專利名稱：一種漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，具體是一種漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線。
背景技術：
由于長期生活在海上的漁民無法看到電視和聽到廣播，茫茫的大海依然是文化生活的沙漠。漁民們由于需要遠海捕撈作業(yè)，他們一出海短則一個月，長則半年甚至一年才能回家?guī)滋?，因此長期看不到電視和收聽廣播，生活非?？菰锟鄲灐O民在船上的生活基本就是捕魚、睡覺、打牌，很少收到外部世界的信息，感覺過著與世隔絕的生活。因此，廣播電視走進漁船，讓漁民在出海作業(yè)時也能及時了解到國家的時事新聞、行業(yè)與市場信息、氣象與海浪預報等資訊，對滿足漁民的精神文化需求與和諧漁區(qū)的建設具有非常重要的作用，也是我國民生工程建設至關重要的一環(huán)。同時，通過廣播電視，漁民還可以接收氣象衛(wèi)星圖像信號，及時了解氣象信息，為遠洋航行提供更好的安全保障。由于在海上只有衛(wèi)星信號才能覆蓋，而接受衛(wèi)星信號必須要求電視天線能夠自動精確跟蹤衛(wèi)星，同時，漁船在海上作業(yè)時風浪很大，船體搖晃劇烈，普通的自動跟蹤天線無法滿足要求，因此需要高精度的自動跟蹤天線。目前，國外如韓國、以色列、美國等生產的船載衛(wèi)星電視天線性能較好，基本能滿足漁船上惡劣環(huán)境的電視接收要求，但由于其價格昂貴而無法讓漁民接受。國內也有幾家生產船載衛(wèi)星電視天線的廠家，但大部分是花巨資引進的國外生產線，沒有自主知識產權，在天線發(fā)生故障或需要升級時無法獨立解決；自主產權的天線也基本只能用在大型船只上，還不能安裝在劇烈搖晃的漁船上使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，跟蹤精度高，能在惡劣環(huán)境中自動精確接收衛(wèi)星信號，而且成本低廉，利于推廣。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，包括天線面、高頻頭及支架，所述天線面可俯仰方向轉動地安裝在支架上，所述高頻頭安裝在天線面的焦點位置，其特征在于所述的天線面的側部以正交方式安裝有兩個能感知載體運動的陀螺儀，所述支架可轉動地安裝在基座上，在支架上安裝有兩個用于天線俯仰與方位跟蹤控制的步進電機及系統(tǒng)主控板，系統(tǒng)主控板根據輸入的兩個正交陀螺儀的載體運動角速度信號結合高頻頭接收的衛(wèi)星信號進行系統(tǒng)處理，并將衛(wèi)星位置的定位信號輸出，連接和驅動步進電機轉動，從而使天線面始終對準衛(wèi)星。作為改進，所述陀螺儀為俯仰陀螺儀和方位/橫滾陀螺儀，分別以正交的方式安裝在陀螺儀面板上，所述陀螺儀面板上平行于天線面安裝在天線面的側部。作為改進，所述步進電機為用于驅動天線面俯仰轉動的俯仰電機和用于驅動支架方位轉動的方位電機，所述俯仰電機設于支架的上部，正對于天線面的下方；所述方位電機設于支架的底部，基座的上方，所述俯仰電機、方位電機分別通過安裝在系統(tǒng)主控板上的電機驅動器與系統(tǒng)主控板的信號輸出端相連接。再改進，所述系統(tǒng)主控板包括三個單機片和調諧器，其中三個單機片分別為用于處理衛(wèi)星信號強度的單機片、俯仰控制的單片機和航向及橫滾控制的單片機，所述高頻頭接收的衛(wèi)星信號經調諧器處理后連接和傳送至處理衛(wèi)星信號強度的單片機，所述處理衛(wèi)星信號強度的單片機將處理后的衛(wèi)星載波強度信號通過I2C總線傳送至所述俯仰控制的單片機和航向及橫滾控制的單片機；所述俯仰控制的單片機的輸入端與俯仰陀螺儀的輸出端相連，所述航向及橫滾控制的單片機的輸入端與方位/橫滾陀螺儀相連，所述俯仰控制的單片機和航向及橫滾控制的單片機的輸出端分別與電機驅動器相連接，根據輸入的正交陀螺儀信號及衛(wèi)星載波強度信號經處理得到衛(wèi)星位置的俯仰和航向兩個方向信息，并將信號輸出，連接和驅動俯仰電機與方位電機轉動進行定位。進一步改進，所述基座的中心位置安裝有用于連接外部電源及接收器的過孔導電環(huán)。最后，所述天線面、支架、底座封裝在天線罩中。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于在天線面的側部安裝了兩個感知載體運動的正交陀螺儀，在支架上安裝兩個步進電機，在系統(tǒng)主控板上設有三個單機片，系統(tǒng)主控板根據輸入的兩個正交陀螺儀的載體運動角速度信號結合高頻頭接收的衛(wèi)星信號進行系統(tǒng)處理，驅動步進電機轉動，實現(xiàn)對衛(wèi)星的精確跟蹤及定位，本發(fā)明結構簡單，成本低，軟件控制系統(tǒng)屬于自主創(chuàng)新，通過設置調諧器中的衛(wèi)星參數，能自動識別跟蹤衛(wèi)星，保證在大風、惡劣環(huán)境中航行能正常收看到清晰的衛(wèi)星電視節(jié)目，豐富船員的娛樂文化生活，并且采用成本低廉的陀螺儀及天線面，所使用的陀螺儀市場價格小于30元，天線面為市場上可以批量采購的固定天線面，無需開模，且價格便宜，在保證跟蹤精度的同時極大地降低產品成本，利于產品的推廣。


圖Ia為本發(fā)明的漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線的總體結構示意圖；圖Ib為陀螺儀面板結構圖；圖Ic為主控板結構圖；圖2為本發(fā)明的漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線的工作原理系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖I所示，一種漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，包括天線面I、陀螺儀面板2、高頻頭3、支架4、基座9及安裝于支架4上的步進電機、系統(tǒng)主控板10，高頻頭3安裝在天線面I的焦點上，天線面I反射的衛(wèi)星信號在高頻頭3處聚焦，高頻頭3接收該衛(wèi)星信號，并對其進行降頻；天線面I安裝在支架4上，并可在俯仰方向轉動；陀螺儀面板2安裝在天線面I上，并平行于天線面1，陀螺儀面板2上裝有兩個陀螺儀，分別是俯仰陀螺儀5和方位/橫滾陀螺儀6，以正交方式安裝，陀螺儀用于感知載體在俯仰、方位、橫滾三個方向的運動速度；步進電機為兩個，分別是俯仰電機7和方位電機8，俯仰電機7安裝在支架4的上部，用于控制天線面的俯仰角度；方位電機8安裝在支架4的底部、基座9上方，用于驅動支架4轉動，進而控制天線面的方位角，有關俯仰動作和轉動動作的傳動機構是傳統(tǒng)手段；系統(tǒng)主控板10安裝在支架4上，是系統(tǒng)的控制中心；系統(tǒng)主控板10上安裝有調諧器和用于處理衛(wèi)星信號強度的O號單機片、俯仰控制的I號單機片、航向及橫滾控制的2號單機片，調諧器用于接收衛(wèi)星信號并產生AGC信號，該信號被傳輸至安裝在主控板10上的處理衛(wèi)星信號強度的O號單片機，處理衛(wèi)星信號強 度的O號單片機對衛(wèi)星信號處理，并將衛(wèi)星信號強度經I2C總線傳送至安裝在主控板10上的俯仰控制的I號單片機和航向及橫滾控制的2號單片機，俯仰控制的I號單片機和航向及橫滾控制的2號單片機根據陀螺儀的輸入及衛(wèi)星信號強度，通過安裝在主控板10上的電機驅動器連接和驅動俯仰電機7和方位電機8轉動，控制天線面的俯仰角和方位角；支架4裝在基座9上，并可在方位方向任意旋轉；基座10中間安裝有過孔導電環(huán)11，用于連接外部電源，并將衛(wèi)星信號傳輸至電視接收機；上述所有的部件都被安裝在天線罩12的內部，以保護天線不受外部環(huán)境的腐蝕。如圖2所示，本發(fā)明的系統(tǒng)工作方式為高頻頭3接收天線面反射并聚焦的衛(wèi)星信號，并對衛(wèi)星信號進行降頻處理，降頻后的信號被傳輸至調諧器，調諧器對該衛(wèi)星信號進行處理，并產生AGC信號，該AGC信號被傳輸至處理衛(wèi)星信號強度的O號單片機，處理衛(wèi)星信號強度的O號單片機對該AGC信號進行處理，生成衛(wèi)星信號強度，并將該強度信號通過I2C總線傳輸至俯仰控制的I號單片機和航向及橫滾控制的2號單片機，俯仰控制的I號單片機和航向及橫滾控制的2號單片機分別接收來自俯仰陀螺和方位橫滾陀螺的載體運動角速度信號，結合上述的衛(wèi)星信號強度，分別計算俯仰電機和方位電機的轉動方向及轉動速度，產生相應的脈沖信號及方向信號，分別發(fā)送至俯仰和方位電機驅動器，驅動俯仰控制的電機和方位電機轉動，保證天線面始終對準衛(wèi)星。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理前提下，可以對本發(fā)明作出多種改型或改進，這些均被視為本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，包括天線面、高頻頭及支架，所述天線面可俯仰方向轉動地安裝在支架上，所述高頻頭安裝在天線面的焦點位置，其特征在于所述的天線面的側部以正交方式安裝有兩個能感知載體運動的陀螺儀，所述支架可轉動地安裝在基座上，在支架上安裝有兩個用于天線俯仰與方位跟蹤控制的步進電機及系統(tǒng)主控板，系統(tǒng)主控板根據輸入的兩個正交陀螺儀的載體運動角速度信號結合高頻頭接收的衛(wèi)星信號進行系統(tǒng)處理，并將衛(wèi)星位置的定位信號輸出，連接并驅動步進電機轉動，從而使天線面始終對準衛(wèi)星。
2.根據權利要求I所述的漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述陀螺儀為俯仰陀螺儀和方位/橫滾陀螺儀，分別以正交的方式安裝在陀螺儀面板上，所述陀螺儀面板上平行于天線面安裝在天線面的側部。
3.根據權利要求I所述的漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述步進電機為用于驅動天線面俯仰轉動的俯仰電機和用于驅動支架方位轉動的方位電機，所述俯仰電機設于支架的上部，正對于天線面的下方；所述方位電機設于支架的底部，基座的上方，所述俯仰電機、方位電機分別通過安裝在系統(tǒng)主控板上的電機驅動器與系統(tǒng)主控板的信號輸出端相連接。
4.根據權利要求3所述的漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述系統(tǒng)主控板包括三個單機片和調諧器，其中三個單機片分別為用于處理衛(wèi)星信號強度的單機片、俯仰控制的單片機和航向及橫滾控制的單片機， 所述高頻頭接收的衛(wèi)星信號經調諧器處理后連接并傳送至處理衛(wèi)星信號強度的單片機，所述處理衛(wèi)星信號強度的單片機將處理后的衛(wèi)星載波強度信號通過I2C總線傳送至所述俯仰控制的單片機和航向及橫滾控制的單片機； 所述俯仰控制的單片機的輸入端與俯仰陀螺儀的輸出端相連，所述航向及橫滾控制的單片機的輸入端與方位/橫滾陀螺儀相連，所述俯仰控制的單片機和航向及橫滾控制的單片機的輸出端分別與電機驅動器相連接，根據輸入的正交陀螺儀信號及衛(wèi)星載波強度信號經處理得到衛(wèi)星位置的俯仰和航向兩個方向信息，并將信號輸出，驅動俯仰電機與方位電機轉動進行定位。
5.根據權利要求I至4任一權利要求所述的漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述基座的中心位置安裝有用于連接外部電源及接收器的過孔導電環(huán)。
6.根據權利要求I至4任一權利要求所述的漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述天線面、支架、底座封裝在天線罩中。
全文摘要
一種漁船用自動跟蹤衛(wèi)星電視天線，包括天線面、高頻頭及支架，所述天線面可俯仰方向轉動地安裝在支架上，所述高頻頭安裝在天線面的焦點位置，其特征在于所述的天線面的側部以正交方式安裝有兩個能感知載體運動的陀螺儀，所述支架可轉動地安裝在基座上，在支架上安裝有兩個用于天線俯仰與方位跟蹤控制的步進電機及系統(tǒng)主控板，系統(tǒng)主控板根據輸入的兩個正交陀螺儀的載體運動角速度信號結合高頻頭接收的衛(wèi)星信號進行系統(tǒng)處理，并將衛(wèi)星位置的定位信號輸出，驅動步進電機轉動，從而使天線面始終對準衛(wèi)星。本發(fā)明的具有結構簡單、成本低、精度高及穩(wěn)定性好的特點，保證在大風、惡劣環(huán)境中航行能正常收看到清晰的衛(wèi)星電視節(jié)目，豐富船員的娛樂文化生活。
文檔編號H01Q3/08GK102938502SQ201110236538
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權日2011年8月15日
發(fā)明者亓常松, 潘洪軍, 陳洪濤, 王燕樂 申請人:浙江海洋學院