卫星天线控制系统对多副天线的控制
有线电视技术 卫星广播
ＳＩＯＮＡＬ ｌ｜ＥＶＥＬ 跟踪接收机—瓦瓦『－ 上位机 Ｃａｂｌｅ２
２２０Ｖ电源 天线控制单元 （ＡＣＵ） Ｃａｂｌｅ４ ＥＬＥＶＡＴＩＯＮ Ｑ三＝垒垦 ！ Ｃａｂｌｅ６
Ｃａｂｌｅ７ Ｃ０ＮＴＲＯＬ ＯＵＴ 天线驱动单元 （ＡＤＵ） 方位旋变 俯仰旋变 极化旋变
一 方位电机 一 俯仰电机 线／圆转换电机 极化面调整电机 方位、俯仰限位开关 极化到位开关 极化面限位开关 ３８０Ｖ电源 图２ ３９１０７一ＤＴ天线控制系统电缆连接示意图 系统的核心。它根据天线方位（ＡＺ）、俯仰（ＥＬ）和极化 （ＰＯＬ）轴传感器传来的信号，显示天线实时角度。根据 面板操作键盘的状态、跟踪接收机的信号电平及天线 状态，产生到天线驱动单元（ＡＤＵ）的控制命令，并把天 线驱动单元送来的限位状态、系统故障等显示出来。 ３主要功能和技术指标
３．１ 主要功能 天线实时位置显示：ＡＣＵ根据天线方位、俯仰和 极化轴的位置，进行角度编码，并把方位、俯仰和极化 角度显示在ＬＣＤ屏上。 手动控制：通过ＡＣＵ面板上转向键的控制，可使 天线在顺时针（ｅｗ）、逆时针（ｃｅｗ）、上抬（ｕｐ）或下俯 （ｄｏｗｎ）方向上转动。 位置指定：ＡＣＵ既可根据所指定的卫星代号，使 天线自动转向目标，又可在当前指向的基础上，根据 输入的角度偏移量，使天线偏移一定的角度后自动停 止。 步进跟踪：ＡＣＵ可根据跟踪接收机提供的信号 电平的大小，使天线自动跟踪目标卫星。 线极化／圆极化转换：一键切换线极化／圆极化状 态。 极化面调整：通过ＡＣＵ面板键盘调整线极化极 化角。 参数设置：用户通过面板上的键盘，按照ＡＣＵ提 供的菜单，可输入和修改各种工作参数。 双速驱动：采用三相交流变频调速器实现方位和 俯仰的双速驱动。 控制保护装置：在方位、俯仰和极化运动范围极 限位置处设有限位开关，天线到达限位位置时停转并 显示，此时只能使天线反向运动。在ＡＤＵ箱体上设有 急停开关，在紧急情况下，可迅速控制天线停转。 本控及远控功能：ＡＤＵ具有本机控制天线运动 的功能和由ＡＣＵ远控的功能。 ３－２主要技术指标 角度显示范围：方位０。至３５９．９９。，俯仰０。至 ８９．９９。，极化０。至３５。（选配）。 角度显示分辨率：方位和俯仰０．０１。，极化０．１。 （选配）。 跟踪精度：１／１０接收波束宽度。 预置星数：１０颗卫星。 驱动方式：方位和俯仰为三相交流变频调速，极 化为单相交流恒速（选配）。 驱动功率：方位和俯仰３．７ｋＷ，极化０．２ｋＷ（选 配）。 适应环境：室内温度＋１０￣Ｃ－＋３０￣Ｃ，湿度９０％ （２５℃），室外温度一２５℃～＋４５℃，湿度９８％（２５℃）。 交流电源：ＡＣＵ电压为２２０Ｖ±１Ｏ％，ＡＤＵ电压为 ３８０Ｖ＿＿．１０％，三相五线，频率为５０Ｈｚ。 ４ 用于控制多副卫星天线的改造
用接触器和继电器，将不同天线的跟踪接收机信
２０ １ １年第７期（总第２ ５ ９期） ● 一 一 一一 一一 一一
卫星广播 有线电视技术
天 线 控 制 系 统 天线ｌ
天线Ｎ 图 ３ 号、角度传感器信号、方位俯仰极化电机电源、控制保 护装置信号等切换接人天线控制系统，完成对不同天 线线束的切换，如图３所示。改造完成后，同一时间只 能对一副天线进行卫星跟踪。这对很多天线的使用来 说是没有问题的，因为对于稳定运行的卫星，很多天 线特别是接收天线寻星结束后长期使用不需调整，只 在寻星时要用到天线控制系统。 ５天线控制器的设置
一套天线控制系统控制多副天线，对于每副天线 来说，在天线第一次切换接人天线控制系统后，ＡＣＵ 显示的角度是一个随机值，该角度不能代表天线真正 的方位角、俯仰角和极化角，因此必须对角度进行基 准校定。方法是利用已知卫星来校定，首先将天线都 调到一颗已知轨道经度的卫星上，计算出天线的实际 方位角、俯仰角和极化角，对天线控制器做适当的设 置即可完成校定。 设置步骤： （１）把需要控制的天线都调到同一颗卫星上，例 如中星６Ａ（东经１２５。）。 （２）以广东广播电视卫星地球站（东经１１３．００。， 北纬２２．５０。）为例，根据公式计算出接收该卫星的俯 仰角和方位角： ｃｏｓＣＰ＝０．９７８，ｃｏｓ０＝０．９２４，ｔｇ￣＝－０．２１３，ｓｉｎ０＝０．３８３ 懒Ｅ＝ａｒｃｔｇ 器＝６０－３６８。 方位角Ａ：１８０￣＋ｔｇ－ｌ乌 ：１５０．９。 （３）在天线控制器（ＡＣＵ）参数设置菜单下，键人 数字１键，并按回车键“一”，ＡＣＵ进人编码器角度标 定菜单： 闪烁的光标指示角度输入的位置，显示的角度为 随机显示的方位、俯仰和极化角度值。输入计算得到 图４编码器角度标定菜单 的天线真实方位、俯仰和极化角度，如图４所示。按回 车键“一”，光标即移至下一角度输入位置。角度不需 修改时可直接按“一”键切换光标位置。全部修改无误 后按“ＥＸＩＴ”键退至上一级菜单，即完成俯仰角和方位 角的基准标定。 天线的极化角电动调整是选配的配置，一般比较 少选配。在没有选配的情况下，极化角的基准校定不 用设置。 需要注意的是：控制不同的天线，控制器的软件 限位值要根据各天线的情况重新设定，使与所控制天 线适应。其他参数，如星位预置（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｒｅｓｅｔ）、跟踪 参数设置（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｓｅｔ）、控制选择 （Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｓｅｌｅｃｔ）等，与控制一副天线时的设置相 同 ６ 控制多副天线 用一套天线控制系统控制多副天线，大大提高了 天线控制系统的使用效率。为了操作方便，可以把电 脑作为上位机对天线控制单元进行远程控制，在天线 控制单元ＡＣＵ的ＲＳ一２３２串行口连接上电脑，电脑对 ＡＣＵ的操作控制命令及ＡＣＵ对电脑的响应均通过这 个ＲＳ一２３２串行口完成。 （１）接口通讯方式 物理接口：ＲＳ一２３２串行接口。 通讯方式：采用异步半双工通讯方式，ＡＳＣＩＩ数 据编码。 字符格式：一个起始位、８个数据位、一个停止 位，无校验。 波特率：１９．２ｋｂｐｓ。 （２）指令格式 设备的ＲＳ一２３２接口工作在半双工方式，不主动 发送数据，只有当上位机发来的信息符合，才根据要 求返回有关数据。 （３）６ｔ态查询命令 无论ＡＣＵ工作于本机控制或上位机控制，上位
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有线电视技术 卫星广播
表 ２ ｂ７ ｂ６ ｂ５ ｂ４ ｂ３ ｂ２ ｂｌ ｂ０ ＡＤＵ控制状态 ＰＣＣＷ限位状态 ＰＣＷ限位状态 ＤＯＷＮ限位状态 ＵＰ限位状态 ＣＣＷ限位状态 ＣＷ限位状态 １：本控 空 １：限位 １：限位 １：限位 １：限位 １：限位 １：限位 ０：ＡＣＵ控 ０：正常 ０：正常 ０：正常 ０：正常 ０：正常 ０：正常 ｂＯ￣ｂ５的限位状态每位均表示软件限位状态。 表３ ｂ７ ｂ６ ｂ５ ｂ４ ｂ３ ｂ２『ｂｌ Ｉ ｂ０ ， ＡＣＵ工作方式： ｂ２ｂｌｂＯ＝０００待机 ＡＣＵ控制状态 ｂ２ｂｌｂＯ＝００１手动 空 空 空 １：远控 空 ｂ２ｂｌｂＯ＝０１０跟踪 ０：本控 ｂ２ｂｌｂ０＝０ｌ１选星 ｂ２ｂｌｂ０＝ｌｏｏ偏移 ｂ２ｂｌｂＯ＝１０１极化控制
机均可通过状态查询命令查询ＡＣＵ工作状态。 状态查询命令：ＳＴＡＴＵＳ一？（ＣＲ） ＡＣＵ响应：ＡＺ一１ ８５．２３，ＥＬ＿０３５．４５，ＰＯＬ＿０８０．２， ＡＧＣ一６．６５，ＬＭＴ＿００，ＳＴＡ一０（ＬＦ） ＡＣＵ响应内容包括：天线方位角、俯仰角、极化 角，跟踪接收机ＡＧＣ电平，限位状态和ＡＣＵ工作方 式。 限位状态字节１编码如表１所示。 限位状态字节２编码如表２所示。 ＡＣＵ工作方式字节编码如表３所示。 当ＡＣＵ工作于本机控制方式时，只接受状态查 询命令，对其它命令的响应均为：ＡＣＵ—ＩＮ—ＬＯＣＡＬ （ＬＦ）。 （４）控制命令 当ＡＣＵ工作于上位机控制方式时，可以接受下 列命令并作出响应： 顺时针转动命令：ＣＷ—ＯＮ（ＣＲ）。顺时针停止命 令：ＣＷ＿ＯＦＦ（ＣＲ）。逆时针转动命令：ＣＣＷ＿ＯＮ（ＣＲ）。 逆时针停止命令：ＣＣＷ＿ＯＶＦ（ＣＲ）。上抬转动命令： ＵＰ＿ＯＮ（ＣＲ）。上抬停止命令：ＵＰ＿ＯＦＦ（ＣＲ）。下俯转动 命令：ＤＯＷＮ—ＯＮ（ＣＲ）。下俯停止命令：ＤＯＷＮ—ＯＦＦ （ＣＲ）。方位俯仰高速命令：ＨＩＧＨ（ＣＲ）。方位俯仰低 速命令：ＬＯＷ（ＣＲ）。线极化命令：ＬＩＮＥ（ＣＲ）。圆极化 命令：ＣＩＲＣＬＥ（ＣＲ）。极化面顺时针转动命令： ＰＣＷＯＮ（ＣＲ）。极化面停止命令：ＰＣＷ＿ＯＦＦ（ＣＲ）。极 化面逆时针转动命令：ＰＣＣＷ＿ＯＮ（ＣＲ）。极化面逆时 针停止命令：ＰＣＣＷ＿ＯＦＦ（ＣＲ）。当ＡＣＵ接到上述命 令能正常执行时。返回状态为：ＯＫ（ＬＦ）。当Ａ℃Ｕ不 能正常执行上述命令时，返回状态为：ＦＡＵＬＴ（ＬＦ）。 当ＡＣＵ接到上述命令之外的命令时，返回状态为： ＥＲＲＯＲ（ＬＦ）。 ７ 结束语
将地球站的多副卫星天线集中由一套卫星天线 控制系统来调整控制，改变了以前一副天线必须配备 一套天线控制系统的思维定式，不光节省了投资成 本，减少机房的布线，减少设备占用机房的空间，而且 使用、管理维护更加简单方便，提高了对天线控制的 可靠性。Ａ
２ ０ １ １年第７期（总第２ ５９期）
12米卫星接收天线分系统控制信号传输改造
科技论坛 ・１３・
１２米卫星接收天线分系统控制信号传输改造
张作君李娜
（佳木斯气象卫星地面站，黑龙江佳木斯１５４００７）
摘要：现行的中长距离信号通信一般采用电信号传输方式。电信号中长距离传输易受外界电及电磁影响，如感应雷、电平不足等影 响传输设备及传输质量，传输距离过长也会因电平过低导致信号减弱。目前国内外各种型号的卫星接收天线设备及自动气象站设备因研
发周期长，中长距离信号通信均采用电信号传输，而国内局部地区受雷电影响较多，电信号中长距离传输易受外界电及电磁影响，如感应
雷、电平不足等影响传输设备及传输质量。鉴于近年来新的通信传输技术的出现，可以使用新的通信传输技术对中长距离信号通信方式 进行改造，使中长距离信号通信更加稳定可靠，有利于提高卫星接收天线控制系统、自动气象站数据传输系统、自动雨量点数据传输系统
的使用更加稳定。 关键词：１２米卫星接收天线；信号；改造
１整体概况
ＦＹ一３气象卫星地面接收系统的１２米卫星接
收天线分系统采用的是中电３９所生产的１２米卫
星接收天线，该接收天线控制通信系统，要求实时 性，高速，高可靠，长距离，对信号传输质量要求
高。厂家提供的屏蔽电缆来保证数据传输质量，速
度，在运行中，因传输距离远，受到干扰，感应雷 等，出现故障，导致一些不可控制后果。影响数据
可靠接收。由于厂家在地面卫星接收系统的研发
过程较为漫长，近年来新出现的中长距离信号通 信方式没有及时的更新应用到卫星接收天线上，
为减少以上问题的发生，必须采用一种新型的传 输方式，隔离前后端设备，减少地线扰动对信号传
输影响，防止感应雷对设备损坏，解决存在问题。
１２米卫星接收天线分系统的天伺馈子系统由 天线控制单元（ＡＣＵ）、天线轴角编码单元（ＰＤＵ）、
天线驱动单元（ＡＤＵ）、功率变压器、驱动执行元 件、测角元件、天线控保装置等构成（图一）。
其中天线轴角编码单元（ＰＤＵ１、天线驱动单元 （ＡＤＵ）、功率变压器、驱动执行元件、测角元件、天
数字卫星天线跟踪控制器的研制
２００６年１２月 第２１卷第４期 山东师范大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｄｅｅ．２Ｏ０６ Ｖ０１．２１ Ｎｏ．４
数字卫星天线跟踪控制器的研制＊
卢洪武 李天平 杜 军 周茂霞 史玉龙
（山东师范大学传播学院，２５００１４，济南∥第一作者４９岁，男。教授）
摘要分析了引起卫星天线指向偏离卫星的原因，介绍了一种用Ａ ９Ｃ５１单片机实现的卫星天线跟踪控制器的控制原理， 硬件电路结构及软件设计方法；简述了跟踪控制软件采用的步进算法和误差补偿技术，实现了对卫星天线的精确控制． 关键词卫星天线；跟踪控制；单片机
中图分类号ＴＮ ９４８．５５
． 由于地球重力分布的不规则性及太阳风压等因素对同步通信广播卫星的影响，使卫星在轨道位置上发生偏移．当卫星使
用年久时，其姿态控制能力下降，漂移现象更为严重．从而使没有跟踪控制系统的天线指向偏离卫星．从另一角度考虑，采用
大口径天线接收Ｋｕ波段信号时，因频率高天线主波束宽度窄，天线受风力或自身形变等因素的影响会造成其指向偏离卫星，
使天线接收增益大幅度下降，造成通信或广播信号中断．所以研制一种高可靠性的卫星天线自动跟踪控制系统，对保证卫星
信号接收质量意义重大．
１控制原理
卫星天线跟踪控制系
统如图１所示．卫星天线
的调整分搜索和自动跟踪
两个过程．搜索是调整天
线俯仰角和方位角使其指
向欲接收卫星的过程，此
时天线已基本对准卫星， 可以收到信号．之后，控制
系统进入寻优和自动跟踪
状态．自动跟踪与搜索过 程不同的是：它以接收到 图１卫星天线跟踪控制系统原理框图
的卫星信号作为调节依据，搜索完毕时系统已接收到卫星信号，但是天线并未准确对星，控制器控制天线在一定范围内反复
扫描，找到接收信号最强的位置，测出信号的大小并存储，此后用该信号与后续信号比较．当发现接收信号与存储的极值之
基于单片机的卫星天线伺服系统
2012年4月内蒙古科技与经济April2012
第7期总第257期
InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyNo.7
TotalNo.257
基于单片机的卫星天线伺服系统
邢建钢,田世军
(内蒙古广播电影电视局501台,内蒙古呼和浩特 010070)
摘 要:介绍了卫星天线伺服系统的主要任务是使天线快速而准确地转动到应对准的目标卫星。针
对各个跟踪系统的方案所具有的各自不同的针对性,探讨了天线伺服系统的最佳方案。
关键词:卫星天线;稳定控制系统;单片机;步进电机
中图分类号:
TM383.6∶
TN828 文献标识码:
A 文章编号:1007—6921(2012)07—0069—02
1 卫星天线伺服系统的硬件设计
1.1 天线及其控制器硬件设计
硬件是指单片机微处理器及其外围设备之和,
包括:中央处理器、存储器、显示器、人机对话的键
盘、
D/
A转换器、
A/
D转换器、接口电路和驱动电路
等。
微处理器是整个跟踪系统程序执行的核心,它
负责完成被控对象的各种参数的判断、监控和处理;
微电脑的接口是信息的传输通道,其主要作用是微
处理器通过传输通道将电信号转换成各种驱动信
息,来完成对外设的控制动作,其次是主机与外设之
间负载的匹配、电平的转换和电器隔离等。执行机构
是机械部分包括各种继电器、电机、电磁铁等。天线
跟踪系统控制器的总体硬件结构图如图1所示。
图1 硬件系统框
1.2 天线控制器的硬件模块
整个天线控制器的应用系统主要包含如下机构
模块:单片机模块、电机驱动模块、信号采集提取模
块。
1.2.1 单片机的选型
笔者采用Atmel公司16位80C51系列单片机
AT89
C51结构,作为系统的主控芯片,分别控制方
位电机和俯仰电机。作为主机负责控制方位电机和
俯仰电机及其键盘处理等功能。
1.2.2 信号采集取样模块
采集取样模块包含了直流信号电平的采集。由
于所需采集的电压值采样范围0～+7.5V,所以在
选取的时候要用
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：
卫星监测多波束天线技术研究
电波卫士Radio Wave Guard
2017.08数字通信世界
63馈源介质透镜1 引言
多波束天线能实现一副天线同时接收多路信
号的功能，在卫星监测中开始得到越来越广泛的应
用。目前，多波束天线在星载天线上得到了较为广泛
的运用，而地球站天线由于较高增益要求使用多波
束天线的成本仍然较高，导致运用不够广泛。随着卫
星数量的爆炸性增长，及天线成本的下降，未来多
波束天线将是卫星监测天线的主流天线技术之一。
2 多波束天线
2.1 多波束天线的定义
多波束天线是指能产生多个高增益波束的天
线，这些波束（称为元波束）可以合成一个或几个成
形波束，以覆盖特定的空域。目前多波束天线主要
有三种形态：透镜式、反射面式、相控阵式等三种基本形式，此外，还有以相控阵作为反射面或透镜
馈源的混合形式。
2.2 透镜式多波束天线
利用透镜把馈源所辐射的能量汇聚起来形成一
个锐波束，当透镜焦点附近设置多个馈源时，便相应
形成指向不同的多个元波束。其工作原理如图1所示。
作者简介：蔡鸿昀，本科，助理工程师，主要从事无线电监测、卫星干扰源上行站定位以及卫星监测设备维护工作，主要研究方向为卫星监测新技术、天
线技术研究等。
李思静，本科，工程师，主要从事无线电监测、短波监测定位以及卫星干扰源上行定位工作，主要研究方向为短波监测新技术、信号分析等。
周 平，硕士研究生，工程师，主要从事无线电监测、卫星干扰源上行站定位工作，主要研究方向为卫星监测新技术、
天线技术等。卫星监测多波束天线技术研究
蔡鸿昀，李思静，周 平
（国家无线电监测中心深圳监测站，深圳 518120）
摘要：本文综述了三种主要形态的多波束天线，并分别给出其工作原理图，对三种基本多波束天线进行了性能比较。
关键词：多波束天线；卫星监测；相控阵天线
doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.08.026
中图分类号：TN82 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2017）08-0063-05
4.5米电动固定站卫星天线操作手册
天线控制系统
用户手册
（Ver. 2010）
航天恒星空间技术应用有限公司
天线控制系列产品 天线控制系统用户手册
航天恒星空间技术应用有限公司 i
目 录
1 概述 ............................................................................................................................................................ 3
2 主要功能和技术指标 ................................................................................................................................ 3
2.1 主要功能 ................................................................................................................................................. 3
2.2 主要技术指标 ......................................................................................................................................... 4
3 ACU 操作说明 ........................................................................................................................................... 5
《卫星天线融雪控制与监测系统的设计》范文
《卫星天线融雪控制与监测系统的设计》篇一
一、引言
随着现代卫星通信技术的飞速发展，卫星天线作为其关键设备，发挥着日益重要的作用。然而，在寒冷的地区或季节，卫星天线可能遭受积雪的影响，导致信号接收质量下降甚至完全中断。因此，为了保障卫星通信的稳定性和可靠性，设计一套卫星天线融雪控制与监测系统显得尤为重要。本文将详细阐述该系统的设计思路、原理及实施方法。
二、系统设计目标
本系统设计的主要目标是实现对卫星天线的融雪控制与实时监测，以保障卫星通信的稳定性和可靠性。具体包括以下几个方面：
1. 实时监测卫星天线的积雪情况，为融雪控制提供依据。
2. 通过智能融雪控制，有效清除卫星天线上的积雪。
3. 实时监测融雪过程，确保融雪效果及系统安全。
4. 提供友好的人机交互界面，方便用户操作和查看系统状态。
三、系统组成及工作原理
本系统主要由融雪控制模块、监测模块、通信模块和人机交互模块组成。
1. 融雪控制模块：根据卫星天线的积雪情况，自动或手动控制融雪设备的启动和停止。该模块采用先进的传感器技术，实时检测卫星天线的积雪情况，并根据设定的阈值自动启动融雪设备。同时，用户也可以通过人机交互模块手动控制融雪设备的运行。
2. 监测模块：负责实时监测融雪过程和卫星天线的状态。该模块采用多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，实时采集融雪过程中的温度、湿度、压力等数据，并通过数据分析处理，判断融雪效果及系统安全。
3. 通信模块：负责将监测模块采集的数据传输到人机交互模块，以及将控制指令从人机交互模块传输到融雪控制模块。本系统采用无线通信技术，以保证在各种环境下都能实现稳定的通信。
4. 人机交互模块：提供友好的操作界面，方便用户查看系统状态、控制融雪设备、设置阈值等。该模块采用触摸屏或电脑等设备实现人机交互。
四、系统实施步骤
1. 现场调研：了解卫星天线的实际情况，包括天线类型、安装环境、积雪情况等。
卫星天线工作原理
卫星天线工作原理
卫星天线是指用于接收和发送卫星信号的一种设备。它是卫星通信系统中不可或缺的组成部分，通过接收卫星发射的信号，实现与地面站之间的通信。下面将就卫星天线的工作原理进行详细介绍。
一、卫星通信的基本原理
卫星通信是利用地球上的卫星作为中继站，将信号从发射地传送到接收地的一种通信方式。它的基本原理是：发射站将信号通过天线发射到卫星上，卫星再将信号转发给接收站的天线，最后接收站的天线将信号接收下来。因此，卫星天线在卫星通信中起到了至关重要的作用。
二、卫星天线的组成
卫星天线主要由反射器、馈源、支架和驱动机构等部分组成。其中，反射器是卫星天线最关键的部分，它负责将从卫星发射的信号聚焦到馈源上。馈源则将信号传输到接收机或发射机。支架则是将反射器和馈源固定在一起，同时可以调整卫星天线的方向。驱动机构则用于控制卫星天线的方向和角度。
三、卫星天线的工作原理
卫星天线的工作原理可以简单分为两个步骤：接收和发送。
1. 接收信号 当卫星天线接收信号时，首先需要将信号从卫星上反射到反射器上。反射器是一个弧形的金属板，可以将信号聚焦到馈源上。反射器的曲率和大小对信号的接收效果有直接影响。接收到的信号经过馈源传输到接收机，进而进行解调和处理。
2. 发送信号
当需要发送信号时，卫星天线的工作原理与接收相反。发射机会将信号发送到馈源，然后通过馈源传输到反射器。反射器将信号反射到卫星上，再由卫星转发到目标地。发送信号时，卫星天线的方向和角度需要根据通信需求进行调整。
四、卫星天线的调整和控制
为了保证卫星天线的正常工作，需要对其进行调整和控制。首先是方向的调整，卫星天线需要指向卫星的方向，以接收或发送信号。其次是角度的调整，卫星天线的角度需要根据卫星的轨道和位置进行调整，以确保信号的传输质量。调整和控制卫星天线可以通过驱动机构来实现，驱动机构可以根据预设的参数自动调整卫星天线的方向和角度。
总结：
卫星天线是卫星通信系统中不可或缺的组成部分，它通过接收和发送信号，实现了地面站与卫星之间的通信。卫星天线主要由反射器、馈源、支架和驱动机构等部分组成，其工作原理是利用反射器将信号聚焦到馈源上，再通过馈源传输到接收机或发射机。卫星天线需要根据通信需求进行调整和控制，以保证信号的传输质量。卫星天线在现代通信中起到了至关重要的作用，为人们的通信提供了便利。
对地面卫星接收天线系统主要技术要求
对地面卫星接收天线系统主要技术要求
地面卫星接收天线系统是用于接收卫星信号的重要设备。它的主要技术要求包括以下几个方面：
1. 高增益：地面卫星接收天线系统需要具有高增益特性，以增强接收到的卫星信号强度。通过增加天线的尺寸和优化反射面形状，可以提高天线的增益。
2. 宽频带：地面卫星接收天线系统需要具有宽频带特性，以接收不同卫星信号的传输频段。这要求天线的设计要考虑到频率范围和带宽的匹配，以保持较低的驻波比和较高的带宽利用率。
3. 高方向性：地面卫星接收天线系统需要具有高方向性，以提高对卫星信号的接收灵敏度。通过采用抛物面或方形反射面，可以实现高方向性的目标。
4. 高稳定性：地面卫星接收天线系统需要具有高稳定性，以确保在恶劣环境条件下仍能正常运行。这要求天线具备抗风、抗雨、抗震等性能，同时需要考虑到温度变化对天线结构和电气性能的影响。
5. 低副瓣：地面卫星接收天线系统需要具有低副瓣特性，以减少对附近干扰源的敏感度。这需要采取一系列措施，如合理选择天线结构、优化反射面形状、设计有效的电磁屏蔽等。
6. 高效率：地面卫星接收天线系统需要具有高效率特性，以提高信号接收的能量利用率。这要求天线设计要尽可能减少能量损耗和辐射损耗，同时考虑到天线的工作频率和输入阻抗匹配等问题。
7. 兼容多种信号制式：地面卫星接收天线系统通常需要支持多种不同的卫星信号制式，比如GPS、Glonass、Beidou等。这要求天线设计要具备相应的频率范围和信号处理能力，以适应不同的信号制式和信号强度。
总之，地面卫星接收天线系统的主要技术要求包括高增益、宽频带、高方向性、高稳定性、低副瓣、高效率和兼容多种信号制式。在实际设计中，需要综合考虑这些技术要求，并根据具体应用场景进行优化和选择，以确保地面卫星接收天线系统的性能和可靠性。
基于多天线GPS的船载卫星天线跟踪系统
９０ 传感器与微系统（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ） ２０１０年第２９卷第２期
基于多天线ＧＰＳ的船载卫星天线跟踪系统
高恭娴，乔洁
（南京信息职业技术学院电子信息系，江苏南京２１００３６）
摘要：为了克服传统的船载卫星天线跟踪系统因采用多种传感器带来的硬件成本高、软件接口复杂、系 统运行速度慢和精度低等问题，提出了用多天线ＧＰＳ姿态测量的方法，将ＧＰＳ天线直接安装在卫星接收 天线上，根据ＧＰＳ各个天线的三维位置信息数据计算船载卫星天线的姿态，再由卫星的位置计算天线相 对于卫星的角度并进行跟踪，实现了用一种传感器完成船载天线跟踪系统的姿态测量与控制。系统在内 湖和海上进行多次测试，测试结果表明：在船体航行过程中电视信号的强度保持在６０％￣７０％之间，对亚 洲２号卫星进行移动跟踪的方位角误差的测试数据在±１．５。之间。该设计具有测试方法简单、误差小、成 本低和使用方便等特点，有广泛的市场前景。 关键词：单片机；控制系统；姿态测量；伺服系统；接收天线 中图分类号：Ｖ５５６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－９７８７（２０１０）０２－００９０－０３
Ｏｎｂｏａｒｄ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ａｎｔｅｎｎａ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ｍｕｌｔｉ．ａｅｒｉａｌ ＧＰＳ
ＧＡＯ Ｇｏｎｇ—ｘｉａｎ，ＱＩＡＯ Ｊｉｅ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｏｎｂｏａｒｄ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ａｎｔｅｎｎａ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅｓ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｓ．ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｓ ｍａｎｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｃｏｓｔ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ，ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，ｓｌｏｗ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ，ｌｏｗ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａ ｍｕｌｔｉ—ｅｒｉａｌ ＧＰＳ ａｔｔｉｔｕｄｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｓｔａｌｌｓ ｔｈｅ ＧＰＳ ａｎｔｅｎｎａ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ ｒｅｃｉｅｖｉｎｇ ａｎｔｅｎｎａｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ３Ｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ＧＰＳ ａｎｔｅｎｎａ，ｔｈｅ ａｔｔｉｔｕｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ａｎｔｅｎｎａ ｃａｎ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｅｎｎａ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｃａｎ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｔｒａｃｋｅｄ．Ｓｏ ｏｎｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ａｔｔｉｔｕｄｅ ｍｅａｓｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｏｎｂｏａｒｄ ａｎｔｅｎｎａ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｆｔｅｒ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｅｓｔｓ ｏｎ ｉｎｎｅｒ ｌａｋｅ ａｎｄ ｓｅａ．ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＴＶ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｓ ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ６０％ａｎｄ ７０％ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｄａｔａ ｏｆ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｆｒｏｍ ｍｏｂｉｌｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ＮＯ．２ Ａｓｉａｎ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ±１．５。．Ｔｈｉｓ ｄｅｓｉｇｎ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅ－ｔｅｓｔｉｎｇ，ｓｍａｌｌ ｅｒｒｏｒ，ｌｏｗ ｃｏｓｔ，ｅａｓｙ ｔｏ ｕｓｅ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｒｏａｄ ｍａｒｋｅｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｙｏｃｏ（ＳＣＭ）；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ；ａｔｔｉｔｕｄｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ；ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ａｎｔｅｎ－