CN102832456B - 一种稳定平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳定平台，用于动中通天线跟踪，包括天线、平台支架和控制***，其中，控制***分散设置于平台支架上，且位于平台支架除底部外的任意位置。可见，本发明实施例提供的稳定平台的控制***分散布置，从而可以充分利用平台支架两侧的空间和俯仰机构内的空间安置控制***的元器件，令平台支架和控制***的布置结构更为紧凑，以减小稳定平台的体积，达到提高动中通稳定平台天线***的安装性能的目的。

Description

一种稳定平台

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种用于动中通天线跟踪的稳定平台。

背景技术

动中通，即载体在移动过程中能进行不间断卫星通信的***。“稳定”和“跟踪”是动中通技术的核心，实现该技术的机械载体称之为“稳定平台”。此外，用于动中通***中信号采集、处理、条件判断、指令下达的核心单元为控制单元。其中，用于动中通天线跟踪的稳定平台的控制***包括：交流接触器、中间继电器、角度测量数模转换模块、驱动器，以及线路板元件、计算机***元件，等。

动中通天线是移动卫星通信***的关键部件，其安装性能是指影响车改的难易程度，是天线性能指标的要求之一，并且，天线的安装性能取决于所采用的稳定平台的机械结构。动中通天线安装性能指标的衡量主要是看它的体积、安装方式和重量三个方面。在这三个因素中，对安装性能影响最大的是体积，其次是安装方式，最后才是重量。因为大多数载车不是因为“载不起”，而是“装不下”。体积影响天线安装性能主要是看天线的高度，因为大多数车都是因为高度空间不够而装不下天线，在不影响通信的前提下，不得不提高整车的高度。目前的移动通信指挥车，“良好的通过性”和“良好的通信质量”之间总是一个辨证的关系。天线安装方式主要是看整个天线***的组成，例如占用上架设备的U单元数量，例如包括需要上架的部分、有特殊安装要求的部分等等几个部分。

动中通稳定平台是比较典型的三维自适应控制***，抛物面天线的平台结构主要采用力矩电机直连与齿轮传动（也有少数采用皮带传动）两种传动结构，主要是实现载车高速行进时，抛物面天线指向始终锁定指定的卫星，达到不间断卫星通信的目的。现有抛物面天线“动中通”稳定平台多采用平台支架与控制单元分离的结构，即承载天线的平台支架与执行控制信号处理的控制箱（一般为2-4U）为2个完全独立安装的部件，两者之间依靠电缆连接通信。也有少数控制单元安装在平台支架上，但并非相对独立单元，而是信号采集板、数据处理板直接嵌入平台支架本体内。

由此可见，现有抛物面天线的动中通稳定平台在保障天线***安装性能方面存在的以下缺点：

a、控制***采用集中控制，由于控制***高度集中在一起，不便于物理上的分解，导致平台支架上大量可以利用的分散空间未被充分利用；

b、因为上一条缺点的存在，控制***主板庞大的体积，使得俯仰机构上方已无法容纳或加上电机驱动电源、数模转换模块，以及其它电器执行单元，从而需要使其与主板就近安装，因此，控制箱一般会达到4U（目前市场上已有的产品均为4U，也有2个4U机箱产品，其中一个为驱动与电源，一个为操作与控制），如此庞大的体积，分离式结构设计成为唯一的选择。

c、动中通天线的可控特性与天线***的静平衡有非常密切的关联，而天线在支架上的安装受方位和俯仰旋转角度的限制，在没有外力影响的状态下，始终受地球引力的作用，使其具有向下运动的趋势，因此，通常采用电动制动（增加俯仰轴的摩擦力）或配重的方式。但是，俯仰轴采用电动制动或采用静态平衡设计方式，无论哪一种，都增加了稳定跟踪平台的重量和体积；

d、俯仰轴的波导从侧向连接，该方式使俯仰侧板可安装其他执行器件的空间受到极大的限制，波导连接侧几乎不能再安装其他器件。

e、天线采用正抛天线，不利于天线高度的降低，从图1可看出天线运行到上下极限位时，天线上下部高度直接影响***的整体高度；

f、稳定平台的控制***不安装在平台支架上，造成控制***和平台之间的连接复杂化，连接复杂主要表现在线路的延长和线路的处理，尤其是方位为360°旋转时，俯仰和极化都是必需旋转的器件，处理起来更为复杂。

因此，如何令平台支架和控制***结构紧凑，以使得稳定平台体积较小，从而提高动中通稳定平台天线***的安装性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种稳定平台，用于动中通天线跟踪，其平台支架和控制***结构紧凑，以使得稳定平台体积较小，从而有效提高动中通稳定平台天线***的安装性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种稳定平台，用于动中通天线跟踪，包括天线、平台支架和控制***，所述控制***分散设置于所述平台支架上，且位于所述平台支架除底部外的任意位置。

优选地，在上述稳定平台中，所述控制***的交流接触器、中间继电器、角度测量数模转换模块和驱动器分别安装于所述平台支架的俯仰机构的侧板上。

优选地，在上述稳定平台中，盛装有线路板元件和计算机***的控制单元盒安装于所述俯仰机构的底板或背板。

优选地，在上述稳定平台中，所述控制单元盒采用独立模块化设计，且采用可插拔的抽屉式结构。

优选地，在上述稳定平台中，所述天线中的导电滑环内孔加大，双路关节套装于所述内孔。

优选地，在上述稳定平台中，所述俯仰机构在所述平台支架中采用扇形齿轮传动，且所述扇形齿轮的传动部件采用偏心轮安装结构。

优选地，在上述稳定平台中，所述天线采用配重与弹簧混合的结构，以实现在任意位置的平衡，且所述控制***的直流电源模块作为配重安装到所述扇形齿轮上。

优选地，在上述稳定平台中，所述控制***采用分布式控制的总线结构。

优选地，在上述稳定平台中，所述天线采用切割抛物面天线。

优选地，在上述稳定平台中，所述俯仰机构的支架部分采用板式拼装结构。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的稳定平台的控制***分散布置，从而可以充分利用平台支架两侧的空间和俯仰机构内的空间安置控制***的元器件，令平台支架和控制***的布置结构更为紧凑，以减小稳定平台的体积，达到提高动中通稳定平台天线***的安装性能的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的稳定平台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的稳定平台中扇形齿轮的布置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的稳定平台中配重与弹簧混合结构的布置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的稳定平台中双路关节与导电滑环的内外套装结构的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种稳定平台，用于动中通天线跟踪，其平台支架和控制***结构紧凑，以使得稳定平台体积较小，从而有效提高动中通稳定平台天线***的安装性能。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，图1为本发明实施例提供的稳定平台的结构示意图，图2为本发明实施例提供的稳定平台中扇形齿轮的布置结构示意图，图3为本发明实施例提供的稳定平台中配重与弹簧6混合结构的布置示意图，图4为本发明实施例提供的稳定平台中双路关节与导电滑环的内外套装结构的示意图。

本发明实施例提供的稳定平台，用于动中通天线跟踪，包括天线、平台支架和控制***，其中，所述控制***分散设置于所述平台支架上，且位于所述平台支架除底部外的任意位置。此处需要说明的是，所谓“分散布置”是相对于现有技术中将控制***集中布置于一个控制盒内而言的，即“分散布置”是指将控制***的中元器件分别布置所述平台支架上，或者选择部分元件布置于相对于现有技术较小的控制盒内。

可见，本发明实施例提供的稳定平台的控制***分散布置，从而可以充分利用平台支架两侧和俯仰机构的空间安置控制***的元器件，令平台支架和控制***的布置结构更为紧凑，以减小稳定平台的体积，达到提高动中通稳定平台天线***的安装性能的目的。

在本发明提供的一具体实施例中，交流接触器1、中间继电器和角度测量数模转换模块2分别安装于平台支架的俯仰机构的侧板上，即控制***中的主要执行单元均安装在平台支架上，不需要上架，节省了设备的安装空间，使上架设备减少到1U的标准极限值，从而实现了稳定平台中的平台支架和控制***的一体式结构的设计。

在本实施例中，还充分利用了天线与天馈波导关节连接的空间部分安装盛装有线路板元件和计算机***的控制单元盒4，即将控制单元盒4安装于俯仰机构的底板，此外，将驱动器安装在俯仰机构的侧板。该处理完全利用了天线的旋转空间，并且没有增加天线跟踪***的额外高度。

但是，对于本领域的普通技术人员来说，稳定平台中的平台支架和控制***的一体式结构的设计可以有多种设计方案，其核心理念主要是充分利用俯仰机构的空间和平台支架两侧的空间，将控制***中的主要执行元件分散布置于平台支架上，从而达到平台支架和控制***的布置结构更为紧凑以减小稳定平台体积的目的即可。因此，本发明对控制***中的主要执行单元在平台支架上的具体布置方式并不做限定。例如，将控制单元盒4安装于俯仰机构的背板上也是可以的。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例中的控制***采用分布式控制的总线结构，即基于CAN（Controller Area Network，控制局域网）总线的分布式控制结构。控制***由5个独立的控制模块组成，每个控制模块作为CAN总线的一个独立的节点，通过CAN总线进行控制模块之间的通信。这种控制结构具有以下特点：多主机工作方式，任何一个控制模块在任意时刻都能主动向CAN总线发送信息，没有主从之分，使通信方式更灵活；控制模块之间可以分为不同的优先级，满足不同的实时要求；通信可靠，CAN总线采用非破坏性总线仲裁机制，当控制模块之间通信有冲突时，优先级低的模块自动停止数据发送，等待优先级高的模块数据发送完成后再重新进行数据传送；容错能力强，当***中一个控制模块发生故障时不影响其它模块的工作。

其中，控制单元盒4作为该***调试、维修较高的部件控制单元在***中是一个独立单元，即控制单元盒4采用独立模块化设计，整体更换较为方便。并且控制单元盒4中三块线路板采用了可插拔的抽屉式结构，从而使得控制板更换调试非常方便，维修时不与其他任何器件冲突，单独更换其中的任意一块时，优点更为突出。

为了进一步优化上述技术方案，如图4所示，本实施例中的中双路关节与导电滑环采用内外套装结构，具体为天线中的导电滑环内孔加大，双路关节套装于内孔。该器件在动中通***中故障率极低，此种独特处理不仅有效控制了整体设计高度，也不影响***的可维护性，又释放出了支架侧向因关节和波导所占用的空间，解决了其他执行单元安装位置紧张的问题。

由于俯仰转动因仅需70°，而且传动有较大的变比，所以，在本实施例中，俯仰机构在平台支架中采用扇形齿轮5传动，有效地减轻机构总重量，并且，扇形齿轮5的传动部件采用偏心轮安装结构，以便于安装与调整。

“动中通”稳定平台中，天线的平衡对***的控制特性影响非常大，因为天线必须俯仰转动，所以天线是轴向偏心安装，为了实现天线在任意位置的平衡，我们采用配重与弹簧6混合的结构，其中，直流电源模块和极化驱动作为配重安装到扇形齿轮5上面，这种设计既能实现良好的控制特性，又不增加***太多的重量。

为了进一步优化上述技术方案，在本实施例中，天线采用切割抛物面天线7，从而有效降低了天线的高度。

现有技术中的支架部分采用整体浇铸形式，其在热处理过程中容易变形，加工工艺过程复杂，不便精加工，且重量较重。因此，为了进一步优化上述技术方案，本实施例中的俯仰机构的支架部分采用板式连接形式。采用该设计方案后整体重量较独立部件及天线俯仰机构的整体浇铸结构，减轻20%以上。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种稳定平台，用于动中通天线跟踪，包括天线、平台支架和控制***，其特征在于，所述控制***分散设置于所述平台支架上，且位于所述平台支架除底部外的任意位置，所述控制***的交流接触器(1)、中间继电器、角度测量数模转换模块(2)和驱动器分别安装于所述平台支架的俯仰机构的侧板上，盛装有线路板元件和计算机***的控制单元盒(4)安装于所述俯仰机构的底板上位于天线与天馈波导关节连接的空间或背板；

所述俯仰机构在所述平台支架中采用扇形齿轮(5)传动，且所述扇形齿轮(5)的传动部件采用偏心轮安装结构；

所述天线采用配重与弹簧(6)混合的结构，以实现在任意位置的平衡，且所述控制***的直流电源模块作为配重安装到所述扇形齿轮(5)上。

2.根据权利要求1所述的稳定平台，其特征在于，所述控制单元盒(4)采用独立模块化设计，且采用可插拔的抽屉式结构。

3.根据权利要求1所述的稳定平台，其特征在于，所述天线中的导电滑环的内孔加大，双路关节套装于所述内孔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的稳定平台，其特征在于，所述控制***采用分布式控制的总线结构。

5.根据权利要求1-3任一项所述的稳定平台，其特征在于，所述天线采用切割抛物面天线(7)。

6.根据权利要求1-3任一项所述的稳定平台，其特征在于，所述俯仰机构的支架部分采用板式拼装结构。