一種車載衛星通信裝置的製作方法

2023-05-12 01:47:46

專利名稱：一種車載衛星通信裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車載衛星通信裝置，特別是涉及一種適用於無源跟蹤的車載衛星通信裝置，例如CDMA制式的車載衛星通信裝置。
背景技術：
在地面上固定的衛星天線通信系統只需要調整天線對準衛星，就可方便地進行通信，可是在運動的汽車上、輪船上，由於道路的顛簸、天線載體的轉向等原因，天線不能準確的對準衛星，無法及時、準確接收衛星信號，為了解決「運動中穩定通信」的問題，「動中通」技術應運而生，「動中通」的核心技術是構造一個穩定平臺，使運動載體上的天線能夠不受外界擾動等影響，始終保持天線的空間指向不變。現有的「動中通」跟蹤指向方式主要分為有源跟蹤和無源跟蹤兩種方式，或者這二者的結合，有源跟蹤方式是指利用通信對方的信號相位、強度變化等信息來進行跟蹤；無源跟蹤方式是指跟蹤時不需要通信對方的通信信號，而是利用自身載體上安裝的載體姿態、方位、地理位置等傳感器來感知載體姿態方位的變化，然後根據這些變化再實時修正天線的位置從而實現對衛星的跟蹤。有源跟蹤方式結構簡單，價格便宜，但信號捕獲時間長、跟蹤精度不高、響應慢、怕遮擋，當跟蹤失敗後需要重新進行捕獲，不適用於CDMA通信系統；無源跟蹤方式不需要對方信號、不怕遮擋，其跟蹤精度與傳感器的選擇有關，通常需求的跟蹤精度要求較高，從而需要使用精度更高的傳感器，提高了傳感器的成本。

實用新型內容本實用新型的目的即在於克服現有技術的不足，提供一種新型無源跟蹤的車載衛星通信裝置，具有防風、防雨、環境適應性強、跟蹤與通信相對獨立、方位跟蹤無限制、捕獲衛星時間短、操作簡單、安裝方便、適用範圍廣等優點。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現一種車載衛星通信裝置，它包括設於天線罩內的伺服系統、天線組件、導航系統、通信前端系統、滑環，以及設於天線罩外的導航系統GPS天線，天線罩分為上天線罩和下天線罩，伺服系統、通信前端系統和天線組件均安裝於方位安裝板上，方位安裝板外套於滑環上，外部電源通過系統插座與滑環電連接，滑環分別與伺服系統、天線組件、通信前端系統、導航系統電連接，伺服系統包括伺服控制器、方位電機、俯仰電機、方位編碼器、俯仰編碼器、俯仰低限位傳感器、俯仰高限位傳感器、方位零位傳感器，方位電機的一端與方位編碼器連接，方位電機的另一端與方位傳動皮帶連接，方位傳動皮帶與皮帶輪的一端連接，皮帶輪的另一端與滑環連接，方位安裝板下方安裝有方位零位傳感器，俯仰傳動絲杆的一端與俯仰電機連接，俯仰傳動絲杆的另一端與天 線組件安裝板連接，俯仰編碼器直接連在俯仰轉軸上，俯仰方向分別安裝有俯仰低限位傳感器和俯仰高限位傳感器，天線組件包括安裝於天線組件安裝反射板上的八個單元陣列天線，通信前端系統包括安裝於方位安裝板上的低噪放和功放、安裝於方位背板上的變頻器，以及安裝於天線組件安裝板上的兩個濾波器，導航系統安裝於下天線罩上。所述的導航系統分別通過前GPS天線插座、後GPS天線插座與前GPS天線、後GPS天線連接，所述的前GPS天線、後GPS天線位於天線罩外；所述的天線罩外天線罩底部設有天線罩安裝孔和安裝磁鋼，適合多種安裝方式。[0008]本實用新型的有益效果是(I)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，操作簡單，幾乎不需要任何人為幹預，解決了車輛、船隻等運動載體上進行衛星通信時天線無法實時對準衛星等問題，解決了通信過程中發生信號被遮擋、丟失後需要重新快速捕獲等問題；(2)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，將所有裝置均安裝於天線罩內，除可以保護裝置免受外部機械碰撞損壞外，還可以防雨、防雪，適應不同的天氣情況；(3)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，整個裝置的電源線、信號線均通過線路連接到滑環，統一布線，統一管理，通過滑環避免了天線在方位轉動時連接線纜的纏繞，使天線在方位上連續無限制轉動，不影響整個裝置電源供給及信號傳輸，在使用中不會出現因天線方位轉動到限制位置而導致通信暫時中斷等問題；(4)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，裝置啟動快，在GPS信號良好的情況下，從開機到初次對準衛星，總共花費時間低於3分鐘，導航系統不隨天線轉動，保證了導航系統所測信息為載體的方位、姿態信息，不受天線運動影響，整個裝置除導航系統外其它裝置均安裝在方位安裝板上，隨著方位一起轉動，從而有效利用空間；(5)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，將變頻器置於整個轉動平臺上，可以讓天線的收發信號變為中頻後經滑環送往終端系統，因為是中頻信號，故普通滑環就可以進行低損耗傳輸，降低對設備的要求，從而降低設備成本；(6)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，使用的陣列天線中的單元天線與電橋、功分器安裝在同一天線安裝板上，構成天線組件，單元天線與電橋、功分器的連接線纜都安裝在安裝板上，天線單元與外部的連接僅有收發兩條電纜，使得天線組件的安裝使用更簡單、方便，外觀更簡潔美觀；(7)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，通過方位零位傳感器確定天線相對於車體的具體方位位置，通過俯仰高限位傳感器和俯仰低限位傳感器，除了確定天線相對於車體的具體俯仰位置外，更重要的是保護天線在俯仰方向轉動時不會超出安全轉動範圍，從而保護系統免受機械損壞；(8)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，天線罩可通過天線罩安裝孔，採用安裝磁鋼固定在車頂，安裝拆除方便，亦可用螺栓通過天線罩安裝孔對整個裝置進行安裝固定;(9)本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，其導航系統採用外置GPS天線，雙GPS天線的基線長度可根據實際情況調整，基線長度越長，導航系統就能獲得越高的導航精度，GPS天線本身帶有安裝磁座，方便安裝拆除，也方便基線長度調整。

圖I為本實用新型的剖視圖；圖2為本實用新型的側視圖；[0020]圖3為本實用新型的俯視圖；圖4為本實用新型的GPS安裝連接示意圖圖中，I -上天線罩，2-天線組件，3-天線組件安裝板，4-方位安裝板，5-方位電機，6-俯仰電機，7-方位傳動皮帶，8-皮帶輪，9-安裝底座，10-滑環，11-俯仰傳動絲杆，12-俯仰低限位傳感器，13-俯仰高限位傳感器，14-方位背板，15-方位零位傳感器，16-俯仰編碼器，17-方位編碼器，18-濾波器，19-低噪放，20-功放，21-變頻器，22-導航系統，23-伺服控制器，24-天線罩安裝孔，25-安裝磁鋼，26-下天線罩，27-系統插座，28-後GPS天線插座，29-前GPS天線插座，30-上下天線罩固定孔，31-前GPS天線，32-後GPS天線，33-載體。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述，但本實用新型的保護範圍不局限於以下所述。如圖I、圖2、圖3、圖4所示，一種車載衛星通信裝置，它包括設於天線罩內的伺服系統、天線組件2、導航系統22、通信前端系統、滑環10，以及設於天線罩外的導航系統GPS天線，天線罩分為上天線罩I和下天線罩26，上天線罩I、下天線罩26通過上下天線罩固定孔30連接在一起，相連處做了防水處理，避免雨水通過相連處的縫隙流到天線罩內；伺服系統、通信前端系統和天線組件2均安裝於方位安裝板4上，方位安裝板4外套於滑環10上，外部電源通過系統插座27與滑環10電連接，滑環10分別與伺服系統、天線組件2、通信前端系統、導航系統22電連接，所有信號線、電源線均通過插座連接到滑環10上，再通過滑環10連接到電機、控制板、天線等裝置，滑環10的使用避免了天線在方位轉動時連接線纜的纏繞，可以讓天線在方位上連續無限制的轉動，而不影響整個系統電源的供給及信號的傳輸，在使用過程中不會因為天線方位轉動到限制位置而導致通信暫時中斷等情況；伺服系統包括伺服控制器23、方位電機5、俯仰電機6、方位編碼器17、俯仰編碼器16、俯仰低限位傳感器12、俯仰高限位傳感器13、方位零位傳感器15，方位電機5的一端與方位編碼器17連接，方位電機5的另一端與方位傳動皮帶7連接，有效地利用了空間，減小了結構的複雜性，方位傳動皮帶7與皮帶輪8的一端連接，增大方位電機5與轉軸之間的距離，方便安裝，同時也減小了傳動齒輪的大小，減小系統的重量，皮帶輪8的另一端與滑環10連接，方位安裝板4下方安裝有方位零位傳感器15，可以讓系統確定天線相對於車體的具體方位位置，因此，方位編碼器17可以選用價格便宜的增量型編碼器而不用昂貴的絕對值編碼器，大大降低了成本，俯仰傳動絲杆11的一端與俯仰電機6連接，獲得較大的減速t匕，減小了結構尺寸及複雜性，方便安裝，俯仰傳動絲杆11的另一端與天線組件安裝板3連接，俯仰編碼器16直接連在俯仰轉軸上，沒有額外的傳動結構，簡單可靠，俯仰方向分別安裝有俯仰低限位傳感器12和俯仰高限位傳感器13，俯仰高限位傳感器13和俯仰低限位傳感器12除了確定天線相對於車體的具體俯仰位置外，更重要的是保護天線在俯仰方向轉動時不會超出安全轉動範圍，從而確保系統免受機械損壞；天線組件2包括單元天線陣列、電橋、功分器，它們安裝在同一天線安裝反射板上，構成一個整體，單元天線與電橋、功分器的連接線纜都在天線組件安裝反射板上，這樣減少天線單元與電橋之間 及電橋與功分器之間的電纜長度，減小了電纜損耗，同時也減少系統的體積和重量，天線組件2與外部的連接僅有收發兩條電纜，使得天線組件的安裝使用更簡單、方便，外觀更簡潔美觀；通信前端系統包括安裝於方位安裝板4上的低噪放19和功放20、安裝於方位背板14上的變頻器21，以及安裝於天線組件安裝板3上的兩個濾波器18，變頻器21置於整個轉動平臺上，使得讓天線的收發信號變為中頻後經滑環10發送往終端系統，因為是中頻信號，故普通滑環就可以達到低損耗傳輸的效果，如果沒有變頻器，普通滑環對高頻信號的傳輸將會有很大的損耗，會大大影響通信質量，這時只能採用專業的旋轉關節進行高頻信號的傳輸，從而導致結構複雜、成本大幅提升；導航系統22安裝於下天線罩26上，所述的導航系統22分別通過前GPS天線插座29、後GPS天線插座28與前GPS天線31、後GPS天線32連接，所述的前GPS天線31、後GPS天線32位於天線罩外，所述的天線罩外天線罩底部設有天線罩安裝孔24和安裝磁鋼25，天線罩可通過天線罩安裝孔24用安裝磁鋼25固定在車頂，安裝拆除方便，也可用螺栓通過天線罩安裝孔24對整個系統進行安裝固定，適合多種安裝方式，所述的天線罩內天線罩底部還設有安裝底座9。
權利要求1.一種車載衛星通信裝置，其特徵在於它包括設於天線罩內的伺服系統、天線組件(2)、導航系統(22)、通信前端系統、滑環(10)，以及設於天線罩外的導航系統GPS天線，天線罩分為上天線罩(I)和下天線罩(26)，伺服系統、通信前端系統和天線組件(2)均安裝於方位安裝板(4)上，方位安裝板(4)外套於滑環(10)上，外部電源通過系統插座(27)與滑環(10)電連接，滑環(10)分別與伺服系統、天線組件(2)、通信前端系統、導航系統(22)電連接，伺服系統包括伺服控制器(23)、方位電機(5)、俯仰電機(6)、方位編碼器(17)、俯仰編碼器(16)、俯仰低限位傳感器(12)、俯仰高限位傳感器(13)、方位零位傳感器(15)，方位電機(5 )的一端與方位編碼器(17 )連接,方位電機(5 )的另一端與方位傳動皮帶(7 )連接，方位傳動皮帶(7)與皮帶輪(8)的一端連接，皮帶輪(8)的另一端與滑環(10)連接，方位安裝板(4)下方安裝有方位零位傳感器(15)，俯仰傳動絲杆(11)的一端與俯仰電機(6)連接，俯仰傳動絲杆(11)的另一端與天線組件安裝板(3)連接，俯仰編碼器(16)直接連在俯仰轉軸上，俯仰方向分別安裝有俯仰低限位傳感器(12)和俯仰高限位傳感器(13)，天線組件(2)包括安裝於天線組件安裝反射板上的八個單元陣列天線，通信前端系統包括安裝於方位安裝板(4)上的低噪放(19)和功放(20)、安裝於方位背板(14)上的變頻器(21)，以及安裝於天線組件安裝反射板上的兩個濾波器(18)，導航系統(22)安裝於下天線罩(26)上。
2.根據權利要求I所述的一種車載衛星通信裝置，其特徵在於所述的導航系統分別通過前GPS天線插座(29)、後GPS天線插座(28)與前GPS天線(31)、後GPS天線(32)連接，所述的前GPS天線(31 )、後GPS天線(32 )位於天線罩外。
3.根據權利要求I所述的一種車載衛星通信裝置，其特徵在於所述的天線罩外天線罩底部設有天線罩安裝孔(24)和安裝磁鋼(25)。
專利摘要本實用新型公開了一種車載衛星通信裝置，它包括設於天線罩內的伺服系統、天線組件(2)、導航系統(22)、通信前端系統、滑環(10)，以及設於天線罩外的導航系統GPS天線，伺服系統、通信前端系統和天線組件(2)均安裝於方位安裝板(4)上，方位安裝板(4)外套於滑環(10)上，滑環(10)分別與伺服系統、天線組件(2)、通信前端系統、導航系統(22)電連接，導航系統(22)安裝於下天線罩(26)上。本實用新型提供一種車載衛星通信裝置，除GPS天線外所有裝置均安裝於天線罩內，具有防風、防雨、防雪、環境適應性強、跟蹤與通信相對獨立、方位跟蹤無限制、捕獲衛星時間短、操作簡單、安裝方便等優點。
文檔編號H04B7/185GK202363586SQ20112052908
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者何偉, 侯學軍, 唐可畏, 袁建軍 申請人:成都創億嘉科技有限公司