资源描述：
《动中通伺服系统的设计_汤铭.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2003年4月现代雷达第4期动中通伺服系统的设计汤铭(南京电子技术研究所南京210013)【摘要】介绍了动中通的特点及各种可能的实现方法,对关键的技术问题进行了分析并结合实际的产品进行了介绍。【关键词】动中通,圆扫描,陀螺稳定DesignandAnalysisofServoSystemofSatelliteCommunicationinMotionTANGMing(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnologyNanjing210013)【Abstract】Th
2、epaperexplainsservosystemofsatellitecommunicationinmotion.Primaryperformanceisanalyzedandaexampleofthesystemisintroduced.【Keywords】satellitecommunicationinmotion(SCM),conicalscanning,gyrostableplatform对于不同的载体应考虑不同状况,例如车载颠簸大,方1引言位速度响应要求高,但横滚可不特别考虑,而对船舰类众所周知,
3、卫星通讯、卫星电视接收已得到广泛的载体主要应考虑纵摇横滚的影响。天线的尺寸也需与应用。由于以下两个原因,使得在移动载体(如汽车、轮其它通讯指标、装车容许的大小权衡考虑。船)上进行卫星通讯,卫星电视接收等的需求越来越2实现方法多。第一,军事及民用的需求增加;第二,Ku、Ka频段的应用,使天线口径减小,从而使得动中通的大量应用前面已提到由于动中通天线是在载体运动的情况成为可能。下工作,因此首先想到的就是如何保证天线相对大地因此,国外有些公司如美国KVH公司、SeaTal的稳定问题,对于不同的使用要求、不同的环境、
4、不同公司、日本NKH公司等专门生产车用、船用卫星通讯的外部条件、其方法是不相同的。及电视接收的系列产品。不论是用于接收电视还是用在考虑了稳定后还应考虑如何跟踪的问题,因为于通讯等,对天线伺服系统的要求是在载体行驶的过由于稳定元件的漂移等原因,单靠稳定环节不能满足程中要保证天线以一定的精度对准卫星。由于车体的要求。姿态变化,天线的指向也会发生变化。此时伺服系统的还应考虑是否存在由于姿态变化带来的天线高仰任务就是通过天线相对载体的方位及仰角的变动来保角时方位速度过大的问题。证天线指向不变或者说使天线稳定在相对于大
5、地的惯此外,必须在一定的体积、重量、成本要求下设计性空间中。因此,伺服系统的主要目标是:第一,实现对出满足要求的系统。目标的跟踪,第二,实现天线相对于大地的稳定。另外可能的跟踪方式如图1所示。图1主要跟踪模式收稿日期:2002-06-12修订日期:2002-10-2652现代雷达25卷纯机械跟踪,纯相控阵天线电跟踪,及机械和电子综合精度也直接影响到天线的指向精度。的方法各有千秋,本文主要讨论纯机械方式。惯性导航设备由于自身导航的需要能够提供出载前面已经提到为保证天线实时对准卫星必须稳定体姿态变化角。这一类设备
6、通常价格都很高,主要是由天线及跟踪目标。对于机械跟踪方式主要应考虑以下于高精度的陀螺价格贵,若采用便宜的陀螺则精度稳几个方面:跟踪方式、稳定方式、座架形式。定度都很差。很难满足精确定位的要求。2.1跟踪方式将惯性器件直接安装在天线上构成两轴稳定方式采用单脉冲跟踪方式无疑是很好的办法,其特点简便易行。将速率陀螺安装在天线座上,分别感受摇摆是跟踪精度高。当载体与目标的相对位置发生变化时,的方位,及俯仰速度信息。将该信号加入伺服系统构成能够快速的感应误差的变化,因此,当采用单脉冲跟踪稳定环节。来实现天线的稳定。时若
7、位置环带宽较高则仅靠位置环就能够很好的隔离除此以外,还可以采用物理稳定平台的方法。通常姿态变化的影响,但是单脉冲跟踪方式天线、馈线、及是设置两个轴分别对应首摇及横滚。在每个轴线上安接收机相对复杂。导致费用增高及性能价格比下降等装惯性器件及倾斜传感器通过控制系统使得平台相对问题。于大地是水平的。在平台上再安置方位俯仰座架用于采用传统的圆锥扫描方式获取目标的误差信号较跟踪。在该种方式中稳定功能与控制功能是分离的并单脉冲跟踪方式简单,跟踪精度也较高。国外SeaTel且横摇、纵摇、方位和俯仰这四个主要分量由各自的轴公
8、司的中等口径天线即采用该种方式。另外,对于单收独立的控制,因此,其跟踪精度相对较高。其缺点是成天线在0.8m口径以下的天线由于波束较宽,从国外本也较高。的某些产品和我们自己的经验可以利用简单的检波电2.3座架型式路解出卫星的信号场强(直流)采用最大值跟踪的方座架型式可有二轴座架、三轴座架、四轴座架。二法。不断使天线做圆锥运动并在该过程中比较信号电轴座架是最简单的一种形式。它又分为EL/AZ座架平的大
