一種雙跟蹤衛星天線系統及其使用方法
2023-12-11 11:29:12 2
專利名稱：一種雙跟蹤衛星天線系統及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種衛星通信系統，特別是關於一種用於海上石油勘探開發過程中安
裝在深水半潛式鑽井船上的雙跟蹤衛星天線系統及其使用方法。
背景技術：
在海上石油勘探開發過程中，傳統的鑽井船船艏向是不動的，每次拋錨前，必須根據衛星的位置、鑽井船所在的位置進行計算，以避免鑽井井架對通信線路造成遮擋。傳統的兩個衛星通信天線間自動切換的切換裝置，由於在鑽井船的船艏向變換時，會導致衛星通信中斷，從而使切換裝置無法正常工作。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種可自動切換並且在任何情況下都可以正常工作的雙跟蹤衛星天線系統及其使用方法。
為實現上述目的，本發明採取以下技術方案一種雙跟蹤衛星天線系統，其特徵在
於它包括兩個衛星天線、兩低噪音放大器、一切換單元、一中頻處理設備、一區域網和兩功
率放大器；所述兩個衛星天線將信號傳輸到各自對應的所述低噪音放大器中，經所述切換
單元連接所述中頻處理設備將模擬信號轉換為數位訊號，再將數位訊號傳輸到所述區域網
中；所述區域網中的命令控制信號通過所述中頻處理設備轉換為模擬信號後，經過所述切
換單元分別傳輸到所述兩功率放大器中，將信號放大後傳輸到各自對應的所述衛星天線。 所述切換單元包括一電源模塊、一船艏指向檢測電路模塊、一接受電平檢測電路
模塊、一邏輯電路模塊和一繼電器切換開關；所述電源模塊的輸出端與所述船艏指向檢測
電路模塊和接受電平檢測電路模塊的輸入端並聯，所述船艏指向檢測電路模塊的另一輸入
端與電羅經設備連接，所述接受電平檢測電路模塊的另一輸入端與所述兩低噪音放大器連
接，所述船艏指向檢測電路模塊和接受電平檢測電路模塊的輸出端通過所述邏輯電路模塊
連接到所述繼電器切換開關的輸入端，所述繼電器切換開關的輸出端分別與所述兩功率放
大器和中頻處理設備連接。 —種雙跟蹤衛星天線系統的使用方法，其包括以下步驟1)由切換單元對電羅經設備提供的船艏指向值或兩個衛星天線的接受電平值進行檢測，並與切換單元內預先設定好的門限值進行比較後，進行電路的切換工作；2)當船艏指向值小於預先設定角度時，落在第一個衛星天線的工作角度範圍內，選擇第一個衛星天線進行工作，第二個衛星天線則處於離線狀態；當船艏指向值大於等於預先設定角度時，落在第二個衛星天線的工作角度範圍內，通過繼電器切換開關切換到第二個衛星天線工作；3)當兩個衛星天線的接受電平值與邏輯電路模塊預先設定的電平值進行比較時，其中一個衛星天線的接受電平值低於設定的電平值時，由繼電器切換開關切換到另一個衛星天線工作；兩個衛星天線的接收電平值大於等於設定的電平值時，使用預先設定的主要衛星天線進行工作。 所述切換單元包括一電源模塊、一船艏指向檢測電路模塊、一接受電平檢測電路
3模塊、一邏輯電路模塊和一繼電器切換開關；所述電源模塊的輸出端並聯所述船艏指向檢 測電路模塊和接受電平檢測電路模塊的輸入端，所述船艏指向檢測電路模塊的另一輸入端 與電羅經設備連接，所述接受電平檢測電路模塊的另一輸入端與所述兩低噪音放大器連 接，所述船艏指向檢測電路模塊和接受電平檢測電路模塊的輸出端通過所述邏輯電路模塊 連接到所述繼電器切換開關的輸入端，所述繼電器切換開關的輸出端分別與所述兩功率放 大器和中頻處理設備連接。 本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明由於採用的切換單元 從鑽井船的電羅經處獲得船艏向的數據，並對此數據進行邏輯運算，當船艏指向值小於預 先設定角度時，落在第一個衛星天線的工作角度範圍內，選擇第一個衛星天線進行工作，第 二個衛星天線則處於離線狀態；當船艏指向值大於等於預先設定角度時，落在第二個衛星 天線的工作角度範圍內，通過繼電器切換開關切換到第二個衛星天線工作，因此實現了可 自動切換的性能。2、本發明由於採用的切換單元還可以由兩套衛星天線獲得接受電平值， 並對接受電平值進行邏輯運算，當期中一個衛星天線的接收信號低於預先設定的電平值 時，可通過繼電器切換開關切換到另一個衛星天線上，如果兩套衛星天線的接收電平值都 在正常工作範圍內，則使用主要衛星天線進行工作，因此實現了在任何情況下都可以正常 工作的性能。本發明可廣泛應用與各種石油勘探開發領域中。
圖1是本發明的整體結構示意圖
圖2是本發明的切換單元結構示意圖
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。 如圖l所示，本發明包括兩個衛星天線1、兩低噪音放大器2、一切換單元3、一中 頻處理設備4、一區域網5和兩功率放大器6。兩個衛星天線1將船艏向的信號傳輸到各自 對應的低噪音放大器2中，將數據信息放大後經切換單元3進行邏輯運算，運算後的信息通 過中頻處理設備4將模擬信號轉換為數位訊號，再將數位訊號傳輸到區域網5中進行使用。 區域網5中的命令控制數位訊號再通過中頻處理設備4後轉換為模擬信號後，經過切換單 元3分別傳輸到兩功率放大器6中，將信號放大後傳輸到各自對應的衛星天線l，對衛星天 線1進行控制。 如圖2所示，本發明的切換單元3包括一電源模塊31、一船艏指向檢測電路模塊 32、一接受電平檢測電路模塊33、一邏輯電路模塊34和一繼電器切換開關35。電源模塊31 的輸出端分別與船艏指向檢測電路模塊32的輸入端和接受電平檢測電路模塊33的輸入端 連接，船艏指向檢測電路模塊32的另一輸入端與鑽井船上的電羅經設備7連接，接受電平 檢測電路模塊33的另一輸入端與兩低噪音放大器2連接。船艏指向檢測電路模塊32的輸 出端和接受電平檢測電路模塊33的輸出端通過邏輯電路模塊34連接到繼電器切換開關35 的輸入端，繼電器切換開關35的輸出端分別與兩功率放大器6和中頻處理設備4連接。
本發明在使用時，由於鑽井船為動力定位工作方式，船艏向會隨著風向、浪向的變 化而不斷調整，為了避免在鑽井期間衛星通信的中斷，在鑽井船的兩側安裝兩個衛星天線1，以保證任何時候都有一個衛星天線1能正常工作。由於中頻處理設備4隻能有一套工作，因此需要選擇兩個衛星天線1中的一個衛星天線1作為收發信號使用，切換單元3根據邏輯電路模塊34的判斷，自動的對兩個衛星通信天線1進行切換。其工作過程如下
1)由切換單元3對鑽井船上的電羅經設備7提供鑽井船的船艏指向值或兩個衛星天線1的接受電平值進行檢測，並與切換單元3內預先設定好的門限值進行比較，根據比較的結果進行電路的切換工作。 2)在切換單元3中，電羅經設備7提供的船艏指向值與邏輯電路模塊34預先設定的角度進行比較，並預先設定好兩個衛星天線1的工作角度範圍。當船艏指向值小於預先設定角度時，落在第一個衛星天線1的工作角度範圍內，選擇第一個衛星天線1進行工作，第二個衛星天線1則處於離線狀態；當船艏指向值大於等於預先設定角度時，落在第二個衛星天線1的工作角度範圍內，通過繼電器切換開關35切換到第二個衛星天線1工作。
3)在切換單元3中，兩個衛星天線1的接受電平值與邏輯電路模塊34預先設定的電平值進行比較，當其中一個衛星天線1的接受電平值低於設定的電平值時，由繼電器切換開關35切換到另一個衛星天線1工作；如果兩個衛星天線的接收電平值都在正常工作範圍內，也就是說都大於等於設定的電平值時，則此時使用預先設定的主要衛星天線l進行工作。 上述各實施例中，還可以在結構和連接上有其它變化，凡是基於本發明技術方案上的變化和改進，不應排除在本發明的保護範圍之外。
權利要求
一種雙跟蹤衛星天線系統，其特徵在於它包括兩個衛星天線、兩低噪音放大器、一切換單元、一中頻處理設備、一區域網和兩功率放大器；所述兩個衛星天線將信號傳輸到各自對應的所述低噪音放大器中，經所述切換單元連接所述中頻處理設備將模擬信號轉換為數位訊號，再將數位訊號傳輸到所述區域網中；所述區域網中的命令控制信號通過所述中頻處理設備轉換為模擬信號後，經過所述切換單元分別傳輸到所述兩功率放大器中，將信號放大後傳輸到各自對應的所述衛星天線。
2. 如權利要求1所述的一種雙跟蹤衛星天線系統，其特徵在於所述切換單元包括一電源模塊、一船艏指向檢測電路模塊、一接受電平檢測電路模塊、一邏輯電路模塊和一繼電器切換開關；所述電源模塊的輸出端與所述船艏指向檢測電路模塊和接受電平檢測電路模塊的輸入端並聯，所述船艏指向檢測電路模塊的另一輸入端與電羅經設備連接，所述接受電平檢測電路模塊的另一輸入端與所述兩低噪音放大器連接，所述船艏指向檢測電路模塊和接受電平檢測電路模塊的輸出端通過所述邏輯電路模塊連接到所述繼電器切換開關的輸入端，所述繼電器切換開關的輸出端分別與所述兩功率放大器和中頻處理設備連接。
3. —種如權利要求1或2所述系統的雙跟蹤衛星天線系統使用方法，其包括以下步驟1) 由切換單元對電羅經設備提供的船艏指向值或兩個衛星天線的接受電平值進行檢測，並與切換單元內預先設定好的門限值進行比較後，進行電路的切換工作；2) 當船艏指向值小於預先設定角度時，落在第一個衛星天線的工作角度範圍內，選擇第一個衛星天線進行工作，第二個衛星天線處於離線狀態；當船艏指向值大於等於預先設定角度時，落在第二個衛星天線的工作角度範圍內，通過繼電器切換開關切換到第二個衛星天線工作；3) 當兩個衛星天線的接受電平值與邏輯電路模塊預先設定的電平值進行比較時，其中一個衛星天線的接受電平值低於設定的電平值時，由繼電器切換開關切換到另一個衛星天線工作；兩個衛星天線的接收電平值大於等於設定的電平值時，使用預先設定的主要衛星天線進行工作。
4. 如權利要求3所述的一種雙跟蹤衛星天線系統使用方法，其特徵在於所述切換單元包括一 電源模塊、 一船艏指向檢測電路模塊、 一接受電平檢測電路模塊、 一邏輯電路模塊和一繼電器切換開關；所述電源模塊的輸出端並聯所述船艏指向檢測電路模塊和接受電平檢測電路模塊的輸入端，所述船艏指向檢測電路模塊的另一輸入端與電羅經設備連接，所述接受電平檢測電路模塊的另一輸入端與所述兩低噪音放大器連接，所述船艏指向檢測電路模塊和接受電平檢測電路模塊的輸出端通過所述邏輯電路模塊連接到所述繼電器切換開關的輸入端，所述繼電器切換開關的輸出端分別與所述兩功率放大器和中頻處理設備連接。
全文摘要
本發明涉及一種雙跟蹤衛星天線系統及使用方法，它包括兩個衛星天線、兩低噪音放大器、一切換單元、一中頻處理設備、一區域網和兩功率放大器；兩個衛星天線將信號傳輸到各自對應的低噪音放大器中，經切換單元連接中頻處理設備將模擬信號轉換為數位訊號，再將數位訊號傳輸到區域網中；區域網中的命令控制信號通過中頻處理設備轉換為模擬信號後，經過切換單元分別傳輸到兩功率放大器中，將信號放大後傳輸到各自對應的衛星天線。本發明由於採用的切換單元從鑽井船的電羅經處獲得船艏向的數據，並對此數據進行邏輯運算，並通過繼電器切換開關實現二個衛星天線的切換工作，因此實現了可自動切換的性能。本發明可廣泛應用與各種石油勘探開發領域中。
文檔編號H01Q21/00GK101697383SQ20091018106
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月27日 優先權日2009年10月27日
發明者徐鼎基, 李亞湖, 李焱紅, 潘建剛, 黃映城 申請人:中國海洋石油總公司;中國石油研究中心;