一种通用型天线控制系统论文和设计

全文摘要

本实用新型提供一种通用型天线控制系统，主要解决现有天线各个控制系统之间兼容性和通用性问题，包括主控板；其特征在于：所述主控板上集成有CPU控制器、与CPU控制器连接的接口电路、通信接口、传感接口、方位驱动器、俯仰驱动器、电机接口；所述通信接口、传感接口、方位驱动器、俯仰驱动器分别与接口电路连接并通过接口电路与CPU控制器连接；所述方位驱动器、俯仰驱动器两者分别与电机接口连接；所述通信接口上连接有网络模块，本通用型天线控制系统通过网络模块与外部建立通信连接；所述传感接口上连接有信标接收机，信标接收机上连接有DVB模块。

主设计要求

1.一种通用型天线控制系统，包括主控板；其特征在于：所述主控板上集成有CPU控制器、与CPU控制器连接的接口电路、通信接口、传感接口、方位驱动器、俯仰驱动器、电机接口；所述通信接口、传感接口、方位驱动器、俯仰驱动器分别与接口电路连接并通过接口电路与CPU控制器连接；所述方位驱动器、俯仰驱动器两者分别与电机接口连接；所述通信接口上连接有网络模块，本通用型天线控制系统通过网络模块与外部建立通信连接；所述传感接口上连接有信标接收机，信标接收机上连接有DVB模块。

设计方案

所述通信接口上连接有网络模块，本通用型天线控制系统通过网络模块与外部建立通信连接；

所述传感接口上连接有信标接收机，信标接收机上连接有DVB模块。

2.如权利要求1所述的通用型天线控制系统，其特征在于：所述信标接收机、DVB模块位于主控板的外部。

3.如权利要求1所述的通用型天线控制系统，其特征在于：所述方位驱动器、俯仰驱动器分别通过CAN总线与接口电路连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种通用型天线控制系统。

背景技术

目前，现有天线有自动便携站、车载站，其产品系列多样，适合应急，救灾，新闻采集等场合，保证非专业人员也能及时有效及时的开通链路，实施应急，救灾，新闻采集等作业，可将第一手的实时数据及实施图像发送给指挥中心，并能及时下达应急任务，及时处理现场问题，为救灾，应急提供不间断的通信保障。

在已有的自动天线产品中，存在各种不同类型、不同口径的自动天线，按照口径分，中小口径从0.75m到2.4m,按照使用形式分为便携站和车载站；通常对于这些种类繁多的产品，往往需要单独开发独立的控制系统而满足要求，主要差异在于电机功率不同，便携和车载的控制形式和工作逻辑也不同。比如对于小口径天线集成度可以设计的很紧凑，而对于大口径则不得不在控制系统外挂驱动器满足系统要求；针对各个天线独立的开发控制系统虽然是常规做法，但显然造成了很大的成本浪费，况且也增加了维护成本和难度，对于卫通天线的行业特点：种类多、数量少而言，会存在以下不足：

1.便携站、车载站产品繁杂，控制系统多样，导致各个控制系统相互不兼容；

2.无法适应公司多样化多品类的产品研发需求，无通用性及向前的兼容性、向后的扩展；

3.导致很大的成本浪费，并且增加了维护成本和难度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种通用型天线控制系统，主要解决现有天线各个控制系统之间兼容性和通用性问题。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：

设计一种通用型天线控制系统，包括主控板；其特征在于：所述主控板上集成有CPU 控制器、与CPU控制器连接的接口电路、通信接口、传感接口、方位驱动器、俯仰驱动器、电机接口；所述通信接口、传感接口、方位驱动器、俯仰驱动器分别与接口电路连接并通过接口电路与CPU控制器连接；所述方位驱动器、俯仰驱动器两者分别与电机接口连接；

所述通信接口上连接有网络模块，本通用型天线控制系统通过网络模块与外部建立通信连接；

所述传感接口上连接有信标接收机，信标接收机上连接有DVB模块。

所述信标接收机、DVB模块位于主控板的外部。

还包括为本通用型天线控制系统供电的电源模块，电源模块包括24V电源模块、15V 电源模块，24V电源模块用于与天线电机连接并为电机供电，15V电源模块为整个通用型天线控制系统供电。

所述方位驱动器、俯仰驱动器分别通过CAN总线与接口电路连接。

本实用新型的有益效果在于：

本设计之通用型天线控制系统主要解决现有天线各个控制系统之间兼容性和通用性问题，本系统在实施中可实现中小口径静中通天线通用控制系统搭建，本系统按照模块化设计，充分考虑了各个模块之间的配合关系，具有以下优点：

1.组成简洁紧凑，最大限度的缩小了伺服控制部分在卫通天线设计中的体积占用，为卫通天线设计创造了更多优化的空间；

2.全数字化的信号处理，电机驱动部分由ELMO驱动器负责，通过CAN总线与主控CPU 接口，系统耦合性小，提高了系统的稳定性；

3.采用ELMO系列化的小型驱动器，使得本控制系统具有广泛的适用性，针对不同的天线控制要求只要更换为相应需要的驱动模块，即可快速搭建控制系统，极大的缩短了开发周期和难度。

附图说明

图1为本通用型天线控制系统的电气原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1：一种通用型天线控制系统，参见图1。

本设计的通用型天线控制系统它包括主控板1；所述主控板1上集成有CPU控制器3(主要为STM32主控芯片)、与CPU控制器3连接的接口电路、通信接口7、传感接口6、方位驱动器5(ELMO驱动器)、俯仰驱动器4(ELMO驱动器)、电机接口8；本系统中，所述通信接口7、传感接口6、方位驱动器5、俯仰驱动器4分别与接口电路连接并通过接口电路与CPU控制器3连接，其中，所述方位驱动器、俯仰驱动器分别通过CAN总线与接口电路连接；所述方位驱动器5、俯仰驱动器6两者还分别与电机接口8连接；外部天线上的电机与电机接口8连接并通过该电机接口8与本系统建立连接。

进一步的，所述通信接口7上连接有网络模块，本通用型天线控制系统通过网络模块与外部建立通信连接；

同时，所述传感接口6上连接有信标接收机10，信标接收机10上连接有DVB模块9，所述信标接收机、DVB模块位于主控板的外部。

还包括为本通用型天线控制系统供电的电源模块，电源模块包括24V电源模块11、15V电源模块12，24V电源模块11用于与天线上的电机连接并为电机供电，15V电源模块12为整个通用型天线控制系统供电。

本设计中，CPU控制器3主要为STM32主控芯片，STM32主控芯片是基于ARMCortexM3内核的先进控制IC，是整个控制系统的核心部分，其强大的运算能力和丰富外设可以完全满足天线控制应用的需要；方位驱动器5和俯仰驱动器4为ELMO驱动器，ELMO驱动器是业界领先的紧凑型驱动器厂家，其插针式的设计便于模块化扩展，对于小天线使用的空心杯电机和大中型天线使用的无刷伺服电机均能完美的支持，插针式可更换的驱动器模块可根据具体的天线控制系统适配不同功率电机；本设计将天线控制系统的驱动单元和控制单元进行了创新性整合，采用一块主板+外部传感器即完成了以往需要复杂系统才能完成的工作。

本设计的通用型天线控制系统控制原理与过程如下：

本通用型天线控制系统是天线控制的中央单元，而主控板是控制系统的核心，其主要完成传感器采集、运动控制、限位保护、对星的实现、信号跟踪算法等等；其中，对星流程最为复杂，其过程为：

本系统通过网络模块与上位机实时通信，当收到对星指令时，CPU控制器通过方位驱动器、俯仰驱动器直接驱动方位和俯仰电机转动完成天线位置初始化，同时，CPU控制器根据GPS获取本地经纬度和所对卫星的参数(外部数据发送而来)，自动进行计算获得天线需要指向的位置，通过方位驱动器、俯仰驱动器分别驱动方位和俯仰电机转动使得天线到达该位置；CPU控制器通过信标接收机10、DVB模块9实时采集信标强度，按照“回”字扫描法寻找卫星信标信号，当锁定信号后再通过方位驱动器、俯仰驱动器分别驱动方位和俯仰电机按照“十”字扫描法搜索信标最大值，到达信标最大值时即完成对星操作；此过程中需要根据信标机和DVB模块的实时信号强度，连续对电机的位置和速度进行精确控制，是一个不断调整的过程，至此可完成对星操作。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

设计图

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