[实用新型]一种天线伺服控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种天线控制装置，尤其涉及一种接口数量少、通讯速度快的天线伺服控制装置。

背景技术

天线应用非常广泛，如卫星天线、雷达天线、车载天线等，其中的中、大型天线一般需要控制装置来实现天线的旋转，以实现最佳的信号接收效果。为了实现天线的精确控制，一般采用伺服控制装置对天线进行控制。

传统天线伺服控制装置的通信方式有两种，一种是控制器与电机直接相连，电机通过机械传动装置带动天线旋转，这种结构的电气控制部分如图1所示，一个控制器分别控制多个独立电机，图1中示出了第一电极至第N电机，这种结构对控制器的接口数量要求较多，不具备利用总线的分时复用功能，从而难以简化连线，导致连线复杂且成本高的缺陷；另一种为间接相连，即控制器通过总线和总线分支线与电机连接，电机通过机械传动装置带动天线旋转，这种结构的电气控制部分如图2所示，一个控制器通过一条CAN总线和多条总线分支线分别与多个电机连接，图2中示出了第一电极至第N电机，因为CAN总线的技术标准，最快速度为1Mbps，其物理层、链路层等各个环节都遵守这一技术标准，速度难以提高，所以这种结构的通讯速度慢，不能满足高速伺服控制需求。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种接口数量少、通讯速度快的天线伺服控制装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种天线伺服控制装置，包括控制器、电机和机械传动装置，所述电机通过所述机械传动装置驱动所述天线，所述天线伺服控制装置还包括RS485总线、用于与所述控制器双向通讯并驱动所述电机的节点适配器和用于对所述节点适配器进行外部控制的外控设备，所述控制器的通讯端与所述RS485总线连接，所述RS485总线通过多条总线分支线与多个所述节点适配器的通讯端一一对应连接，多个所述节点适配器还分别与多个所述电机的信号端和多个所述外控设备的信号输出端连接。

上述结构中，RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送与差分接收的方式，因此具有抑制共模干扰的能力。RS485总线具有硬件设计简单、控制方便、成本低廉、传输距离远等优点，现广泛用于工业控制、小区监控、水情监控、地震勘探等领域，其中RS(Recommended Standard)代表推荐标准，RS485接口标准的最大传输距离为2000m，通信速率限制在93.75Kbps；当通信距离＜100m时，通信速率可达20Mbps，且随着半导体技术和工艺的进步，速度还可进一步提升，RS485总线具有差分结构，即用一对差分线传输信号，一根为传输差分正端信号，另一根传输差分负端信号，差分线可使用廉价的双绞线。节点适配器作为与控制器双向通讯并驱动电机运行的设备，配合RS485总线和总线分支线实现控制器间接控制电机的功能。控制器与节点适配器之间采用主从通信的方式，控制器作为总线的主节点，而各节点适配器作为从节点，通信由主节点发起，从节点收到相应的信息后应答主节点，节点适配器4最多可到256个。外控设备用于外部控制信号的输入，以便于用户参与实现更加精确的控制。电机作为伺服执行机构驱动天线在若干个自由度旋转，电机通过连线与节点适配器连接，可支持多种类型电机，如步进电机、无刷直流电机等。电机可以通过传动齿轮或者齿形带驱动机械传动装置，以此控制天线转动。

具体地，所述控制器包括主MCU和主收发器，所述主MCU与所述主收发器之间通过主发送信号线、主接收信号线、主发送控制线和主接收控制线对应连接，所述主收发器与所述RS485总线对应连接；所述节点适配器包括从MCU、从收发器、隔离器和电机驱动器，所述从MCU与所述从收发器之间通过从发送信号线、从接收信号线、从发送控制线和从接收控制线对应连接，所述从MCU与所述隔离器连接，所述隔离器分别与所述电机驱动器和所述外控设备的信号输出端连接，所述电机驱动器与所述电机的信号端连接，所述从收发器与所述总线分支线一一对应连接；多条所述总线分支线与所述RS485总线连接。

主MCU和从MCU分别作为控制器和节点适配器的核心芯片，实现数据处理和控制；主收发器和从收发器分别作为控制器和节点适配器之间的通讯终端部件，实现数据的收发；隔离器为信号隔离器，可选光耦合隔离器或数字隔离器，是将输入单路或双路电流或电压信号，变送输出隔离的单路或双路线性的电流或电压信号，并提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能。