[发明专利]Ka波段移动卫星通信天线姿态自动调整方法及装置

权利要求书

1.一种Ka波段移动卫星通信天线姿态自动调整方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，利用GPS实时获取经纬度值控制天线的极化角、初始的方位角和仰角；

其次，将天线安装在采用三根正交轴组成的天线悬浮装置上，利用天线本身的重心为基本稳定核心，将运动载体的三个转动自由度和天线的三个转动自由度隔离开来，从而实现悬浮隔离；所述的天线悬浮装置的驱动天线转动的方位轴、滚转轴和俯仰轴三根轴呈空间正交安装在天线底座上，实现三根空间正交轴的角运动隔离；转轴的支撑通过轴承实现，以保证在转轴上相对运动的构件之间安装的任何传感器和驱动装置或传动装置不应妨碍转轴的自动转动，即不应产生阻碍相对运动的力矩，以保证载体因摩擦力引起的剧烈角运动不会传递给天线；同时分别以方位轴、滚转轴、俯仰轴为中心配置天线构件，使俯仰轴上安装的天线构件对俯仰轴的重力矩为零，使滚转轴轴线二侧安装的天线构件对滚转轴的重力矩为零，使方位轴以上的天线构件对方位轴的重力矩为零；以保证载体的线加速度不会引起转轴产生角加速度，即载体剧烈线运动不会引起天线指向角的改变，并且天线底座通过减振弹簧安装在载体上；

第三，在进行悬浮隔离的过程中，采用在每根正交轴上分别配置一个驱动电机和一个光纤陀螺传感器的方法来消除机械轴支撑由于轴上轴承在转动时的摩擦力对天线指向精度的影响，利用光纤陀螺传感器直接检测天线相对于绝对空间的转动角速度，并将检测到的信号直接传给控制板，控制板将这些信号进行PID即比例积分微分变换后驱动3个对应的电机作相应的转动，从而驱动天线，使天线姿态稳定在预定位置指向上，并使天线瞬态指向偏差小于0.05°；

第四，通过跟踪卫星的信标信号消除前述光纤陀螺传感器漂移引起的积累偏差，也就是消除指向偏差，实现卫星通信功能；所述的跟踪卫星的信标信号的方法是：当天线接收设备接收到的信标信号小于设定值时，天线停止跟踪，保持稳定状态；当天线接收设备接收到的信标信号大于设定值时，通过交替驱动三根正交轴中的方位轴和/或俯仰轴的转角来保证天线对准通信卫星，以达到消除指向偏差的目的。

2.一种Ka波段移动卫星通信天线姿态自动调整装置，其特征是它包括底座(7)、方位轴(2)、滚转轴(3)、俯仰轴(4)、天线及馈源总成(5)、测控设备(6)、滚转梁(11)以及安装在底座(7)上部的光纤传感器，底座(7)通过减振弹簧安装在载体(1)，方位轴(2)固定在底座(7)上，支承柱(10)通过一对轴承与方位轴(2)相连，支承柱(10)的上端通过一对支耳及其轴承与滚转梁(11)上的滚转轴(3)相连，俯仰轴(4)通过滚转梁(11)二侧的轴孔上的轴承与滚转梁连接，Ka功放、测控设备(6)和天线及馈源总成(5)安装在设备安装架(8)上，设备安装架(8)和俯仰轴(4)固连，另外Ka功放、测控设备(6)、天线及馈源总成(5)和设备安装架(8)这四个整件的总质心落在俯仰轴(4)上，而Ka功放、测控设备(6)、天线及馈源总成(5)、设备安装架(8)、俯仰轴(4)和滚转梁(11)这六个整件的总质心落在滚转轴(3)上；方位轴(2)以上的滚转梁(11)、滚转轴(3)、俯仰轴(4)、天线及馈源总成(5)、Ka功放、测控设备(6)和配重块的质心位于方位轴(2)上；所述的方位轴(2)、滚转轴(3)和俯仰轴(4)均连接有各自的驱动电机。

3.根据权利要求2所述的Ka波段移动卫星通信天线姿态自动调整装置，其特征是所述的滚转轴(3)、俯仰轴(4)或方位轴(2)的轴线的一侧或两侧加装有平衡力矩的配重块。