一種基於功率檢測器的尋星系統和方法與流程
2023-07-15 14:33:26 2
本發明涉及一種尋星系統和方法，具體而言，涉及一種基於功率檢測器的尋星系統和方法。
背景技術：
目前，在自動尋星的衛星天線系統中，通常以工作衛星的信標信號或數字視頻廣播(DigitalVideoBroadcasting，DVB)信號作為參考跟蹤信號，信標接收機或DVB接收機輸出一個與信標信號或DVB信號強度成比例的直流電平，天線控制系統控制天線進行方位、俯仰的調整，使該直流電平最大，從而最終對準工作衛星。由於衛星信標頻帶窄，不易捕捉，易受幹擾導致誤跟，部分特殊衛星無信標信號；使用DVB方式跟蹤存在兩個問題，一是工作衛星上的DVB信號不穩定，二是有的工作衛星上沒有DVB信號。
鑑於上述原因，現有的衛星天線尋星過程中，尋星系統的尋星效率低且尋星系統複雜成本高。為此期望提供一種新型的尋星裝置和方法。
技術實現要素：
本發明旨在提供一種新型的基於功率檢測器的尋星裝置和方法，具有成本低、效率高的尋星有點。本發明的所述基於功率檢測器的尋星裝置和方法通過以下技術方案得以實現。
本發明的一個實施方式提供了一種基於功率檢測器的尋星系統，其中，所述尋星系統包括衛星天線、變頻器、分路器、功率檢測器、A/D轉換模塊、天線控制器、天線伺服系統、數據機、GPS接收機以及姿態傳感器，衛星天線與變頻器相連接，變頻器與分路器相連接，分路器分別與功率檢測器和數據機相連接，功率檢測器與A/D轉換模塊相連接，數據機與天線控制器相連接，天線控制器與分別A/D轉換模塊、天線伺服系統、GPS接收機以及姿態傳感器相連接，天線伺服系統與衛星天線相連接。
根據本發明的上述一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星系統，其中衛星天線接收到衛星信號並將衛星信號發送給變頻器，變頻器對接收到衛星信號進行濾波、變頻和放大形成放大的衛星信號並將其發送給分路器，分路器將放大的衛星信號分成第一分路衛星信號和第二分路衛星信號，第一分路衛星信號發送給數據機，第二分路衛星信號發送給功率檢測器。
根據本發明的上述一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星系統，其中所述功率檢測器為射頻檢測器，用於識別來自分路器的第二分路衛星信號，功率檢測器對第二分路衛星信號進行濾波和檢波處理後輸出模擬電壓信號並將模擬電壓信號發送給A/D轉換模塊，A/D轉換模塊將模擬電壓信號進行模數轉換後得到數字電壓信號並將其發送至天線控制器。
根據本發明的上述一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星系統，其中數據機用於對來自分路器的第一分路衛星信號進行解調，判斷是否是目標衛星並存儲判斷結果。
根據本發明的上述一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星系統，其中天線控制器判斷數字電壓信號是否大於設定的門限值，如果判斷為「是」，則天線控制器向數據機查詢當前衛星是否是目標衛星，如果判斷為「是」，則天線控制器基於數字電壓信號控制天線伺服系統，從而控制衛星天線對準目標衛星；如果當前衛星不是目標衛星，則天線控制器繼續接受數字電壓信號並尋找目標衛星。
根據本發明的上述一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星系統，其中如果天線控制器判斷出數字電壓信號不大於設定的門限值，則天線控制器基於輸入的基準衛星參數和目標衛星參數計算二者之的相對參數差值，使得衛星天線對準基準衛星並基於相對參數差值使衛星天線從基準衛星對準目標衛星。
根據本發明的上述一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星系統，其中天線伺服裝置包括方位電機和俯仰電機，用於控制天線的方位和俯仰。
根據本發明的上述一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星系統，其中姿態傳感器用於向天線控制器反饋衛星天線的姿態信息，GPS接收機用於向天線控制器反饋衛星天線的位置信息，天線控制器基於數字電壓信號、姿態信息和位置信息控制天線伺服裝置，從而控制衛星天線對準目標衛星。
本發明的另一個實施方式提供了一種基於功率檢測器的尋星方法，其中，所述尋星方法包括以下步驟：
步驟1：接受數字電壓信號；
步驟2：判斷數字電壓信號是否大於設定的門限值；
步驟3：查詢當前衛星是否是目標衛星；
步驟4：基於數字電壓信號使得衛星天線對準目標衛星。
根據本發明的上述另一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星方，其中當上述步驟2判斷為「否」，則基於輸入的基準衛星參數和目標衛星參數計算二者之的相對參數差值，使得衛星天線對準基準衛星並基於相對參數差值使衛星天線從基準衛星對準目標衛星。
根據本發明的上述另一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星方，其中當上述步驟3判斷為「否」，則返回步驟1，重新接受數字電壓信號，繼續尋星。
根據本發明的上述另一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星方，其中步驟1接受數字電壓信號是指：天線控制器接受經A/D轉換模塊將來自功率檢測器的模擬電壓信號轉化後的數字電壓信號。
根據本發明的上述另一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星方，其中步驟2判斷數字電壓信號是否大於設定的門限值:是指天線控制器判斷數字電壓信號是否大於設定的門限值。
根據本發明的上述另一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星方，其中步驟3查詢當前衛星是否是目標衛星是指：天線控制器向數據機查詢當前衛星是否是目標衛星。
根據本發明的上述另一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星方，其中步驟4基於數字電壓信號使得衛星天線對準目標衛星是指：天線控制器基於數字電壓信號控制線伺服裝置的方位電機和俯仰電機，從而控制衛星天線的方位和俯仰，使得衛星天線對準目標衛星。
根據本發明的上述另一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星方，其中基於輸入的基準衛星參數和目標衛星參數計算二者之的相對參數差值是指：線控制器基於輸入的基準衛星參數和目標衛星參數計算二者之的相對參數差值。
根據本發明的上述另一個實施方式提供的基於功率檢測器的尋星方，其中使得衛星天線對準基準衛星並基於相對參數差值使衛星天線從基準衛星對準目標衛星是指：線控制器控制伺服裝置的電機和俯仰電機，從而控制衛星天線的方位和俯仰，使得衛星天線對準基準衛星，進而控制伺服裝置使得衛星天線基於相對參數差值使從基準衛星對準目標衛星。
根據本發明一個實施方式的基於功率檢測器的尋星裝置優點在於：尋星系統兼容性強，可以解決Ka系統(Ka頻段衛星通信系統)無信標信號、無DVB信號尋星問題；尋星系統成本降低，傳統尋星方式中信標機價格昂貴。
根據本發明一個實施方式的基於功率檢測器的尋星方法的優點在於：尋星速率提高，與單一使用數據機尋星方式相比響應速度快，尋星速率高；應用廣泛，可用於尋找隱藏衛星或其他無法直接搜索的衛星。
【附圖說明】
參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是：這些附圖僅僅用於舉例說明本發明的技術方案，而並非意在對本發明的保護範圍構成限制。圖中：
圖1示出了根據本發明一個實施方式的基於功率檢測器的尋星裝置。
圖2示出了基於如圖1所示的尋星裝置的尋星方法。
【具體實施方式】
圖1-2和以下說明描述了本發明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本發明。為了教導本發明技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將落在本發明的保護範圍內。本領域技術人員應該理解下述特徵能夠以各種方式組合以形成本發明的多個變型。由此，本發明並不局限於下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
圖1示出了根據本發明一個實施方式的基於功率檢測器的尋星裝置。如圖1所示，衛星天線控制系統包括：衛星天線1、變頻器2、分路器3、功率檢測器4、A/D轉換模塊5、天線控制器6、天線伺服系統7、數據機8、GPS(Global PositioningSystem，全球定位系統)接收機9以及姿態傳感器10，衛星天線1與變頻器2相連接，變頻器2與分路器3相連接，分路器3分別與功率檢測器4和數據機8相連接，功率檢測器4與A/D轉換模塊5相連接，數據機8與天線控制器6相連接，天線控制器6與分別A/D轉換模塊5、天線伺服系統7、GPS接收機9以及姿態傳感器10相連接，天線伺服系統7與衛星天線1相連接。
功率檢測器4為射頻檢測器，用於識別來自分路器3的載波信號。
天線伺服裝置7包括方位電機和俯仰電機。數據機8用於對來自分路器3載波信號進行解調，判斷是否是目標衛星並存儲判斷結果。數據機的型號根據客戶的通信系統需求進行選擇，例如在Ka-sat衛星系統中數據機型號為ViaSat EM4100。本領域技術人員容易理解的是不同的通信系統可以選擇不同的數據機，而這也在本發明的保護範圍內。姿態傳感器11用於向天線控制器6反饋衛星天線1的姿態信息，姿態信息包括衛星天線1的傾斜信息、航向信息和水平信息。GPS接收機9用於向天線控制器6反饋衛星天線1的位置信息。天線控制器6基於姿態信息和位置信息控制天線伺服裝置7的方位電機和俯仰電機，從而控制衛星天線1的方位和俯仰，使得控制衛星天線1對準目標衛星。
使用中，衛星天線1接收到衛星信號並將衛星信號發送給變頻器2，變頻器2對接收到衛星信號進行濾波、變頻和放大形成放大的衛星信號並將其發送給分路器3，分路器3將放大的衛星信號分成第一分路衛星信號和第二分路衛星信號，第一分路衛星信號發送給數據機8，第二分路衛星信號發送給功率檢測器4，數據機8對第一分路衛星信號進行解調並判斷是否是目標衛星並存儲判斷結果，功率檢測器4對第二分路衛星信號進行濾波和檢波處理後輸出模擬電壓信號並將模擬電壓信號發送給A/D轉換模塊5，A/D轉換模塊5將模擬電壓信號進行模數轉換後，得到數字電壓信號並發送至天線控制器6，天線控制器6判斷數字電壓信號是否大於設定的門限值，如果大於設定的門限值，天線控制器6向數據機8查詢當前衛星是否是目標衛星，天線控制器6從數據機8查詢的結果為：當前衛星是目標衛星，則天線控制器6將通過接受到的數字電壓信號、姿態信息和位置信息控制天線伺服系統7的方位電機和俯仰電機，從而控制衛星天線1的方位和俯仰，進而實現精準對星。如果天線控制器6從數據機8查詢的結果為：當前衛星不是目標衛星，則天線控制器6控制天線伺服系統7繼續尋找目標衛星。
使用中，如果天線控制器6判斷數字電壓信號小於設定的門限值，則功率檢測器4無法通過載波信號正確尋星時，天線控制器6基於輸入的基準衛星參數和目標衛星參數計算基準衛星和目標衛星之間的相對參數差值，天線控制器6控制天線伺服裝置7使得衛星天線1對準基準衛星，進而控制天線伺服裝置7使得衛星天線1基於基準衛星和目標衛星之間的相對參數差值
從基準衛星對準目標衛星。
圖2示出了基於如圖1所示的尋星裝置的尋星方法。如圖2所示，所述基於功率檢測器的尋星方法包括以便步驟：
步驟100：基於功率檢測器的尋星方法開始；
步驟110：接受數字電壓信號；
步驟120：判斷數字電壓信號是否大於設定的門限值；
步驟130：查詢當前衛星是否是目標衛星；
步驟140：基於數字電壓信號使得衛星天線對準目標衛星；
步驟150：基於功率檢測器的尋星方法結束。
在上述步驟120中，如果判斷為「否」，則執行步驟160：基於輸入的基準衛星參數和目標衛星參數計算二者之的相對參數差值和步驟170：使得衛星天線對準基準衛星並基於相對參數差值使衛星天線從基準衛星對準目標衛星。
在上述步驟130中，如果判斷為「否」，則返回步驟110，重新接受數字電壓信號，繼續尋星。
具體而言，步驟110：接受數字電壓信號是指：天線控制器6接受經A/D轉換模塊5將來自功率檢測器4的模擬電壓信號轉化後的數字電壓信號。
具體而言，步驟120判斷數字電壓信號是否大於設定的門限值:是指天線控制器6判斷數字電壓信號是否大於設定的門限值。
具體而言，步驟130查詢當前衛星是否是目標衛星是指：天線控制器6向數據機8查詢當前衛星是否是目標衛星。
具體而言，步驟140基於數字電壓信號使得衛星天線對準目標衛星是指：天線控制器6基於數字電壓信號控制線伺服裝置7的方位電機和俯仰電機，從而控制衛星天線1的方位和俯仰，使得衛星天線對準目標衛星。
具體而言，步驟160基於輸入的基準衛星參數和目標衛星參數計算二者之的相對參數差值是指：線控制器6基於輸入的基準衛星參數和目標衛星參數計算二者之的相對參數差值。
具體而言，步驟170使得衛星天線對準基準衛星並基於相對參數差值使衛星天線從基準衛星對準目標衛星是指：線控制器6控制伺服裝置7的電機和俯仰電機，從而控制衛星天線1的方位和俯仰，使得衛星天線對準基準衛星，進而控制伺服裝置7使得衛星天線1基於相對參數差值使從基準衛星對準目標衛星。
根據本發明一個實施方式的基於功率檢測器的尋星裝置優點在於：尋星系統兼容性強，可以解決Ka系統無信標信號、無DVB信號尋星問題；尋星系統成本降低，傳統尋星方式中信標機價格昂貴。
根據本發明一個實施方式的基於功率檢測器的尋星方法的優點在於：尋星速率提高，與單一使用數據機尋星方式相比響應速度快，尋星速率高；應用廣泛，可用於尋找隱藏衛星或其他無法直接搜索的衛星。
在此提供的方法不與任何特定計算機、虛擬系統或者其它設備固有相關。各種通用系統也可以與基於在此的示教一起使用。根據上面的描述，構造這類系統所要求的結構是顯而易見的。此外，本發明也不針對任何特定程式語言。應當明白，可以利用各種程式語言實現在此描述的本發明的內容，並且上面對特定語言所做的描述是為了披露本發明的實施方式。
在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，並未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。
類似地，應當理解，為了精簡本公開並幫助理解各個發明方面中的一個或多個，在上面對本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各個特徵有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，並不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發明要求比在每個權利要求中所明確記載的特徵更多的特徵。更確切地說，如下面的權利要求書所反映的那樣，發明方面在於少於前面公開的單個實施例的所有特徵。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地併入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本發明的單獨實施例。
本領域那些技術人員可以理解，可以對實施例中的設備中的模塊進行自適應性地改變並且把它們設置在與該實施例不同的一個或多個設備中。可以把實施例中的模塊或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特徵和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以採用任何組合對本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的所有特徵以及如此公開的任何方法或者設備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的每個特徵可以由提供相同、等同或相似目的替代特徵來代替。
根據本發明的位置控制中的校準方法可以通過電腦程式產品來實施，該電腦程式產品包括用於當在計算機上運行所述電腦程式產品時執行以實施本發明的位置控制中的校準方法的軟體代碼部分。
可以通過在計算機可讀記錄介質中記錄一種電腦程式來實施本發明，該電腦程式包括用於當在計算機上運行所述電腦程式時執行以實施本發明的位置控制中的校準方法的軟體代碼部分。即根據本發明的位置控制中的校準方法能夠以計算機可讀介質中的指令的形式和各種其他形式分發，而不管實際來執行分發的信號承載介質的特定類型。計算機可讀介質的例子包括諸如EPROM、ROM、磁帶、紙、軟盤、硬碟驅動器、RAM和CD-ROM的介質以及諸如數字和模擬同心鏈路的傳輸型介質。
此外，本領域的技術人員能夠理解，儘管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特徵而不是其它特徵，但是不同實施例的特徵的組合意味著處於本發明的範圍之內並且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。