载波的符号率、载波的前向纠错编码率FEC、载波的极化方式；将所述卫星下行信号发送到外部设备处理；所述DVB调谐器从所述卫星下行信号中滤出频率为所述预存参数中的解调频率的DVB载波信号；解调所述DVB载波信号，将得到的载波信息发送到所述处理中心，所述载波信息包括所述DVB载波的调制方式、所述DVB载波的符号率、所述DVB载波的FEC ；所述处理中心用于，接收所述预存参数；将所述预存参数中的解调频率发送到所述DVB调谐器；根据所述预存参数中载波的极化方式向所述极化电机驱动器发送极化方式信号；判断所述载波信息中所述DVB载波的调制方式、所述DVB载波的符号率、所述DVB载波的FEC是否分别与所述预存参数中载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC相同，在相同时向所述机架电机驱动器发送锁定信号，在不同时向所述机架电机驱动器发送搜索信号；所述机架电机驱动器根据所述锁定信号，控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，使所述反射面锁定目标卫星；根据所述搜索信号，控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，使所述反射面搜索所述目标卫星；所述极化电机驱动器根据所述极化方式信号，控制所述极化电机带动所述馈源转动，使所述馈源的接收极化方式与所述卫星下行信号的极化方式相同。进一步，该系统进一步包括低噪声下变频功率放大器；所述馈源通过所述低噪声下变频功率放大器与所述DVB调谐器相连；所述馈源将所述卫星下行信号发送到所述低噪声下变频功率放大器；所述低噪声下变频功率放大器对所述卫星下行信号进行变频和功率放大，将得到的变频和功率放大后的卫星下行信号发送到所述DVB调谐器；所述DVB调谐器用于，从所述变频和功率放大后的卫星下行信号中滤出所述DVB
载波信号。进一步，所述三轴机架安装于载体上；该系统进一步包括与所述处理中心相连的传感器；所述载体带动所述三轴机架运动；所述传感器用于，检测所述载体的运动所引起的所述三轴机架的运动状态，得到所述三轴机架的运动状态变化信息，并将其发送到所述处理中心；所述处理中心用于，根据所述三轴机架的运动状态变化信息计算得到反向运动信息，并将所述反向运动信息发送到所述机架电机驱动器；所述机架电机驱动器用于，根据所述反向运动信息控制所述机架电机运动，以抵
7消所述载体的运动造成的所述反射面的指向改变量。进一步，所述天线控制器进一步包括显示装置；所述处理中心进一步将所述锁定信号发送到所述天线控制器；所述天线控制器根据所述锁定信号生成卫星锁定信息，并将其在所述显示装置上进行显示，所述卫星锁定信息包括卫星锁定情况、信号强度。进一步，所述DVB调谐器和处理中心集成于所述P⑶的主板上。

图1为本实用新型提出的卫星天线机架控制器及其所在的卫星天线系统的结构图；图2为本实用新型提供的卫星天线系统的结构图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。图1为本实用新型提出的卫星天线机架控制器及其所在的卫星天线系统的结构图。如图1所示，该卫星天线机架控制器(P⑶)的标号为10，该P⑶10位于一卫星天线系统中，该卫星天线系统还包括天线控制器104、天线机架、机架电机105、机架电机驱动器 103、极化电机驱动器110、极化电机111 ；天线机架包括三轴机架109、固定于三轴机架 109上的抛物面形的反射面108、位于反射面108焦点处接收卫星下行信号的馈源106 ；馈源106与天线控制器104相连，将卫星下行信号发送到天线控制器104 ；机架电机驱动器 103、机架电机105、三轴机架109顺次相连，机架电机驱动器103控制机架电机105带动三轴机架109运动；极化电机驱动器110、极化电机111、馈源106顺次相连，极化电机驱动器 110控制极化电机111带动馈源106转动。这里，馈源位于反射面的焦点处，可随反射面一起运动；而反射面固定在三轴机架上，因而可被机架电机带动而运动；进一步，机架电机又是在机架电机驱动器的控制下运动的，因此，可利用机架电机驱动器来控制机架电机运动，从而通过三轴机架的传动，最终改变反射面的指向，使其在不同的方向搜索、跟踪目标卫星。其中，反射面为抛物面形，且反射面的指向指的是这样一种方向沿该方向入射到反射面上的平行光都汇聚到反射面的焦点位置，即馈源处。如图1所示，本实用新型提出的P⑶10包括相连的数字视频广播(DVB，Digital Video Broadcasting)调谐器 101 和处理中心 102。图1中，DVB调谐器与馈源相连，接收馈源发送的卫星下行信号，并从中滤出频率为预存参数中的解调频率的DVB载波信号；解调DVB载波信号，将得到的载波信息发送到处理中心，载波信息包括DVB载波的调制方式、DVB载波的符号率、DVB载波的前向纠错编码率 FEC ；处理中心与天线控制器、机架电机驱动器、极化电机驱动器均相连，从天线控制器接收预存参数，预存参数包括解调频率、载波的极化方式、载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC ；将预存参数中的解调频率发送到DVB调谐器；根据预存参数中载波的极化方式向极化电机驱动器发送极化方式信号，使其控制极化电机带动馈源转动，以使馈源的接收极化方式与卫星下行信号的极化方式相同；从DVB调谐器接收解调的载波信息，判断载波信息中DVB载波的调制方式、DVB载波的符号率、DVB载波的FEC是否分别与预存参数中载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC相同，在相同时向机架电机驱动器发送锁定信号，使其控制机架电机带动三轴机架运动，以使反射面锁定目标卫星；在不同时向机架电机驱动器发送搜索信号，使其控制机架电机带动三轴机架运动，以使反射面搜索目标卫星。这里，天线控制器发送给处理中心的预存参数中的各指标是本实用新型用以进行滤波和判断的依据，其中的解调频率为目标卫星发射的卫星下行信号中DVB载波信号的频率，DVB调谐器可以根据该解调频率从馈源接收的卫星下行信号中滤出DVB载波信号；预存参数中的调制方式、符号率、FEC分别设定为目标卫星发射的卫星下行信号中DVB载波信号的调制方式、符号率、FEC，处理中心可以通过判断解调得到的载波信息中三项指标是否与预存参数中的相应指标完全对应相同，从而判断卫星天线所指向的卫星是否为目标卫星。另外，预存参数中还可以包括载波的极化方式，天线控制器是通过向处理中心发送预存参数中的载波的极化方式，从而控制馈源所接收的卫星下行信号的。处理中心可根据预存参数中载波的极化方式确定出极化方式信号，并发送到极化电机驱动器，使极化电机驱动器控制极化电机运动，以带动馈源转动，从而使馈源接收极化方式为该载波的极化方式的卫星下行载波。机架电机驱动器是机架电机的驱动器，能够控制机架电机运动，而三轴机架与机架电机相连，且可在机架电机的带动下运动，因此，机架电机驱动器就可以根据锁定信号， 控制机架电机的运动，进而带动三轴机架运动，并通过三轴机架的传动，使反射面的指向始终为目标卫星的方向，从而锁定目标卫星；机架电机驱动器也可以根据搜索信号，驱动机架电机运动，从而带动三轴电机运动，并通过三轴电机的传动，使反射面的指向不断改变， 以搜索目标卫星。本实用新型所述的目标卫星所发射的卫星下行信号的极化方式即为上述预存参数中载波的极化方式。还需要指出的是，本实用新型所涉及的卫星，均为地球同步卫星，即位于赤道上空且位置相对于地球表面不变的卫星。现在使用的通信卫星能够转发DVB载波信号。这里，DVB是由DVB项目维护的一系列国际承认的数字电视公开标准，DVB项目是一个由300多个成员组成的工业组织，它是由欧洲电信标准化组织(ETSI，European Telecommunications Standards hstitute)、欧洲电子标准化组织(CENELEC，European Committee for Electro technical Standardization)和欧洲广播联盟(EBU，European Broadcasting Union)联合组成的联合专家组 Joint technical Committee(JTC)发起的。P⑶中的DVB调谐器能从卫星下行信号中滤波得到DVB载波信号。需要指出的是， 卫星下行信号的带宽比较大，所包含的信号也多种多样，不仅包括DVB载波信号，还包含数据、信标信号等，各信号的频率有所不同，因而DVB调谐器可根据处理中心发送来的预存参数中的解调频率，来从卫星下行信号中滤得DVB载波信号。DVB载波的调制解调方式多种多样，例如，可以为BPSK、QPSK、8PSK等等。如果目标卫星发射的卫星下行信号中DVB载波信号的调制方式为QPSK，则DVB调谐器在从卫星下行信号中滤波得到DVB载波信号后，就要用QPSK解调方式来解调该DVB载波信号，如果解调成功，则说明该DVB载波的调制方式就为QPSK，这样，其得到的DVB载波信息中所包含的 DVB载波调制方式指标就可以确定为QPSK，如果解调不成功，则说明该DVB载波信号的调制方式不是QPSK，也说明该卫星下行信号不是来自目标卫星，这样就需要继续搜索目标卫星。由于DVB载波信号具有频率稳定、强度较大且带宽也较大的特点，因而本实用新型利用DVB载波信号的载波信息作为与预存参数相比对的判断依据，既使判断依据的准确获得变得容易，又利于降低判断错误率，而且在卫星天线锁定卫星后，对卫星的跟踪也会非常稳定。DVB调谐器将解调DVB载波信号得到的载波信息发送到处理中心，使其判断卫星天线是否指向了目标卫星。如果卫星天线已指向目标卫星，则处理中心从DVB调谐器得到的载波信息与处理中心从天线控制器所接收到的预存参数中的相应指标完全相同，这样， 处理中心就会向机架电机驱动器发送锁定信号，通知其控制机架电机的运动，以使反射面锁定当前指向的卫星；如果载波信息与预存参数中的相应指标不完全相同，或完全不同，则意味着馈源没有接收到目标卫星的卫星下行信号，即反射面的指向不是目标卫星，这样，处理中心就向机架电机驱动器发送搜索信号，以使其驱动机架电机运动，借助与机架电机相连的三轴机架的传动，使固定在三轴机架上的反射面的指向不断改变，以继续搜索目标卫星ο本实用新型供处理中心作为判断依据用的DVB载波信息至少包括以下三项指标 DVB载波的的调制方式、DVB载波的符号率、DVB载波的FEC。相应的，天线控制器提供给处理中心的预存参数除了包含解调频率、载波的极化方式外，还至少包括如下三项指标目标卫星所发射的载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC。卫星所发射的DVB载波信号的载波信息为公知信息，如亚洲3S卫星的一个DVB载波信号的载波信息包括频率为 12351MHz，极化方式为水平极化、调制方式为QPSK、符号率为观93波特/秒、FEC为3/4等。 在将该亚洲3S卫星作为目标卫星的情况下，只需将该载波信息作为预存参数，由天线控制器发送到处理中心，当馈源接收的卫星下行信号中的DVB载波信号的载波信息与该预存信息相应指标对应相同时，处理中心即可确定反射面已成功指向了亚洲3S目标卫星，进而通知机架电机驱动器控制机架电机运动，从而使反射面的指向锁定该目标卫星。如上所述，处理中心判断反射面是否指向目标卫星的标准为只有载波信息与预存参数中的相应指标完全对应相同时，才确定卫星天线已指向目标卫星，否则，均认定卫星天线尚未指向目标卫星。在该卫星天线系统中，机架电机是带动三轴机架运动的设备，而机架电机驱动器即是该机架电机的驱动器，其能控制机架电机的运动，从而间接地带动三轴机架上的反射面的运动，从而达到控制反射面的指向的目的。本实用新型中，机架电机驱动器根据处理中心所发送的锁定信号，可以控制机架电机的运动，进而控制与三轴机架相连的反射面的指向，使其锁定当前指向的卫星；机架电机驱动器还可以根据处理中心所发送的搜索信号来驱动机架电机运动，进而控制与三轴机架相连的反射面的指向，使其发生改变，进而接收到其他卫星发射的卫星下行信号，这样，处理中心就可以再次判断所接收到的卫星下行信号中DVB载波信号的载波信息是否与预存参数各项指标对应相同，进而判断反射面是否指向了目标卫星，实现目标卫星的搜索功能。由此可见，本实用新型中，由于DVB调谐器可以根据预存参数中的解调频率，从卫星下行信号中滤波得到DVB载波信号，进而解调得到DVB载波信息，然后可由处理中心判断该载波信息中DVB载波的调制方式、符号率、FEC是否分别与从天线控制器接收的预存参数中载波的调制方式、符号率、FEC相同，从而判断反射面是否指向了目标卫星。而且，这里作为判断依据的载波信息至少包括DVB载波的调制方式、符号率和FEC三项指标，预存参数也要相应地至少包括目标卫星的载波调制方式、符号率和FEC这三项指标，只有三项指标对应完全相同，处理中心才判断反射面成功指向了目标卫星，进而向机架电机驱动器发送锁定信号，使其控制机架电机运动，进而带动三轴机架运动，以确保三轴机架上固定着的反射面锁定目标卫星；否则，即使有一项指标不对应相同，处理中心也会判断反射面尚未指向目标卫星，从而向机架电机驱动器发送搜索信号，以通知机架电机驱动器驱动机架电机运动， 带动三轴机架运动，以使三轴机架上固定的反射面继续搜索卫星。由此可见，相对于现有技术，本实用新型的判断依据很严格，而且该判断依据与外界干扰无关，如果反射面尚未指向目标卫星，那无论外界干扰情况如何，载波信息与预存参数的三项指标都是不可能对应相同的，因此，本实用新型大大提高了卫星天线系统的抗干扰能力。这里，本实用新型所提高的卫星天线的抗干扰能力，不仅包括处理中心判断反射面是否成功指向特定卫星的抗干扰能力，而且由于处理中心在反射面搜索卫星的过程中， 以及在反射面锁定目标卫星的过程中都是在就载波信息是否与预存参数各指标完全对应相同进行判断的，因而抗干扰能力还包括搜索卫星和锁定卫星时的抗干扰能力。即本实用新型所提高的卫星天线系统的抗干扰能力，是指卫星天线系统中的处理中心在工作过程中的任意时刻的抗干扰能力。三轴机架还可以安装于载体上。如图1所示，该P⑶所在的卫星天线系统还包括传感器107 ；本实用新型中，处理中心还与传感器107相连，接收传感器107发送的载体运动引起的三轴机架的运动状态变化信息，这样，处理中心就可以根据该三轴机架的运动状态变化信息计算得到反向运动信息，并将反向运动信息发送到机架电机驱动器，使其根据该反向运动信息来控制机架电机带动三轴机架运动，以抵消载体的运动状态变化造成的固定于三轴机架上的反射面的指向改变量。这里，三轴机架安装于载体上，而反射面固定于三轴机架上，馈源则位于反射面的焦点位置，因此，三轴机架在载体带动下的运动，可直接引起反射面的指向改变，从而使馈源接收的卫星下行信号发生变化。处理中心根据三轴机架的运动状态变化信息确定反向运动信息的功能，可以用一个单独的反向运动信息确定模块来实现，例如以一反向运动信息确定芯片来实现，当然， 也可以用其他器件来实现。在现实应用中，三轴机架可以固定在某一相对于地球表面不动的位置，例如，固定在地面上，或者固定于山顶、楼顶等位置，除非机架电机驱动器控制机架电机带动该三轴机架运动，否则，反射面在没有风力、人力等外力作用时是不会自动改变指向的，因而对这样的三轴机架来说，其载体可认为是地球，该载体的运动状态可认为是静止的，则上述的三轴机架的运动状态变化信息为不变化，此时，反向运动信息也就为不运动。这种情况下，处理中心就无需接收传感器所发送的三轴机架的运动状态变化信息了，或者，即使接收到该信息，也不需要产生任何反向运动信息。当然，在具体应用时，三轴机架一般位于轮船、汽车、飞机等可移动的载体上，这
11样，三轴机架的载体就为这些相对于地球表面可移动的物体。当载体相对于地表静止时，传感器检测到的三轴机架的运动状态变化信息也就为不变化，这样处理中心也就不会产生反向运动信息了。当载体相对于地球表面发生运动，尤其是发生变速运动、转向运动时，反射面如果不调整自身的指向，势必失去对目标卫星的锁定，因而该反射面就需要调整指向，以屏蔽载体运动对反射面的指向的影响。本实用新型设置了专门用于检测三轴机架的运动状态变化信息的传感器，从而使处理中心能够及时得到三轴机架的运动状态变化信息，进而根据该三轴机架的运动状态变化信息确定出反向运动信息，使收到反向运动信息的机架电机驱动器控制机架电机运动来带动三轴机架运动，最终达到抵消三轴机架的运动所造成的反射面的指向改变量、屏蔽载体运动对反射面指向的影响。这种能够屏蔽载体运动对反射面指向影响的天线系统，称为“动中通”系统，即移动中的卫星地面站通信系统。本实用新型非常适用于动中通系统。例如，三轴机架的载体为远洋轮船，当该轮船在大海中运行时，会因为风浪的打击而发生颠簸，这种颠簸运动对反射面的指向产生了影响，这种影响的表现可以为三轴机架各轴的转动角速度、角加速度、倾角等随载体的运动而变化。反射面受此影响，就不能继续锁定目标卫星，传感器检测到三轴机架的运动状态变化信息，即将这种运动状态变化信息发送到处理中心，这样，处理中心就可以根据该运动状态变化信息，计算出相应的反向运动信息，该反向运动信息包括反向运动方向和反向运动量，机架电机驱动器收到该反向运动信息之后，就可以控制机架电机沿上述的反向运动方向来运动，运动量等于上述的反向运动量，三轴机架的运动形式为转动，因而该反向运动量就为角度大小，当机架电机运动结束后，可使固定在三轴机架上的反射面重新指向目标卫星，即抵消了轮船的颠簸造成的反射面的指向改变量。本实用新型中，传感器可以为一个三轴陀螺仪，也可以用三个传感器来实现，其中的每个传感器用于检测载体在三维坐标系中的一个方向上的运动状态信息。本实用新型中，DVB调谐器和处理中心集成于P⑶的主板上。这里，DVB调谐器和处理中心可集成于P⑶的主板上，可提高P⑶的集成度，缩小 PCU的面积和体积，并提高PCU的反应速度。有实验数据显示，现有技术所提供的PCU的开机时间为5分钟左右，搜索并锁定目标卫星的时间也为5分钟左右，而利用本实用新型提供的PCU，可将上述两个时间缩短到2分钟左右。本实用新型中的DVB调谐器和处理中心可以均为芯片的形式，这样，可以有利于将其集成于PCU的主板上，并减少卫星天线系统的设备数量以及接线数量，从而提高卫星天线系统的稳定性。图2为本实用新型提供的卫星天线系统的结构图。如图2所示，该系统包括天线机架、机架电机205、机架电机驱动器203、卫星天线机架控制器(P⑶)210、天线控制器204、 极化电机驱动器208、极化电机209 ；这里的天线机架包括三轴机架2064、固定于三轴机架 2064上的抛物面形的反射面2061、位于反射面2061焦点处的馈源2062 ；P⑶包括相连的数字视频广播(DVB)调谐器201和处理中心202 ；其中，机架电机205固定于三轴机架2064上，三轴机架2064可在机架电机205的带动下运动；馈源2062与DVB调谐器201、天线控制器204均相连；处理中心202与机架电机驱动器203、极化电机驱动器208、天线控制器204均相连；机架电机驱动器、机架电机、三轴机架顺次相连，机架电机驱动器控制机架电机带动三轴机架运动，这样，就可以借助三轴机架的传动，使反射面也随着机架电机运动；极化电机驱动器、极化电机、馈源顺次相连，极化电机驱动器控制极化电机带动馈源转动；其中，馈源2062在极化电机的带动下转动，以接收极化方式为预存参数中载波的极化方式的卫星下行信号，并将其发送到DVB调谐器201和天线控制器204，这里的卫星下行信号的极化方式为预存参数中的载波极化方式，因而馈源2062就可按照预存参数中的载波极化方式来接收卫星下行信号，从而获得极化方式为预存参数中载波极化方式的卫星下行
信号；天线控制器204将预存参数发送到处理中心202，这里的预存参数包括解调频率、载波的调制方式、载波的符号率、载波的前向纠错编码率(FEC)、载波的极化方式；将卫星下行信号发送到外部设备进行处理；DVB调谐器201从卫星下行信号中滤出频率为预存参数中的解调频率的DVB载波信号，解调该DVB载波信号得到DVB载波信息，并将该载波信息发送到处理中心202 ；其中的载波信息包括=DVB载波的调制方式、DVB载波的符号率、DVB载波的FEC ；处理中心202用于，从天线控制器204接收预存参数；将预存参数中的解调频率发送到DVB调谐器201 ；根据预存参数中的载波的极化方式向极化电机驱动器发送极化方式信号；判断载波信息中DVB载波的调制方式、DVB载波的符号率、DVB载波的FEC是否分别与预存参数中载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC对应相同，在载波信息与预存参数中的上述各指标对应相同时，向机架电机驱动器203发送锁定信号，在各指标不对应相同或完全不同时，向机架电机驱动器203发送搜索信号；机架电机驱动器203用于，根据锁定信号，控制机架电机205带动三轴机架2064 运动，使反射面2061锁定目标卫星；根据搜索信号，控制机架电机205运动以带动三轴机架 2064运动，使固定在三轴机架2064上的反射面2061搜索目标卫星；极化电机驱动器根据上述的极化方式信号，控制极化电机带动馈源转动，使馈源的接收极化方式与卫星下行信号的极化方式相同。由此可见，本实用新型中，机架电机固定在三轴机架上，三轴机架可在机架电机的带动下运动，反射面固定在三轴机架上，接收卫星下行信号的馈源位于反射面的焦点，因此，反射面就要随机架电机的运动而改变指向；天线控制器能够将馈源送来的卫星下行信号发送到外部设备进行处理，从而实现卫星天线系统的基本功能。另外，P⑶中的DVB调谐器可以从卫星下行信号中滤波得到DVB载波信号，进而解调得到DVB载波信号的载波信息， 然后可由处理中心判断载波信息是否与预存参数中的各指标对应相同，从而判断反射面是否指向了目标卫星。而且，这里作为判断依据的载波信息至少包括DVB载波的调制方式、符号率和FEC三项指标，预存参数也可相应地至少包括目标卫星的载波调制方式、载波符号率和载波的FEC以及用来供DVB调谐器滤波的解调频率，只有载波信息与预存参数的各相应指标完全相同时，处理中心才判断反射面成功指向了目标卫星，进而使机架电机驱动器控制机架电机运动，以确保反射面能够锁定卫星；否则，即使有一项指标不完全相同，处理中心均判断反射面尚未指向目标卫星，则通知机架电机驱动器驱动机架电机运动，以使反射面继续搜索卫星。由此可见，相对于现有技术，本实用新型的判断依据要严格得多，而且该判断依据与外界干扰无关，如果反射面尚未指向目标卫星，那无论外界干扰情况如何，载
13波信息与预存参数的各相应指标都是不可能完全相同的，因此，本实用新型大大提高了卫星天线系统的抗干扰能力。本实用新型提供的卫星天线系统进一步包括低噪声下变频功率放大器 (LNB) 2063 ；馈源2062通过LNB2063与DVB调谐器201相连，即馈源2062与LNB2063相连， 而LNB2063又与DVB调谐器201相连；馈源2062用于，将卫星下行信号发送到LNB2063 ；则LNB2063可用于，对卫星下行信号进行变频和功率放大，得到变频和功率放大后的卫星下行信号，并将其发送到DVB调谐器；同样，LNB2063也可以将变频和功率放大后的卫星下行信号发送到天线控制器204，以发送到外部设备进行处理。因此，这里馈源2062 也可以通过LNB2063与天线控制器204相连。DVB调谐器用于，从变频和功率放大后的卫星下行信号中滤出上述的DVB载波信号，然后就可以进行解调了。这里，本实用新型进一步提供了 LNB，用于对卫星下行信号进行变频和功率放大， 这有利于DVB调谐器对卫星下行信号的处理。例如，LNB可将馈源所接收的Ku波段的卫星下行信号变频为L波段的卫星下行信号，并对其进行低噪声功率放大，这有利于提高卫星下行信号的信号强度，进而提高本实用新型的抗干扰能力。如图2所示，LNB2063可将变频和功率放大后的卫星下行信号发送到天线控制器 204和DVB调谐器201这两个器件，因而该系统还可以进一步包括与LNB2063相连的功率分配器，用于接收LNB2063输出的变频和功率放大后的卫星下行信号，该功率分配器还与DVB 调谐器201和天线控制器204均相连，进一步将变频和功率放大后的卫星下行信号分为两路信号，一路信号发送到天线控制器204，另一路发送到DVB调谐器201。本实用新型中，包括三轴机架2064可安装于载体上，这样，固定在三轴机架2064 上的反射面2061、以及反射面2061焦点处的馈源2062，也都由该载体所承载，会受到载体运动的影响，例如，载体在运动时，反射面2061的指向就发生改变，从而使馈源收到的卫星下行信号发生变化；该系统进一步包括与处理中心202相连的传感器207 ；这里的载体装载三轴机架2064并带动其运动，这样的卫星天线系统就为动中通系统。传感器207还与三轴机架2064相连，用于检测载体的运动所引起的三轴机架2064 的运动状态，得到三轴机架2064的运动状态变化信息，并将载体的运动状态变化信息发送到处理中心，例如，载体为汽车，即该系统为车载动中通系统，则这里的三轴机架的运动状态变化信息指的是该汽车的运动引起的三轴机架2064的运动状态变化信息，包括其角速度、角加速度、倾角等的状态变化信息；处理中心用于，根据上述的三轴机架2064的运动状态变化信息来计算得到反向运动信息，并将该反向运动信息发送到机架电机驱动器；这样，机架电机驱动器用于，根据反向运动信息控制机架电机运动，进而带动三轴机架运动，以抵消载体的运动所造成的反射面的指向改变量，使反射面重新指向目标卫星， 或继续按照预定方式来搜索目标卫星。现实应用的卫星天线系统中，有的三轴机架会固定在与地面相对静止的物体上， 例如地面、山顶等位置，这些物体即为卫星天线的载体，本实用新型中，传感器所测得的三轴机架的运动状态变化信息为载体的运动所引起的三轴机架的运动状态变化信息，这样，载体的运动状态变化信息为不变化，机架电机驱动器也就无需得到反向运动信息了。而在动中通系统中，载体可以是相对于地面移动的，例如轮船、飞机、火箭、汽车等。当载体运动时，反射面如果不调整自身的指向，则必然会失去对目标卫星的锁定，因此， 本实用新型进一步设置了检测三轴机架运动状态变化信息的传感器，利用该传感器即可得到三轴机架的运动状态变化信息，这样，处理中心就可以根据该三轴机架的运动状态变化信息确定出反射面的指向改变量，从而确定出反向运动信息，使机架电机驱动器控制机架电机进行运动，带动三轴机架以及其上的馈源运动，抵消因三轴机架的运动所造成的反射面的指向改变量。这里，传感器可以采用三轴陀螺仪，也可以利用三个传感器，每个传感器检测三维坐标系中一个方向上的载体运动状态信息。该系统中，天线控制器可以进一步包括显示装置，该显示装置可以为显示屏，例如 LED显示屏等；处理中心进一步将锁定信号发送到天线控制器；天线控制器根据锁定信号生成卫星锁定信息，并将其在显示装置上进行显示，这里的卫星锁定信息包括卫星锁定情况(锁定或未锁定信息)、信号强度(如公知的自动增益控制信息AGC、RSSD值等)。另外，处理中心还可以将天线的工作状态信息发送给天线控制器，从而由天线控制器将其发送到显示装置上进行显示，这里的天线的工作状态信息包括目标卫星的编号、 天线方位角、天线俯仰角、天线极化角以及卫星天线的载体的方位角等。这里，在处理中心判断出载波信息与预存参数的各指标完全对应相同之后，可将锁定信号发送到天线控制器，从而在天线控制器中的显示装置上显示卫星锁定信息，这一人性化设计有利于帮助显示装置面前的技术人员及时了解卫星天线对卫星的锁定情况，从而提高本实用新型的可应用性。该系统中的DVB调谐器和处理中心可集成于P⑶的主板上。这有利于提高卫星天线系统的集成度和反应速度。由此可见，本实用新型具有以下优点(1)本实用新型中，由于DVB调谐器可以根据预存参数中的解调频率，从卫星下行信号中滤波得到DVB载波信号，进而解调得到DVB载波信息，然后可由处理中心判断该载波信息中DVB载波的调制方式、符号率、FEC是否分别与从天线控制器接收的预存参数中载波的调制方式、符号率、FEC相同，从而判断反射面是否指向了目标卫星。而且，这里作为判断依据的载波信息至少包括DVB载波的调制方式、符号率和FEC三项指标，预存参数也要相应地至少包括目标卫星的载波调制方式、符号率和FEC这三项指标，只有三项指标对应完全相同，处理中心才判断反射面成功指向了目标卫星，进而向机架电机驱动器发送锁定信号，使其控制机架电机运动，进而带动三轴机架运动，以确保三轴机架上固定着的反射面锁定目标卫星；否则，即使有一项指标不对应相同，处理中心也会判断反射面尚未指向目标卫星，从而向机架电机驱动器发送搜索信号，以通知机架电机驱动器驱动机架电机运动，带动三轴机架运动，以使三轴机架上固定的反射面继续搜索卫星。由此可见，相对于现有技术， 本实用新型的判断依据很严格，而且该判断依据与外界干扰无关，如果反射面尚未指向目标卫星，那无论外界干扰情况如何，载波信息与预存参数的三项指标都是不可能对应相同的，因此，本实用新型大大提高了卫星天线系统的抗干扰能力。(2)本实用新型利用DVB载波的载波信息作为与预存参数相比对的判断依据，既使判断依据的准确获得变得容易，又利于降低判断错误率，而且在反射面锁定卫星后，对卫星的跟踪也会非常稳定。(3)本实用新型将DVB调谐器和处理中心集成于POT的主板上，可提高POT的集成度，缩小PCU的面积和体积，并提高PCU的反应速度。(4)本实用新型中的DVB调谐器和处理中心可以均为芯片的形式，这样，可以有利于将其集成于PCU的主板上，并减少卫星天线系统的设备数量以及接线数量，从而提高卫星天线系统的稳定性。(5)本实用新型进一步提供了低噪声下变频功率放大器，用于对卫星下行信号进行变频和功率放大，这有利于提高卫星下行信号的信号强度，进而提高本实用新型的抗干扰能力。(6)本实用新型中，处理中心可将锁定信号发送到天线控制器，从而在显示装置上显示卫星锁定信息，这一人性化设计有利于帮助显示装置面前的技术人员及时了解卫星天线对卫星的锁定情况，从而提高本实用新型的可应用性。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1权利要求1.一种卫星天线机架控制器，该卫星天线机架控制器位于一卫星天线系统中，该卫星天线系统还包括天线控制器、天线机架、机架电机、机架电机驱动器、极化电机驱动器、极化电机；所述天线机架包括三轴机架、固定于所述三轴机架上的抛物面形的反射面、位于所述反射面焦点处接收卫星下行信号的馈源；所述馈源与所述天线控制器相连，将所述卫星下行信号发送到所述天线控制器；所述机架电机驱动器、机架电机、三轴机架顺次相连， 所述机架电机驱动器控制所述机架电机带动所述三轴机架运动；所述极化电机驱动器、极化电机、馈源顺次相连，所述极化电机驱动器控制所述极化电机带动所述馈源转动；其特征在于，该卫星天线机架控制器包括相连的数字视频广播DVB调谐器和处理中心；其中，所述DVB调谐器与所述馈源相连，接收所述馈源发送的卫星下行信号，并从中滤出频率为预存参数中的解调频率的DVB载波信号；解调所述DVB载波信号，将得到的载波信息发送到所述处理中心，所述载波信息包括所述DVB载波的调制方式、所述DVB载波的符号率、 所述DVB载波的前向纠错编码率FEC ；所述处理中心与所述天线控制器、机架电机驱动器、极化电机驱动器均相连，从所述天线控制器接收预存参数，所述预存参数包括解调频率、载波的极化方式、载波的调制方式、 载波的符号率、载波的FEC ；将所述预存参数中的解调频率发送到所述DVB调谐器；根据所述预存参数中载波的极化方式向所述极化电机驱动器发送极化方式信号，使其控制所述极化电机带动所述馈源转动，以使所述馈源的接收极化方式与所述卫星下行信号的极化方式相同；判断所述载波信息中所述DVB载波的调制方式、所述DVB载波的符号率、所述DVB载波的FEC是否分别与所述预存参数中载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC相同，在相同时向所述机架电机驱动器发送锁定信号，使其控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，以使所述反射面锁定目标卫星；在不同时向所述机架电机驱动器发送搜索信号，使其控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，以使所述反射面搜索所述目标卫星。
2.根据权利要求1所述的卫星天线机架控制器，其特征在于，所述三轴机架安装于载体上；所述卫星天线系统还包括传感器；所述处理中心还与所述传感器相连，接收所述传感器发送的所述载体的运动引起的所述三轴机架的运动状态变化信息，根据所述三轴机架的运动状态变化信息计算得到反向运动信息，并将所述反向运动信息发送到所述机架电机驱动器，使其控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，以抵消所述载体的运动状态变化造成的所述反射面的指向改变量。
3.根据权利要求1或2所述的卫星天线机架控制器，其特征在于，所述DVB调谐器和处理中心集成于所述卫星天线机架控制器的主板上。
4.一种卫星天线系统，其特征在于，该系统包括卫星天线机架控制器P⑶、天线控制器、天线机架、机架电机、机架电机驱动器、极化电机驱动器、极化电机；所述天线机架包括三轴机架、固定于所述三轴机架上的抛物面形的反射面、位于所述反射面焦点处的馈源；所述P⑶包括相连的数字视频广播DVB调谐器和处理中心；所述馈源与所述DVB调谐器、天线控制器均相连；所述处理中心与所述机架电机驱动器、极化电机驱动器、天线控制器均相连；所述机架电机驱动器、机架电机、三轴机架顺次相连，所述机架电机驱动器控制所述机架电机带动所述三轴机架运动；所述极化电机驱动器、 极化电机、馈源顺次相连，所述极化电机驱动器控制所述极化电机带动所述馈源转动；其中，所述馈源在所述极化电机的带动下转动，以接收极化方式为预存参数中载波的极化方式的卫星下行信号，并将其发送到所述DVB调谐器和所述天线控制器；所述天线控制器将预存参数发送到所述处理中心，所述预存参数包括解调频率、载波的调制方式、载波的符号率、载波的前向纠错编码率FEC、载波的极化方式；将所述卫星下行信号发送到外部设备处理；所述DVB调谐器从所述卫星下行信号中滤出频率为所述预存参数中的解调频率的DVB 载波信号；解调所述DVB载波信号，将得到的载波信息发送到所述处理中心，所述载波信息包括所述DVB载波的调制方式、所述DVB载波的符号率、所述DVB载波的FEC ；所述处理中心用于，接收所述预存参数；将所述预存参数中的解调频率发送到所述 DVB调谐器；根据所述预存参数中载波的极化方式向所述极化电机驱动器发送极化方式信号；判断所述载波信息中所述DVB载波的调制方式、所述DVB载波的符号率、所述DVB载波的FEC是否分别与所述预存参数中载波的调制方式、载波的符号率、载波的FEC相同，在相同时向所述机架电机驱动器发送锁定信号，在不同时向所述机架电机驱动器发送搜索信号；所述机架电机驱动器根据所述锁定信号，控制所述机架电机带动所述三轴机架运动， 使所述反射面锁定目标卫星；根据所述搜索信号，控制所述机架电机带动所述三轴机架运动，使所述反射面搜索所述目标卫星；所述极化电机驱动器根据所述极化方式信号，控制所述极化电机带动所述馈源转动， 使所述馈源的接收极化方式与所述卫星下行信号的极化方式相同。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括低噪声下变频功率放大器；所述馈源通过所述低噪声下变频功率放大器与所述DVB调谐器相连；所述馈源将所述卫星下行信号发送到所述低噪声下变频功率放大器； 所述低噪声下变频功率放大器对所述卫星下行信号进行变频和功率放大，将得到的变频和功率放大后的卫星下行信号发送到所述DVB调谐器；所述DVB调谐器用于，从所述变频和功率放大后的卫星下行信号中滤出所述DVB载波信号。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述三轴机架安装于载体上；该系统进一步包括与所述处理中心相连的传感器；所述载体带动所述三轴机架运动；所述传感器用于，检测所述载体的运动所引起的所述三轴机架的运动状态，得到所述三轴机架的运动状态变化信息，并将其发送到所述处理中心；所述处理中心用于，根据所述三轴机架的运动状态变化信息计算得到反向运动信息， 并将所述反向运动信息发送到所述机架电机驱动器；所述机架电机驱动器用于，根据所述反向运动信息控制所述机架电机运动，以抵消所述载体的运动造成的所述反射面的指向改变量。
7.根据权利要求4、5或6所述的系统，其特征在于，所述天线控制器进一步包括显示装置；所述处理中心进一步将所述锁定信号发送到所述天线控制器； 所述天线控制器根据所述锁定信号生成卫星锁定信息，并将其在所述显示装置上进行显示，所述卫星锁定信息包括卫星锁定情况、信号强度。
8.根据权利要求4-6中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述DVB调谐器和处理中心集成于所述P⑶的主板上。
专利摘要本实用新型涉及一种卫星天线机架控制器、一种卫星天线系统。该卫星天线机架控制器包括相连的DVB调谐器和处理中心；DVB调谐器根据解调频率从卫星下行信号中滤波得到DVB载波信号，进而解调得到载波信息，将其送到处理中心；处理中心接收预存参数，将其中的解调频率发送到DVB调谐器，将其中的载波极化方式发送到极化电机驱动器，使其控制极化电机带动馈源转动，判断载波信息与预存参数中的载波调制方式、符号率和FEC是否对应相同，在相同时向机架电机驱动器发送锁定信号，以使反射面锁定卫星，在不同时向机架电机驱动器发送搜索信号以使反射面搜索卫星。本实用新型能提高卫星天线系统的抗干扰能力。
文档编号H01Q3/02GK202189893SQ20112019105
公开日2012年4月11日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者刘昕超, 孙卓越, 张忠艳, 曲腾飞, 曹磊, 王世禄, 王堤, 范文阳, 赵勇, 韦要, 马林, 高杨 申请人:北京大唐中和电子技术有限公司