专利名称：一种车载卫星通信装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车载卫星通信装置，特别是涉及一种适用于无源跟踪的车载卫星通信装置，例如CDMA制式的车载卫星通信装置。
背景技术：
在地面上固定的卫星天线通信系统只需要调整天线对准卫星，就可方便地进行通信，可是在运动的汽车上、轮船上，由于道路的颠簸、天线载体的转向等原因，天线不能准确的对准卫星，无法及时、准确接收卫星信号，为了解决“运动中稳定通信”的问题，“动中通”技术应运而生，“动中通”的核心技术是构造一个稳定平台，使运动载体上的天线能够不受外界扰动等影响，始终保持天线的空间指向不变。现有的“动中通”跟踪指向方式主要分为有源跟踪和无源跟踪两种方式，或者这二者的结合，有源跟踪方式是指利用通信对方的信号相位、强度变化等信息来进行跟踪；无源跟踪方式是指跟踪时不需要通信对方的通信信号，而是利用自身载体上安装的载体姿态、方位、地理位置等传感器来感知载体姿态方位的变化，然后根据这些变化再实时修正天线的位置从而实现对卫星的跟踪。有源跟踪方式结构简单，价格便宜，但信号捕获时间长、跟踪精度不高、响应慢、怕遮挡，当跟踪失败后需要重新进行捕获，不适用于CDMA通信系统；无源跟踪方式不需要对方信号、不怕遮挡，其跟踪精度与传感器的选择有关，通常需求的跟踪精度要求较高，从而需要使用精度更高的传感器，提高了传感器的成本。
实用新型内容本实用新型的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种新型无源跟踪的车载卫星通信装置，具有防风、防雨、环境适应性强、跟踪与通信相对独立、方位跟踪无限制、捕获卫星时间短、操作简单、安装方便、适用范围广等优点。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现一种车载卫星通信装置，它包括设于天线罩内的伺服系统、天线组件、导航系统、通信前端系统、滑环，以及设于天线罩外的导航系统GPS天线，天线罩分为上天线罩和下天线罩，伺服系统、通信前端系统和天线组件均安装于方位安装板上，方位安装板外套于滑环上，外部电源通过系统插座与滑环电连接，滑环分别与伺服系统、天线组件、通信前端系统、导航系统电连接，伺服系统包括伺服控制器、方位电机、俯仰电机、方位编码器、俯仰编码器、俯仰低限位传感器、俯仰高限位传感器、方位零位传感器，方位电机的一端与方位编码器连接，方位电机的另一端与方位传动皮带连接，方位传动皮带与皮带轮的一端连接，皮带轮的另一端与滑环连接，方位安装板下方安装有方位零位传感器，俯仰传动丝杆的一端与俯仰电机连接，俯仰传动丝杆的另一端与天 线组件安装板连接，俯仰编码器直接连在俯仰转轴上，俯仰方向分别安装有俯仰低限位传感器和俯仰高限位传感器，天线组件包括安装于天线组件安装反射板上的八个单元阵列天线，通信前端系统包括安装于方位安装板上的低噪放和功放、安装于方位背板上的变频器，以及安装于天线组件安装板上的两个滤波器，导航系统安装于下天线罩上。所述的导航系统分别通过前GPS天线插座、后GPS天线插座与前GPS天线、后GPS天线连接，所述的前GPS天线、后GPS天线位于天线罩外；所述的天线罩外天线罩底部设有天线罩安装孔和安装磁钢，适合多种安装方式。[0008]本实用新型的有益效果是(I)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，操作简单，几乎不需要任何人为干预，解决了车辆、船只等运动载体上进行卫星通信时天线无法实时对准卫星等问题，解决了通信过程中发生信号被遮挡、丢失后需要重新快速捕获等问题；(2)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，将所有装置均安装于天线罩内，除可以保护装置免受外部机械碰撞损坏外，还可以防雨、防雪，适应不同的天气情况；(3)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，整个装置的电源线、信号线均通过线路连接到滑环，统一布线，统一管理，通过滑环避免了天线在方位转动时连接线缆的缠绕，使天线在方位上连续无限制转动，不影响整个装置电源供给及信号传输，在使用中不会出现因天线方位转动到限制位置而导致通信暂时中断等问题；(4)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，装置启动快，在GPS信号良好的情况下，从开机到初次对准卫星，总共花费时间低于3分钟，导航系统不随天线转动，保证了导航系统所测信息为载体的方位、姿态信息，不受天线运动影响，整个装置除导航系统外其它装置均安装在方位安装板上，随着方位一起转动，从而有效利用空间；(5)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，将变频器置于整个转动平台上，可以让天线的收发信号变为中频后经滑环送往终端系统，因为是中频信号，故普通滑环就可以进行低损耗传输，降低对设备的要求，从而降低设备成本；(6)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，使用的阵列天线中的单元天线与电桥、功分器安装在同一天线安装板上，构成天线组件，单元天线与电桥、功分器的连接线缆都安装在安装板上，天线单元与外部的连接仅有收发两条电缆，使得天线组件的安装使用更简单、方便，外观更简洁美观；(7)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，通过方位零位传感器确定天线相对于车体的具体方位位置，通过俯仰高限位传感器和俯仰低限位传感器，除了确定天线相对于车体的具体俯仰位置外，更重要的是保护天线在俯仰方向转动时不会超出安全转动范围，从而保护系统免受机械损坏；(8)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，天线罩可通过天线罩安装孔，采用安装磁钢固定在车顶，安装拆除方便，亦可用螺栓通过天线罩安装孔对整个装置进行安装固定;(9)本实用新型提供一种车载卫星通信装置，其导航系统采用外置GPS天线，双GPS天线的基线长度可根据实际情况调整，基线长度越长，导航系统就能获得越高的导航精度，GPS天线本身带有安装磁座，方便安装拆除，也方便基线长度调整。
图I为本实用新型的剖视图；图2为本实用新型的侧视图；[0020]图3为本实用新型的俯视图；图4为本实用新型的GPS安装连接示意图图中，I -上天线罩，2-天线组件，3-天线组件安装板，4-方位安装板，5-方位电机，6-俯仰电机，7-方位传动皮带，8-皮带轮，9-安装底座，10-滑环，11-俯仰传动丝杆，12-俯仰低限位传感器，13-俯仰高限位传感器，14-方位背板，15-方位零位传感器，16-俯仰编码器，17-方位编码器，18-滤波器，19-低噪放，20-功放，21-变频器，22-导航系统，23-伺服控制器，24-天线罩安装孔，25-安装磁钢，26-下天线罩，27-系统插座，28-后GPS天线插座，29-前GPS天线插座，30-上下天线罩固定孔，31-前GPS天线，32-后GPS天线，33-载体。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。如图I、图2、图3、图4所示，一种车载卫星通信装置，它包括设于天线罩内的伺服系统、天线组件2、导航系统22、通信前端系统、滑环10，以及设于天线罩外的导航系统GPS天线，天线罩分为上天线罩I和下天线罩26，上天线罩I、下天线罩26通过上下天线罩固定孔30连接在一起，相连处做了防水处理，避免雨水通过相连处的缝隙流到天线罩内；伺服系统、通信前端系统和天线组件2均安装于方位安装板4上，方位安装板4外套于滑环10上，外部电源通过系统插座27与滑环10电连接，滑环10分别与伺服系统、天线组件2、通信前端系统、导航系统22电连接，所有信号线、电源线均通过插座连接到滑环10上，再通过滑环10连接到电机、控制板、天线等装置，滑环10的使用避免了天线在方位转动时连接线缆的缠绕，可以让天线在方位上连续无限制的转动，而不影响整个系统电源的供给及信号的传输，在使用过程中不会因为天线方位转动到限制位置而导致通信暂时中断等情况；伺服系统包括伺服控制器23、方位电机5、俯仰电机6、方位编码器17、俯仰编码器16、俯仰低限位传感器12、俯仰高限位传感器13、方位零位传感器15，方位电机5的一端与方位编码器17连接，方位电机5的另一端与方位传动皮带7连接，有效地利用了空间，减小了结构的复杂性，方位传动皮带7与皮带轮8的一端连接，增大方位电机5与转轴之间的距离，方便安装，同时也减小了传动齿轮的大小，减小系统的重量，皮带轮8的另一端与滑环10连接，方位安装板4下方安装有方位零位传感器15，可以让系统确定天线相对于车体的具体方位位置，因此，方位编码器17可以选用价格便宜的增量型编码器而不用昂贵的绝对值编码器，大大降低了成本，俯仰传动丝杆11的一端与俯仰电机6连接，获得较大的减速t匕，减小了结构尺寸及复杂性，方便安装，俯仰传动丝杆11的另一端与天线组件安装板3连接，俯仰编码器16直接连在俯仰转轴上，没有额外的传动结构，简单可靠，俯仰方向分别安装有俯仰低限位传感器12和俯仰高限位传感器13，俯仰高限位传感器13和俯仰低限位传感器12除了确定天线相对于车体的具体俯仰位置外，更重要的是保护天线在俯仰方向转动时不会超出安全转动范围，从而确保系统免受机械损坏；天线组件2包括单元天线阵列、电桥、功分器，它们安装在同一天线安装反射板上，构成一个整体，单元天线与电桥、功分器的连接线缆都在天线组件安装反射板上，这样减少天线单元与电桥之间 及电桥与功分器之间的电缆长度，减小了电缆损耗，同时也减少系统的体积和重量，天线组件2与外部的连接仅有收发两条电缆，使得天线组件的安装使用更简单、方便，外观更简洁美观；通信前端系统包括安装于方位安装板4上的低噪放19和功放20、安装于方位背板14上的变频器21，以及安装于天线组件安装板3上的两个滤波器18，变频器21置于整个转动平台上，使得让天线的收发信号变为中频后经滑环10发送往终端系统，因为是中频信号，故普通滑环就可以达到低损耗传输的效果，如果没有变频器，普通滑环对高频信号的传输将会有很大的损耗，会大大影响通信质量，这时只能采用专业的旋转关节进行高频信号的传输，从而导致结构复杂、成本大幅提升；导航系统22安装于下天线罩26上，所述的导航系统22分别通过前GPS天线插座29、后GPS天线插座28与前GPS天线31、后GPS天线32连接，所述的前GPS天线31、后GPS天线32位于天线罩外，所述的天线罩外天线罩底部设有天线罩安装孔24和安装磁钢25，天线罩可通过天线罩安装孔24用安装磁钢25固定在车顶，安装拆除方便，也可用螺栓通过天线罩安装孔24对整个系统进行安装固定，适合多种安装方式，所述的天线罩内天线罩底部还设有安装底座9。
权利要求1.一种车载卫星通信装置，其特征在于它包括设于天线罩内的伺服系统、天线组件(2)、导航系统(22)、通信前端系统、滑环(10)，以及设于天线罩外的导航系统GPS天线，天线罩分为上天线罩(I)和下天线罩(26)，伺服系统、通信前端系统和天线组件(2)均安装于方位安装板(4)上，方位安装板(4)外套于滑环(10)上，外部电源通过系统插座(27)与滑环(10)电连接，滑环(10)分别与伺服系统、天线组件(2)、通信前端系统、导航系统(22)电连接，伺服系统包括伺服控制器(23)、方位电机(5)、俯仰电机(6)、方位编码器(17)、俯仰编码器(16)、俯仰低限位传感器(12)、俯仰高限位传感器(13)、方位零位传感器(15)，方位电机(5 )的一端与方位编码器(17 )连接,方位电机(5 )的另一端与方位传动皮带(7 )连接，方位传动皮带(7)与皮带轮(8)的一端连接，皮带轮(8)的另一端与滑环(10)连接，方位安装板(4)下方安装有方位零位传感器(15)，俯仰传动丝杆(11)的一端与俯仰电机(6)连接，俯仰传动丝杆(11)的另一端与天线组件安装板(3)连接，俯仰编码器(16)直接连在俯仰转轴上，俯仰方向分别安装有俯仰低限位传感器(12)和俯仰高限位传感器(13)，天线组件(2)包括安装于天线组件安装反射板上的八个单元阵列天线，通信前端系统包括安装于方位安装板(4)上的低噪放(19)和功放(20)、安装于方位背板(14)上的变频器(21)，以及安装于天线组件安装反射板上的两个滤波器(18)，导航系统(22)安装于下天线罩(26)上。
2.根据权利要求I所述的一种车载卫星通信装置，其特征在于所述的导航系统分别通过前GPS天线插座(29)、后GPS天线插座(28)与前GPS天线(31)、后GPS天线(32)连接，所述的前GPS天线(31 )、后GPS天线(32 )位于天线罩外。
3.根据权利要求I所述的一种车载卫星通信装置，其特征在于所述的天线罩外天线罩底部设有天线罩安装孔(24)和安装磁钢(25)。
专利摘要本实用新型公开了一种车载卫星通信装置，它包括设于天线罩内的伺服系统、天线组件(2)、导航系统(22)、通信前端系统、滑环(10)，以及设于天线罩外的导航系统GPS天线，伺服系统、通信前端系统和天线组件(2)均安装于方位安装板(4)上，方位安装板(4)外套于滑环(10)上，滑环(10)分别与伺服系统、天线组件(2)、通信前端系统、导航系统(22)电连接，导航系统(22)安装于下天线罩(26)上。本实用新型提供一种车载卫星通信装置，除GPS天线外所有装置均安装于天线罩内，具有防风、防雨、防雪、环境适应性强、跟踪与通信相对独立、方位跟踪无限制、捕获卫星时间短、操作简单、安装方便等优点。
文档编号H04B7/185GK202363586SQ20112052908
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者何伟, 侯学军, 唐可畏, 袁建军 申请人:成都创亿嘉科技有限公司