雲臺自動對準裝置的製作方法
2023-05-07 07:37:31
專利名稱：雲臺自動對準裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型討論的是兩端固定，頻率為微米波或毫米波的通信設備中，所用的雲臺自動對準裝置，屬自動控制領域。
技術背景現有通信設備中，像這種兩端固定，通信頻率高的雲臺對準裝置中，大多採用手動或電機來控制，但它們對準速度慢，對準精度差，影響通信效果。
發明目的本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術對準速度慢，對準精度差，影響通信效果的不足，用由A/D轉換器、顯示器、由單片機、反向器、鎖存器組成的微處理器、驅動電路構成的自動對準裝置，以達到對準速度快，從架設安裝到對準完畢只需5分鐘，精度高，步進進度可設可調，(從0.1-0.5度)。並且，在對準過程中可顯示出雲臺的轉動狀態，天線對準精度等。
本實用新型由控制電路和驅動電路組成。控制電路是由A/D轉換器、顯示器以及由單片機、反向器、鎖存器組成微處理器構成。A/D轉換器的輸入端用於接收轉換成AGC信號的天線信號，其輸出至顯示器，單片機同時讀取AGC信號，經處理後，由微處理器輸出時鐘信號CP、供電控制信號JD、控制單個電機正反方向信號CW及選擇電機信號J送至驅動電路。驅動電路由兩個按要求連接的步進電機專用控制器和一個由單管放大器控制的電源保護電路、一個由單放管放大器控制的步進電機繞組選擇電路組成。控制電路送來的信號CP、CW接步進電機專用控制器的輸入端，其輸出端接步進電機。J信號接單管放大電路的G1的基極，通過繼電器的觸點改變步進電機專用控制器的輸出與電機各繞組的連接；信號JD接單管放大器G2的基極，通過繼電器控制電機電源與專用控制器的連接；完成對雲臺的水平轉動、垂直轉動、停止等。
本實用新型，對準速度快(射頻單元作用距離8-12公裡，在5分鐘內自動找到對方)，對準效果好，在對準過程中有顯示器進行顯示，適用於軍用或偏遠山區的民用通信，信號穩定，運行可靠。
圖1是雲臺自動對準方框圖1-A/D轉換器，2-顯示器，3-微處理器，4-驅動電路，5-步進電機。
圖2是雲臺自動對準裝置控制電路原理圖6-反向器，7-單片機，8-鎖存器，2-顯示接口，1-A/D轉換器。
圖3是雲臺自動對準裝置驅動電路原理圖9-電機專用控制器L298，10-電機專用控制器L297，11-電機電源保護電路，12-電機繞組選擇電路，5-步進電機。
具體實施方式
本實用新型是在LiLin室外301型雲臺基礎上改進的，首先將301型雲臺電機換為57BYG059型(四相)步進電機，單片機選AT89C51，反向器選74HC04，鎖存器選用74LS373，顯示接口晶片選8255，A/D轉換器用AD0820，步進電機的專用控制器為L297、L298，觸發按鈕選SW-PBG型(S1-S8)。
具體線路從天線接收的信號經轉換為AGC，AGC送0820的1腳，AD0820的2、3、4、5、14、15、16、17腳接8255的34、33、32、31、30、29、28、27腳；接鎖存器的3、4、7、8、13、14、17、18腳；接AT89C51的39、38、37、36、35、34、33、32腳。AD0820的8腳接AT89C51的16腳；接8255的5腳。AT89C51的21腳接手動對準觸發按鈕S3；22腳接自動對準觸發按鈕S4；23腳接雲臺向上旋轉按鈕S5；24腳接雲臺向下旋轉按鈕S6；25腳接雲臺向右旋轉按鈕S7；26腳接雲臺向左旋轉按鈕S8。AT89C51的13腳接74HC04的1腳；由2腳送出選擇電機信號J；AT89C51的12腳接74HC04的3腳；由4腳送出單個電機正反信號CW；AT89C51的14腳接74HC04的5腳，由6腳送出電機電源控制信號JD；AT89C51的11腳接74HC04的9腳，由8腳送出信號CP。鎖存器2腳接顯示器的9腳，11腳接8腳，19腳接6腳。步進電機專用控制器L297的4、6、7、9、5、8接L298的5、7、10、12、6、11。電源控制電路三極體G1基極接受控制電路送出的JD信號，繼電器J1接G1集電極，其常開觸點的兩端分別連接電機電源和步進電機專用控制器L297的4腳，電機轉動選擇電路的三極體G2基極接受控制電路送來的信號J，繼電器J2接G2的集電極，其常開觸點分別接步進電機專用控制器的輸出L297的3、14腳，和步進電機繞組的端頭11、9、6、8腳。控制電路送出的時鐘信號CP，控制步進電機正反方向的信號CW分別接步進電機專用控制器的輸入L29818、17腳，步進電機專用控制器的輸出L297的2、13腳接步進電機。
在對準系統中，雲臺工作方式的選擇與各種控制信號的發出，及信號處理的工作都是由微處理器控制完成的。L297完成環形分配器的工作，它根據微處理器的控制，選擇不同的電機繞組完成雲臺的水平轉動、垂直轉動、停止等功能。L298完成功率放大器的功能，它可以使電機繞組的驅動電流達到2A，完全可以帶動本系統中的負載。觸發S1進入小範圍搜索，觸發S2進入大範圍搜索。觸發S3進入手動方式時，微處理器不斷檢測各個斷口的狀態，同時採用信號由電平值並顯示出來，觸發任意埠時，微處理器按步進電機的性能給出一個頻率由慢變快，最後到勻速的過程，使雲臺轉動，鬆開按鍵時將給出一個相反的過程。在每發出幾個脈衝使雲臺轉動一定角度後，微處理器將採樣信號電平並將其顯示出來，使數碼管上的值總能顯示出當前位置信號電平的相對值。觸發S4進入自動方式，這時如果觸發任何埠，將開始在水平方向進行信號的自動搜索，在完成加速過程後，微處理器每發出一個脈衝後採樣信號電平，並作為該點位置上的信號電平值，並將它與原來存儲的最大電平值相比較，如果這次的值更大，則將這次的值存儲為信號的最大值，並將這點的位置記錄下來，在完成對整個有信號範圍的搜索後，根據記錄的位置使系統回到該點。步進電機轉動的速度與角度是由脈衝的頻率與個數決定的，所以微處理器記錄下最大值距當前位置的脈衝速，便可以精確的控制雲臺轉回到最大值。同時觸發S3、S4則進入全自動對準方式，微處理器首先控制雲臺到達信號搜索範圍的左上角，然後自左向右進行水平自動搜索，其工作原理與自動方式相同，接著給雲臺一個自上而下的脈衝，然後自右向左進行水平自動搜索，如此往返，並同時記錄搜索到的最大值及其位置，知道搜索完整個信號的搜索範圍，最後控制雲臺轉回到最大值。
權利要求1.一種雲臺自動對準裝置，它由控制電路和驅動電路組成，其特徵是控制電路由A/D轉換器、顯示器、以及由單片機、反向器、鎖存器組成微處理器構成；A/D轉換器的輸入端用於接收轉換成AGC信號的天線信號，其輸出至顯示器；單片機同時讀取AGC信號，經處理後輸出時鐘信號CP、供電控制信號JD、控制單個電機正反方向信號CW及選擇電機信號J送至驅動電路。
2.根據權利要求1所述的雲臺自動對準裝置，其特徵是驅動電路由兩個按要求連接的步進電機專用控制器和一個由單管放大器控制的電源保護電路，一個由單管放大器控制的步進電機繞組選擇電路組成；控制電路送來的信號CP、CW接步進電機專用控制器的輸入端，其輸出端接步進電機；選擇信號J接單管放大電路的G1的基極，通過繼電器的觸點改變步進電機專用控制器的輸出與步進電機各繞組分別連接；供電控制信號JD接單管放大器G2的基極，通過繼電器控制步進電機電源與步進電機專用控制器的連接。
專利摘要雲臺自動對準裝置屬自動控制領域。由控制電路和驅動電路組成。控制電路是由A/D轉換器、顯示器以及由單板機、反向器、鎖存器組成的微處理器構成。A/D轉換器輸入端用於接收轉換成AGC信號的天線信號,其輸出接顯示器,微處理器同時讀AGC信號,經處理後輸出步進電機轉動需要的4個信號。驅動電路由二個按要求連接的步進電機控制器和一個由單管放大器控制的電源保護電路,一個由單管放大器控制的電機繞組選擇電路組成,驅動電路接收控制電路輸出的四個信號,選擇不同的電機繞組完成對雲臺的水平、垂直轉動、停止等功能。本裝置結構簡單,成本低、易製造,它具有對準速度快、精度高、操作簡單等優點。適用於軍用或偏遠山區的民用通信,特別適用於3mm波通信接力機的對準場合。
文檔編號H04B7/00GK2517179SQ01273019
公開日2002年10月16日 申請日期2001年12月26日 優先權日2001年12月26日
發明者惲才華 申請人:南京才華科技有限公司