浅谈卫星天线伺服控制系统
移动接收卫星电视的天线自动跟踪系统
Ｂ．看 来 ，你们 这两年 的收获是不小的 。 Ａ．能 不能 谈 谈在 耕 耘 终 于有 所 收 获 时 的Ｇ
得？
ｃ 两年 以前 ，我们 确有 一 种 “ 昨夜 秋 风凋 碧
树，独上高楼 ，望断天涯路。 ”的感觉。但 自从我 们提出 “ 数字电视传输结构扁平化”的概念以后 ， 我们得 到总局科技 委无线传输覆 盖专委会 的全力支 持，也得到电子科技大学和省内电信专家的热心帮 助 。我们 自己的职工对我们 支持 就不说 了，那真是 令人 十分 感 动。尤 其 是 省 内 的电 子工 业 和 主 管单
摘
ห้องสมุดไป่ตู้
要 ：本 文主要 叙述利 用卫 星姿 态测量 和导 弹制 导技 术 中的 陀螺 传感 器 ．电子 罗盘 ，ＧＰ Ｓ模
块等 的组合 ．时行驶 中的车载卫星 电视天 线接收 方向的 变化 ，作 出敏感 的反 映，然后 通过伺服 驱 动 系统和伺服 马进 来控制 天线的转动 ，使 得天 线 中 轴在 汽车行驶过程 中始终对 准卫星 ，并采取
化的形成 。
移动卫星多媒体业务的应用 ，主要朝着 ３ 个方 向发 展 。
１１ 移 动卫 星电视 系统 （ａ Ｖｉｏ ） ． Ｓｔ ｓ ｎ ｉ 在美 国福 特汽 车公 司从 ２０ 开始 将实 施移 ０２年 动 卫星 电视 接收 系统 的标 准化 ．到 ２０ ０ ４年在 每辆 新 出厂的汽车 上都 将配 置 移动 卫星 电视 接 收系统 。 波音公 司也 宣布 到 ２ ０ 将 实现每 架波音 飞 机上 ０ ４年
为在 ２ 世纪 ８ 年代末期 ，世界两 Ｏ Ｏ 大阵 营 冷 战对 峙 状 态 结 束 后 ，导
致兵 器 工 业 的 萎 缩 ，一 些 军 用 高 新技 术 纷 纷 转 向 民 用 领 域 ，利 用 卫星 姿 态 测 量 和 导 弹 制 导 技 术 ， 建立 一 个 稳 定 的 平 台 ，用 来 实 时 隔离运动 载体 的摇摆 和航 向角变化 ，确保接 收卫星 电视 天线 的波 束 中 快 速 ，准确 ，简便 地 对 准 卫 ｔ ｂ 星 ，从而 实现 “ 中通 ” 驶 ，已成现实… 。 ２ 天 线 自动跟踪 系统 的组成 与工作原理 亚太 地 区上 空 ，已有 ７ Ｏ多颗 不 同类 型 ，不 同 功能 的卫 星 ，在 静止 的轨道上运行 ，它们能 够提供
便携式全自动卫星通信天线系统
便携式全自动卫星通信天线系统一.产品概述全自动卫星通信系统主要针对政府应急通信部门、人防、新闻媒体、移动通信运营商、公安、消防、边防、武警、部队、企事业等用户而设计的新一代卫星通信设备。
系统配备等效口径为1米的高性能偏馈型碳纤维抛物面天线及馈源系统，并采用短焦距设计，具有更强的便携性和易操作性。
高精度的卫星天线系统具有全自动的一键对星功能工作模式，设备从展开、跟踪、对星、调整、收藏均可全自动完成，安装简单，无须较准，快速对星，并具有全自动和手动两种工作模式。
断电时，配备有手摇柄可手动操作。
系统借助于高性能的信标接收机、高精度LNB、高可靠性传动系统和可靠稳定的天线控制系统及跟踪控制软件，使得其具有优秀的跟踪精度和100%的寻星准确率。
二.系统设计特点1.高度集成：天线反射系统采用短焦距距一体化的结构设计理念，充分实现了设备的一体化、小型化、智能化、简单化的特点，并在一个箱体中高度集成了天伺馈跟及射频信道的所有设备；2.通用性设计理念：整机结构通用设计，可安装市场主流的BUC和LNB，BUC功率目前BUC可配置到40W，同时BUC的用电可由天线内部综合供给电源提供；3.低仰角工作能力：天线设计工作仰角为+5~+90°，配合优异的旁瓣性能，可满足低仰角状态下的使用要求；4.高效率的通信系统：高性能天馈系统配备高效率BUC，使得系统具有更为强大的EIRP能力。
配置6.5W BUC时系统的上行EIRP达到48.7dBw，可满足多种需求下的使用要求；5.极低的上行插入损耗：采用专用旋转关节和异型波导连接BUC，配合专用的赋形喇叭，使得系统具备极低的插入损耗和良好的驻波特性，极大的增加了上行功率的可用度；6.卓越的信标接收机：专用双锁相环设计的信标接收机，配合防错锁软件功能，使得天线系统具有100%的对星准确率，同时具有低功耗以及信标、大载波两种工作模式；7.高效的电源供给系统：定制开发的综合供给电源，能够为集成到天线上的所有设备供电，包括BUC(满足40WBUC的供电需求)和LNB，并对外提供220VAC和18~60VDC两种接口供用户选择。
基于C8051F120单片机的船载卫星天线自动跟踪控制系统设计
载 体 上 实 现 多媒 体 通 信 、 收看 同 步 卫 星 电视 、 网
星 与 外 界 保 持 联 系 ， 因 此 ，需 要 船 上 的卫 星 通 讯 天 线 始 终 对 准 卫 星 ．与 其 它 运 动 载 体 相 比 ，要 求 船 载 卫 星 跟 踪 系 统 具 有 较 快 的响 应 ， 以满 足 航 海 时 卫 星 天 线 纵 倾 、横 滚 、 俯仰 变 化 ，保 障 了通 讯
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｓ ｐａ ｒ ａ ａ ｔ ｍａ ｉ ｎ ｅ ｎ ｙ ｔ ｍ ｓ ｅ ｉ ｎ ｄ ｗｉｈ ｉ ｇ ｅ ｈ ｐ ｐｒ ｃ ｓ ｏ ， ＧＰＳ ｓｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ｐｅ ， ｕ ｏ ｔｃ ａ ｔ ｎ ａ ｓ ｓ ｅ ｉ ｄ ｓｇ ｅ ｔ Ｓ ｎ ｌ ｃ ｉ ｏ ｅ ｓ ｒ ， ｓ ｎ ｌ ＿ ｕ ｓ ｒ ｃ ｉ ｇ ｓｇ ａ ｅ ｅ ｖ ｒ ａ ｄ ｄ ｇ ｔ ｌ ｏ ｐａ ｓ ｗｈ ｃ ａ ｋ ｅ ｔ ａ ｋ ｎ ｏ ｅ ｓ ｅ ａ ｔ ｎ ｉ ｇ ｅ ｐ ｌｅ ｔａ ｋ ｎ ｉ ｎ ｌ ｃ ｉｅ ｎ ｉ ｉ ｍ ｓ ． ｉ ｈ ｃ ｎ ｍａ ｅ ｔ ｃ ｉ ｇ ｐｒ ｃ ｓ ｘ ｃ ｌ ａ ｄ ｒ ａ ｃ ｈ ｒ ｙ ｒ ｐｉ ｌ ． ａ ｄｙ Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ： ｓ ｎ ｌ ｈ ｐ ｐｒ ｃ ｓ ｏ ： ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ￣； ｓ ｔ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ； ｅ ｖ ｎ ｔ ｒ ｃ ｉ ｅ ａ ￣ ｎ ａ ｙ ｒ ｓ ｉｇ ｅｃ ｉ ｏ ｅ ｓ ｒ ｏ ｔｏ ｉ ｐｏ ｉ ｏ ａ ｕ ｅ ｓ ｒ ｏ ｕ ｉ ｕ ｉ ｓ； ｅ ｅ ｖ ｎ ｅ ｎ ｔ
随着 卫 星通 信 技 术 水 平 的 发 展 ，在 运 动 中实
现 与卫 星 实 时通 信 变 得 越 来越 普 遍 ，包 括 在 运 动
浅述卫星地球站天馈线系统的原理及维护
浅述卫星地球站天馈线系统的原理及维护摘要随着通信技术的不断发展，许多电视广播节目都逐渐使用卫星通信技術作为主要手段，而卫星地球站作为现代通信过程中的一个重要环节，最主要的部分是其中的天馈线系。
因为天馈线系统作为发射卫星信号的最后环节和接收信号的首要环节，我们需要对天馈线系统有一个整体的了解，各部分的组成、作用以及相关要求进行介绍，对整个系统的维护也要有个了解。
关键词卫星地球站；天馈线系统；原理；维护作为卫星地球站的重要组成部分之一，天馈线系统是可以将空间中自由传播的电磁能量与发射或者接收到的导行能量进行转换的重要设备。
它在一定程度上决定了卫星地球站的传输质量，所以做好对地球站的维护就显得十分重要。
1 组成和原理天馈线整个系统主要有：天线（主体设备）、馈电设备、伺服系统。
这三大部分互相依存，共同保证整个天馈线系统的正常运行。
整个天馈线系统的组成原理如下：一些来自高功放的射频信号通过波导馈线到达天线，在天线的网络系统中补充能量后将高频信号变成需要的电磁波信号，通过馈线馈源辐射向空间中去；天线系统接收到的空间中微弱的电磁波信号后进行转换，转换成所需要的信号后通过变频和低噪声放大后挨个送至用户接收单元，与此同时，天线系统也接受来自微信的标准信号，再经过放大和低噪声处理送至信标接收机，信标接收机对其进行处理最终变换为和信标信号成比例的直流信号送至天线接收控制器，然后天线控制器再根据接受到的信号变化来驱动天线与卫星同步。
天馈线系统的功能主要有三大点：（1）将接收到的高功放射频信号转换成需要的电磁波信号发往卫星系统；（2）将卫星转出的微弱的电磁波信号接收并且放大传递给每个用户；（3）通过对电磁波信号的处理驱使天线能够与卫星同步[1]。
在整个天馈线系统中，天线主要被用来接收和发射电磁波；馈电设备的基本功能是传输能量和分离电波；伺服系统则主要是保证天线能始终与卫星同步，不会出现错误。
下面逐个对这些部分进行介绍：①天线系统主体设备。
船载S波段卫星动中通天线的应用
船载S波段卫星动中通天线的应用尚江华【摘要】介绍了一种船载S波段卫星动中通天线,通过微陀螺系统和伺服控制系统,采用卫星对准、自动跟踪和丢星自动捕获等措施,实现了对卫星的稳定跟踪.采用A-E-C座架,实现了过顶跟踪,适于安装在船上,在海洋中实现数据以及语音通信.【期刊名称】《河北省科学院学报》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】4页(P37-40)【关键词】S波段;动中通天线;船载【作者】尚江华【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄 050081【正文语种】中文【中图分类】TN927目前我国已发射天通一号S波段通信卫星，波束覆盖中国国土、太平洋西部和印度洋东北部的部分区域。
本设计提供了一套低成本高精度的S波段移动通信解决途径，满足船载领域的使用需求。
实现对星跟踪及再捕获等基本功能，而且可实现AISG、功放控制、信号多工等功能。
本设计采用高效率低轴比微带天线，座架为A-E-C三轴座架形式，伺服控制采用IMU模块、射频分合路模块和控制模块集成设计方案。
惯导解算用于测量天线相对于地理坐标系下的角度信息，控制模块利用惯导反馈的角度和北斗解算的位置信息，形成解算指令并通过电机实现闭环控制，对天线指向进行稳定控制。
1.1 主要性能指标(1)电性能指标：天线增益(含天线罩);接收≥5dBi；发射≥5dBi;G/T值≥21dB/K;电压驻波比(VSWR)：≤1.5:1;天线轴比：≤2.5dB。
(2)机械性能指标:天线运动范围为方位：360°无限制转动；俯仰：-25°～120°；交叉：-30°～30°；外形尺寸：直径φ350mm×高150mm。
1.2 系统组成S波段卫星动中通天线主要由微带天线、天线座架、IMU惯性测量单元、分合路单元、射频收发单元及伺服跟踪单元等组成[4]。
图1是动中通天线的系统组成框图。
电源、通信控制信号和射频信号通过同轴关节进入天线系统，然后通过分合路单元分离出射频信号、通信控制信号以及直流电源，分离出的各路信号分别与各路单元通信和供电，共同完成S天线在动态摇摆条件下的卫星链路的建立。
伺服系统
伺服系统2.1 什么是控制系统通过执行规定的功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合，称为控制系统。
如室内温度、湿度控制，电机的转速控制，工业上的液位控制、压力控制等手动控制（Manual Control）自动控制（Automatic Control)2.2 什么是自动控制系统自动控制是在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备和工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量按照预定的规律变化的过程。
通过控制装置执行规定的功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合，称为自动控制系统。
2.3 自动控制系统的常用术语在自动控制系统中，被控制的设备或过程称为被控对象（或对象）；被控制的物理量称为被控量（或输出量）；决定被控量的物理量称为控制量或给定量；妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为扰动量。
给定量和扰动量都是自动控制系统的输入量。
扰动量按其来源分内部扰动和外部扰动。
2.4 自动控制系统的两种外作用1、有效输入信号（简称输入信号）输入信号决定系统被控量的变化规律或代表期望值，并作用于系统的输入端。
2、有害干扰信号（简称干扰信号）干扰信号是系统所不希望而又不可避免的外作用信号，它不但可以作用于系统的任何部位，而且可能不止一个。
由于它会影响输入信号对系统被控量的有效控制，严重时必须加以抑制或补偿。
3.1 开环控制和闭环控制以恒温箱为例以书上晶闸管调速系统为例3.1 开环控制和闭环控制开环控制系统（Open-loop Control System)是指系统的输出端和输入端不存在反馈关系，系统的输出量对控制作用不发生影响的系统。
这种系统既不需要对输出量进行测量，也不需要将输出量反馈到输入端与输入量进行比较，控制装置与被控对象之间只有顺向作用，没有反向联系。
闭环控制系统（Close-loop Control System)系统的控制装置和被控对象不仅有顺向作用，而且输出端和输入端之间存在反馈关系，所以称为闭环控制系统，闭环控制系统就是反馈控制系统。
卫星通信系统介绍
1.【卫星通信系统概念】卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、水面和大气层）利用空中人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信。
卫星通信系统是由通信卫星、地球站和跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统。
通信卫星由若干个转发器、数副天线与位置和姿态控制、遥测和指令、电源分系统组成，其主要作用是转发各地球站信号。
地球站由天线、发射、接受、终端分系统及电源、监控和地面设备组成，主要作用是发射和接受用户信号。
跟踪遥测指令站是用来接收卫星发来的信标和各种数据，然后经过分析处理，再向卫星发出指令去控制卫星的位置、姿态及各部分工作状态。
监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开道前的监测和业务开通后的例行监测与控制，以便保证通信卫星的正常运行和工作2.卫星通信体制所谓通信体制，是指通信系统采用的信号传输方式和信号交换方式。
卫星通信系统的体制主要包括基带信号的类型及复用方式、中频(或射频)信号的调制方式、多址联接方式、信道分配方式等四个方面的内容。
其中复用方式和调制方式是无线通信中都要涉及到的，而多址联接和多址分配是卫星通信所特有的.3. 卫星通信地球站卫星通信系统中设置在地球上（包括大气层中）的通信终端站。
用户通过卫星通信地球站接入卫星通信线，进行相互间的通信。
主要业务为电话、电报、传真、电传、电视和数据传输。
卫星通信地球站按使用方式分为固定站、可搬运站和移动站(船载、车载、飞机载)；按通信性能分为标准站和非标准站。
在标准站中又分为A、B、C、D 4种类型。
典型的卫星通信地球站的基本组成包括：天线系统、高功率发射系统、低噪声接收系统、信道终端系统、电源系统、监控系统。
为实现用户间通信，还需有地面接口系统、信息传输系统和信息交换中心。
近年来世界各国竞相发展便于移动、便于安装的小型卫星通信地球站，发展了一种非常小口径通信终端()地球站，具有广阔的应用前景。
4.卫星通信的线路 (sorry 设计与测试未找到资料)在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条单跳单工或双跳单工卫星通信线路。
基于积分反推原理的天线定向伺服技术研究
警一 ＆—ｆ 一ｕＴ
一
一
∞
Ｔ 一 ｋ ｉ
式 中
、ｉ 、Ｒ、Ｌ分 别为 电机 绕 组 的 电 压 、 电 流 、电 阻 和 电感 ；０ 、∞分 别 为 转 子 的转 角 和 角 速
３ 无 槽 环 形 有 限 转 角 力 矩 电机 （ ＡＴＭ） Ｌ 的数 学 模 型 及 特 性
（ ）无槽 环 形绕 组 Ｌ １ ＡＴＭ 数 学模 型 假设 电机 无饱 和并 忽略铁 损 ，则 Ｌ ＡＴＭ 的动态 方 程可 表示 为
Ｌ ｄｉ Ｌ 一 一 ｉ— ｂ Ｒ ｉ一 ｋ ｗ
线 运 行状 况信 息 发送 到外 部 系统 。天 线有 俯 仰 、 —＝二二二］旋变＋ Ｄ 卜—］ Ｒ ｃ一 ＿ ＿
外
方 位 两个 自由度 ，俯仰 和 方位 Ｌ ＡＭＴ 直接驱 动
置
＝ ］ｆ
各 自旋转 轴上 的惯 量 负载 。位 置 传 感 器 采 用 高 部 精 度 １ 双 通 道 旋 转 变 压 器 ＋ Ｒ Ｃ 轴 角 解 码 统 ９位 Ｄ 模 块组 合 ，直 接 产 生 位 置 数 字 信 号 ，转 换 精 度 高 、不 易受 到 干扰 ，Ｒ ＤＣ模块 可输 出速 度 模 拟 信 号 。本文 只讨 论俯 仰 轴定 向伺 服 系统 。
进 电机低速 状态 下转 矩脉 动 比较 大 ，导致 伺服 系统 低速 匀速 时存 在抖 动现 象 。并 且谐 波减 速器存 在 间 隙 、传 动效率 和 刚度低 ，空 间机械 润 滑等一 系列 问题 。
无槽 环 形绕组 有 限转角 力矩 电机 （ ＡＴＭ） 行 在 一 定 角 度 范 围 内 ，可 直 接 驱 动 负 载作 快 速 运 Ｌ 运 动和准 确定 位 ，具 有惯 量低 、加 速度 高 、散热 好 、维护 少 及 可靠 性 高 等 特点 ，而且 只有 单 相绕 组 、
船载动中通天线伺服系统的实现
ｌ 船 载 动 中通 天 线 系统设 计
船 载动 中通天 线 系统一 般 由舱 室 内的天 线控 中只讨论 室 外天线 的部 分 。 船 载动 中通 天线 系统见 图 １ 。
船 载 动 中通 天线 伺 服 系统 的实 现
孙 卓越 。 陶 晓明
（ 清华大学 电子 系， 北京 １ ０ ０ ０ １ ０ ）
摘
要： 针对传统船载动 中通 天线 的伺 服系统设 计问题 ， 提 出一种 以单 片机 和 Ｄ Ｓ Ｐ芯 片为控制核 心 ， 配
合 闭环模 糊 Ｐ Ｉ Ｄ算法 ， 利用无 刷直流电机输 出， 捷联惯导测量反馈 的伺服 系统 实现方式 。并使 用了 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ进
船 载动 中通 天线 系统 的核 心是天 线机架 控制 单元 （ Ｐ ｅ ｄ ｅ ｓ ｔ ａ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｔ ， Ｐ Ｃ Ｕ） ， 它从 Ｇ Ｐ Ｓ模 块
获得 天线 的地 理位 置 信 息 ， 从 而计 算 出在 地 球 坐 标 系 中跟 踪上 目标 卫 星 所 需 的 理论 方 位 角 、 俯 仰 角 和极化 角 。罗经仪 能 提供船 在地球 坐标 系 中的 航 向角度 ， 而 方位 校 准 传感 器 则 能 提 供航 向与 天 线 指 向的相对 夹 角 ， 其 与 理论 方 位 角 的 差值 即为 天 线在 地球 坐标 系 中能跟上 目标 卫星 的所需 的转 移 方位 角度 。 同理 ， 水 平 倾 斜仪 能 提 供 天线 机 架 在两 个 水平 轴 向 （ 俯仰 、 横滚 ） 上的倾斜角度 ， 其 与理论 俯仰 角 、 横 滚角 （ 理论 横滚 角 为 ０ 。 ） 的差值 即为 天线在 地球 坐标 系 中能跟上 目标卫 星 的转移
高性能永磁同步电机伺服控制系统的设计与应用
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｈ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉｎ ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｆｓ ｔ ｌ ｔ ｎ ｅ ｎ ｃ ｖ ｙ ｔ ｍ，ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｄ ｓｇ ｓ ａ ｖ ｃｏ — ｓｒ ｃ ： ｃ ｒｉｇｔ ｔｅｈｇ ｒｃｓ ｅ ｕｒ ｏ ｏ ｅ ｎ ｓ ｏ ａｅｌ ｅ ａ ｔｎ ａ ｓ ｒｏ ｓ ｓｅ ｉ ｈ ａ ｅ ｅ ｉｎ ｅ ｔｒ
ｐｉ ｏｓｔｌｔ ａ ｔ ｎ ａｉ ｅｏｊ ｔ ｅｏ ａｊｓｎ ｅｓｅｄ ｄｔ ｉｉ ｅ ｏｉｏ ｎ ａｋｎ ｒｃｓ— ｌ ｄｔ ａｅｉ ｅ ａ ｏ ｅｌ ｅ ｈ ｂ ｃｉ ｆ ｄｕｔ ｇ ｈ ｅ ， ｅ ｒ ｎｎ ｔ ｓｉ ａ ｄｔ ｃｉｇｉｐｅｉ ｅ ｌｅｎ ｎ ｔ ｒ ｚ ｔ ｅ ｖ ｉ ｔ ｐ ｅ ｍ ｇｈ ｐ ｔｎ ｒ ｔ ｅ
ｃｎｒｌ ｇｐｒ ｎ ｎ ｍ ｇｅ ｓｎ ｈｏｏ ｓ ｏｏ Ｐ Ｍ）ｓｒ ｙｔ ａｅ ｎＤ Ｐ Ｔ ｅｗ ｏｅｄ ｉ ｙｔｍ ｉ ａ— ｏｔ ｉ ｅｍａｅｔ ａｎｔ ｙｃ ｒｎｕ ｔ ｄ ｎ ｍ ｒ（ ＭＳ ｅｖ ｓｓ ｍ ｂｓｄｏ Ｓ ． ｈ ｈｌ ｉ ｔ ｓｓ ｐ ｏ ｅ ｇａ ｌ ｅ ｓ
ｍ ａ ｎ ｔｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｍ ｏ ｏ ｅ ｖ ｙ ｔ ｍ ｇ ｅ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔ ｒ ｓ ｒ ｏ ｓ ｓｅ
ＷＡＮＧ － ｎ Ａｉｍｅ ｇ，ＺＨＡＮＧ ，ＬＩＨｅ ｍｉ ｇ Ｌｉ ｌ ｔ ｎｃＥ ｇｎｅ ｎ ， ｏ ｈＣ ｉ ｌ ｔｃＰ ｗ ｒ ｎｖｒｉ ， ａ ｉｇ ７０ ３ ｈｎ ） Ｓｈｏ ｅ ｒ ａ ａｄＥｅ ｒ ｉ ｎｉｅｒ ｇ Ｎ ｒ ｈｎ Ｅｅ ｒ ｏ ｅ ｉｅ ｔ Ｂ ｏｄ １０ ，Ｃ ｉ ｏ Ｅ ｃｉ ｃｏ ｉ ｔ ａ ｃｉ Ｕ ｓｙ ｎ０ ａ
第３ ８卷第 ４期
２ １ 年 ７月 ０１
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈卫星天线伺服控制系统
摘要：随着社会的不断发展，人们对于卫星通信服务的需求越来越大，甚至
人们的生活已经无法脱离卫星通信服务，在这样的背景下，必须要对卫星天线伺
服控制系统进行进一步的研究，从技术层面保障人们的卫星通信需求为人类科技
的进一步发展作出贡献。
为此，本文将简单探讨卫星天线伺服控制系统的相关内容。
关键词：卫星天线；伺服控制系统；卫星通信
引言：卫星通信主要是利用中低轨道的卫星作为中继站，接收来自范围内的
语音通信，并将信号转发给对应的接收目标。
随着卫星通信的不断发展，除了原
有的语音通信功能之外，卫星还实现了全球范围内的通信功能，除此之外，所衍
生出的全球定位系统也成为了人类日常生活和各行各业发展的重要技术，在军事、生产和交通领域。
产生了极为深远的影响。
伺服控制系统是机载卫星在运行过程
中的一项重要系统，它能够保障地面目标与机载卫星之间实现实时连接，因此研
究伺服控制系统对于卫星通信的发展有很大的帮助。
1.
相关概述
1.
伺服控制系统的概述
伺服控制系统是一项自动化控制系统，它是指通过机械位置和角度的方式对
系统实现自动化控制的系统，该项技术被广泛应用于卫星通信或机械制造中，能
够实现对控制目标进行准确快速定位的作用。
伺服控制系统相较于其他的自动化
控制系统，在控制过程中具有响应速度快、定位足够准确、转动惯量较大的优点，为了满足伺服控制系统的工作，通常要配备专门的伺服电机，伺服电机的驱动单
元便称之为伺服驱动单元[1]。
1.
卫星伺服控制系统的原理
为了满足卫星天线的特殊需求，要在将伺服控制系统设计在卫星天线的转向中，而在对卫星天线进行伺服系统的开发设计时，要根据卫星的星载计算机设置
而满足工作目标。
通常要想实现卫星天线更快更精准的对准目标卫星，通常需要
对其建立两个方位的伺服平台的天线座，从方位和仰俯两个角度实现天线方位自
由自动化控制。
目前我国所采用的卫星天线伺服控制系统。
常见的频段包括Ka、Ku和C频段，C频段主要是卫星广播电台在使用，在电视频道或电台频道这些信
号需求量较小的地方，通常会借助C频段实现较的数字业务传输。
而针对一些对
于流量需求量相对较大的地方，如一些在千兆比特社区的数字业务，或是需要满
足特殊需求的业务时通常会用到Ka频段。
Ku频段除了实现信息的传输之外还可
以用作机载卫星的检测，及时地了解目标卫星可能存在的问题并对其进行更正，
保障卫星通信工作能够以更加稳定和安全的方式开展。
1.
伺服电机的特点
伺服电机是组成伺服系统的重要组成部分，在卫星天线的伺服系统中也不可
缺乏。
伺服系统主要是通过信息技术所预定的程序对于机械实施的转动控制，而
要想实现这一精准控制就必须要按照预定的程序供给电流，这便是伺服电机的重
要作用。
在伺服系统的工作中，需要将电压进行特殊的处理，以固定的速度和距
离输入到天线的转动控制中。
伺服电机在传输电流时便可以实现电流稳定的传出，而且在工作时所产生的噪音相对较小，如果换用其他的电机进行电流传送，一方
面容易造成较大的能源损失，导致卫星天线在伺服控制系统具体的实施过程中无
法实现高效的控制，也容易由于电流不稳定而产生一系列的其他问题。
1.
卫星天线伺服控制系统的设计
1.
数学模型的建立
伺服控制系统主要还是利用算法程序实现自动化控制的，而这一控制系统又
是非线性系统，内部的关系极其复杂，需要多个变量相互配合并用强耦合的方式
进行线性关系的建立。
因此在构建数学模型时，一定要对其运动情况进行深入分析，要将系统的运动规律和算法的变量进行线性关系的建立，了解伺服系统整个
动态模型以及相关的数据，然后建立相应的函数关系与数学模型，从而为下一步
的系统设计提供最基本的基础。
1.
硬件结构的设计
硬件是支撑伺服系统运作的平台，伺服系统的硬件提供了伺服电机的接口，
是整个系统运作的基础。
其主要由伺服控制器电路、电源电路、轴角解码电路、
限位检测电路四个主要部分组成，这些硬件的组合促使相关程序和算法能够在硬
件内实现正确的运作。
首先要想实现伺服系统的正确运转，要根据实际情况选择
相应的主控芯片，主控芯片作为伺服控制器电路的核心内容也是整个伺服系统的
重要硬件系统，它通过自身的存储和程序控制，实现预定程序的控制工作，使伺
服控制器在预期的算法下实现自动化控制。
限位检测电路的作用是保证整个转动
装置能够在指定的范围内完成控制工作，这就需要在伺服系统内设置一定的限位
开关，限位开关的状态将会直接影响到限位检测电路的运算，使其结合软件来对
整个系统实现限位功能。
电源电路在设置时，不仅需要相应的伺服电机作为电源提供，在选择伺服电
机时，不仅要将电机的电流和电压控制在能够满足系统运作的范围内，更是要利
用相应的稳压器，保证电源电路的电流和电压供给足够稳定。
由于系统所需要的
电压和电流在具体工作时的数值是不同的，这就需要稳压器，及时地对电流和电
压进行调整，电源电路内的稳压器要求需要输出精度高，且能够对系统进行保护，具有相应的安全性才可实现电源供给工作。
除此之外，还需要借助差分放大器对
电压信号进行控制，这样当电源电路输入正电压时电机朝着正向运转，反之则电
机朝着反向运转，电压信号的绝对值大小还会对伺服电机的转动速率造成影响，
这样的差分放大电路将会有效地实现电压调控。
目前国内选择的运算放大器为高
性能内补偿的单运放放大器，它能够利用较低的功耗而实现对电压电路的补偿，
及时地对电源电路进行断路保护。
1.
主程序的设计流程
伺服系统的运作需要通过严密的算法对其进行控制，这就需要完成对主程序
进行复杂的设计流程，从而保证系统内的各个功能和板块能够相互协同运作，保
证卫星系统的专项任务能够顺利完成。
首先在相关数据传入到系统内时，系统要
根据相关的数据进行选择和调整，根据系统的内容选择最佳的频段，为不同需求
下的工作内容寻找最佳的工作路径。
与此同时，系统要通过相应的算法实现伺服
控制系统有关参数的清零，对卫星天线的方位和杨府参数及时地完成归零操作。
当对需要传输的数据进行调整和保存后，利用其他算法得出相应的指令，根据指
令决定是否进行下一步操作，在确定下一步操作需要进行后，便需要根据数据和
频段对相关参数进行再次载入，然后计算预定的角度并根据角度设置相应的运动。
伺服系统在得到相关的小数之后，便根据角度的正负数来调整电路输出的状态，
伺服电机的直流状态可以输出正负电压而保证可以实现相关工作，一般常见的电
压状态包括+3.3伏、±15伏等[2]。
结束语：总的来说，伺服系统作为对卫星天线控制的一项自动化控制系统，
在卫星天线的通信领域得到了极为广泛的应用，在这样的状态下，就需要对其原
理和设计流程进行深入分析，以实现对伺服系统的不断优化。
参考文献：
[1] 冀祯. 浅谈卫星天线伺服控制系统[J]. 数字化用户.
[2] 景丹玉, 韩刚. 卫星天线伺服控制系统研究[J]. 冶金丛刊, 2016.。