CN116031618A - 一种船载***天线及船载***天线的通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船载***天线及船载***天线的通信方法，包括：第一反射面、馈源、下变频器、天线主板、全球定位***GPS模块、位姿电机和俯仰陀螺仪；俯仰陀螺仪用于结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息；GPS模块用于确定船载***天线的位姿信息；天线主板用于基于位姿信息控制位姿电机调整船载***天线的位姿，以使船载***天线对准目标卫星，并接收卫星广播信号。该天线采用俯仰陀螺仪结合卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息，无需采用高精度的俯仰陀螺仪即可实现对天线的位姿信息的确定，在较低成本的情况下能够满足船载***天线使用俯仰陀螺仪的需求。

Description

一种船载***天线及船载***天线的通信方法

技术领域

本发明实施例涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种船载***天线及船载***天线的通信方法。

背景技术

随着卫星通信技术领域的不断发展，已经能够在船舶运动的过程中收看电视节目，如可以通过船载***天线接收卫星的卫星广播信号。船载***天线是可以用于海上接收卫星广播信号，收看***的单接收天线，区分于陆地终端天线，船载***天线在船舶处于运动状态时，可实时跟踪和指向目标地球同步轨道(Geosynchronousorbit，GEO)卫星(处于地球同步轨道，相对地球静止)。

现有的船载***天线，在船舶处于运动状态时，大多采用高精度的俯仰陀螺仪感知天线姿态的俯仰角度变化，而高精度的俯仰陀螺仪生产难度较大，且成本较高，难以满足船载***天线大规模使用的需求。故，如何在较低成本的情况下满足船载***天线使用俯仰陀螺仪的需求是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种船载***天线及船载***天线的通信方法，在较低成本的情况下能够满足船载***天线使用俯仰陀螺仪的需求。

第一方面，本发明实施例提供了一种船载***天线，包括：

第一反射面、馈源、下变频器、天线主板、全球定位***GPS模块、位姿电机和俯仰陀螺仪；

所述馈源和所述下变频器通信连接，所述馈源与所述第一反射面通信连接，所述下变频器与所述天线主板通信连接，所述天线主板分别与所述俯仰陀螺仪和所述位姿电机通信连接；

所述俯仰陀螺仪用于结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定所述船载***天线的位姿信息；所述GPS模块用于确定所述船载***天线的位姿信息；

所述天线主板用于基于所述位姿信息控制所述位姿电机调整所述船载***天线的位姿，以使所述船载***天线对准所述目标卫星，并接收所述卫星广播信号，所述位姿电机用于进行所述船载***天线位姿的控制；

所述第一反射面用于接收所述卫星广播信号，并将所述卫星广播信号反射至所述馈源；

所述馈源将所接收信号传导至所述下变频器；

所述下变频器用于进行所述卫星广播信号的频率变换，并将变换后的信号传输至所述天线主板；

所述天线主板用于将所述变换后的信号进行放大后传输至接收机，以使所述接收机解调所述放大后的信号并输出显示信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种船载***天线的通信方法，应用于如第一方面所述的船载***天线，所述通信方法包括：

通过俯仰陀螺仪结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定所述船载***天线的位姿信息；通过GPS模块确定所述船载***天线的位姿信息；

通过天线主板基于所述位姿信息控制位姿电机调整所述船载***天线的位姿，以使所述船载***天线对准所述目标卫星，并接收所述目标卫星的所述卫星广播信号。

本发明实施例的技术方案，通过采用俯仰陀螺仪结合卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息，无需采用高精度的俯仰陀螺仪即可实现对天线的位姿信息的确定，在较低成本的情况下能够满足船载***天线使用俯仰陀螺仪的需求。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例一提供的一种船载***天线的结构示意图；

图2是根据本发明实施例二提供的一种实现船载***天线对准目标卫星的流程图；

图3是根据本发明实施例二提供的一种船载***天线的结构示意图；

图4是根据本发明实施例二提供的一种船载***天线的结构示意图；

图5是根据本发明实施例三提供的一种船载***天线的通信方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

可以理解的是，在使用本发明各实施例公开的技术方案之前，均应当依据相关法律法规通过恰当的方式对本公开所涉及个人信息的类型、使用范围以及使用场景等告知用户并获得用户的授权。

实施例一

图1是根据本发明实施例一提供的一种船载***天线的结构示意图，本实施例可适用于船载***天线接收目标卫星的卫星广播信号的情况。

如图1所示，该船载***天线包括：

第一反射面1、馈源2、下变频器3、天线主板4、全球定位***GPS模块5、位姿电机6和俯仰陀螺仪7；

馈源2和下变频器3通信连接，馈源2与第一反射面1通信连接，下变频器3与天线主板4通信连接，天线主板4分别与俯仰陀螺仪7和位姿电机6通信连接；

俯仰陀螺仪7用于结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息；GPS模块5用于确定船载***天线的位姿信息；

天线主板4用于基于位姿信息控制位姿电机6调整船载***天线的位姿，以使船载***天线对准目标卫星，并接收卫星广播信号，位姿电机6用于进行船载***天线位姿的控制；

第一反射面1用于接收卫星广播信号，并将卫星广播信号反射至馈源2；

馈源2将所接收信号传导至下变频器3；

下变频器3用于进行卫星广播信号的频率变换，并将变换后的信号传输至天线主板4；

天线主板4用于将变换后的信号进行放大后传输至接收机，以使接收机解调放大后的信号并输出显示信号。

其中，第一反射面1可以是船载***天线的主反射面，第一反射面1可以是反射目标卫星的卫星广播信号的抛物面。第一反射面1可以用于接收目标卫星发出的卫星广播信号。其中，目标卫星可以是指向船载***天线发射卫星广播信号的卫星，如目标卫星可以是地球同步轨道(Geosynchronous orbit，GEO)卫星，GEO卫星处于地球同步轨道，且相对地球静止。卫星广播信号可以是指目标卫星发出的能够被船载***天线接收的广播信号。

对第一反射面1的加工材料和加工工艺不作限定，如第一反射面1可以是采用碳纤维或蜂窝玻璃钢材质的主反射面；又如，第一反射面1可以是采用旋压工艺对铝板进行加工后得到的反射面；又如，第一反射面1可以是采用冲压工艺加工得到的反射面，具体可以根据实际应用需要确定第一反射面1的加工材料和加工工艺，本发明对此不作限定。

馈源2可以与第一反射面1通信连接，馈源2可以是船载***天线的初级辐射器，通过馈源2可以决定船载***天线的电特性和频段。当第一反射面1接收到目标卫星发出的卫星广播信号时，可以将接收到的卫星广播信号反射集中至馈源2。

馈源2可以和下变频器3通信连接，馈源2可以将所接收到的卫星广播信号传导至下变频器3。下变频器3可以用于进行卫星广播信号的频率变换，即将高频的卫星广播信号转换为中频的信号(即下变频处理)；下变频器3还可以用于对所接收的信号进行放大和滤波处理。

下变频器3可以与天线主板4通信连接，下变频器3可以将下变频处理后的信号经同轴线缆传导至天线主板4。天线主板4可以用于接收下变频器3下变频处理后的信号，并将变换后的信号进行放大后传输至接收机，以使接收机解调放大后的信号并输出显示信号，如天线主板4中可以包括中频信号放大解调器，中频信号放大解调器可以对所接收的中频的信号进行滤波及放大，天线主板4可以将经中频信号放大解调器放大的信号传输至接收机，以使接收机解调放大后的信号并输出显示信号。

在一个实施例中，卫星广播信号的传播路径为：卫星广播信号经主反射面(即第一反射面1)将其反射集中到馈源所包括的副反射面上，然后信号经由馈源传导至低噪声下变频器(又叫高频头，即下变频器3)(Low Noise Block，LNB)，LNB对信号进行放大、滤波及下变频处理，再经同轴线缆传导至天线主板4的中频信号放大解调器Tuner模块，Tuner将中频信号进行滤波及放大后，再传输至接收机，以使接收机解调出图像和伴音信号、复合基带信号，并输出一个表示输入信号强弱的直流电平信号给显示电路(即以使接收机解调放大后的信号并输出显示信号)。

天线主板4分别与俯仰陀螺仪7和位姿电机6通信连接；位姿电机6用于进行船载***天线位姿的控制；俯仰陀螺仪7用于结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息；全球定位***(Global Positioning System，GPS)模块5用于确定船载***天线的位姿信息。

位姿电机6可以用于进行船载***天线位姿的控制，例如位姿电机6可以改变船载***天线的俯仰角和方位角。其中，船载***天线的俯仰角可以是指船载***天线和海平面的夹角，当船载***天线指向海平面上方时，俯仰角为正；当船载***天线指向海平面下方时，俯仰角为负。船载***天线的方位角可以是指船载***天线和真北方向的水平夹角，以真北方向为0°顺时针旋转，旋转范围为0°到360°。

位姿信息可以是指指示船载***天线的位置和姿态的信息。对位姿信息不作限定，只要能够通过位姿信息实时确定船载***天线的位姿即可，如位姿信息可以指示船载***天线的经纬度坐标，或指示船载***天线的俯仰角以及俯仰角的变化等信息。

GPS模块5用于确定船载***天线的位姿信息，如通过GPS模块5可以接收GPS卫星信号，进而获取船载***天线的经纬度坐标。俯仰陀螺仪7用于结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息，如通过俯仰陀螺仪7可以确定船载***天线的俯仰角以及俯仰角的变化，同时通过目标卫星的卫星广播信号的电平强度可以实现对俯仰陀螺仪7的校准，如通过目标卫星的卫星广播信号的电平强度的大小变化，实时搜索360°空域内的最强的卫星广播信号的电平强度，即可判断得出确定船载***天线实际的俯仰角与俯仰陀螺仪7输出的俯仰角的误差，进而实现对俯仰陀螺仪7的实时校准，因此，无需采用高精度的俯仰陀螺仪7也可确定船载***天线的位姿信息，降低了船载***天线的成本。

天线主板4用于基于位姿信息控制位姿电机6调整船载***天线的位姿，以使船载***天线对准目标卫星，并接收卫星广播信号。如，天线主板4可以基于位姿信息，确定位姿信息所指示的船载***天线的经纬度坐标，结合目标卫星的经纬度坐标，确定船载***天线相对于目标卫星的俯仰角；天线主板4可以基于位姿信息，确定位姿信息所指示的船载***天线的俯仰角，天线主板4可以控制位姿电机6调整船载***天线的俯仰角，以使船载***天线在俯仰方向朝向目标卫星，俯仰角调整的大小可以是与船载***天线相对于目标卫星的俯仰角相同的角度；天线主板4可以控制位姿电机6调整船载***天线的方位角，如天线主板4可以控制位姿电机6以真北方向为0°顺时针旋转，旋转范围为0°到360°，寻找一圈360°范围内卫星广播信号最强的方位角，当找到信号相对较强的方位角时，会在该方向不断微调位姿电机6，直到找到信号最强的方位角。通过上述方式，可以使船载***天线对准目标卫星，并接收卫星广播信号。

本发明实施例的技术方案，提供了一种船载***天线，包括：第一反射面、馈源、下变频器、天线主板、全球定位***GPS模块、位姿电机和俯仰陀螺仪；馈源和下变频器通信连接，馈源与第一反射面通信连接，下变频器与天线主板通信连接，天线主板分别与俯仰陀螺仪和位姿电机通信连接；俯仰陀螺仪用于结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息；GPS模块用于确定船载***天线的位姿信息；天线主板用于基于位姿信息控制位姿电机调整船载***天线的位姿，以使船载***天线对准目标卫星，并接收卫星广播信号，位姿电机用于进行船载***天线位姿的控制；第一反射面用于接收卫星广播信号，并将卫星广播信号反射至馈源；馈源将所接收信号传导至下变频器；下变频器用于进行卫星广播信号的频率变换，并将变换后的信号传输至天线主板；天线主板用于将变换后的信号进行放大后传输至接收机，以使接收机解调放大后的信号并输出显示信号。该方案通过采用俯仰陀螺仪结合卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息，通过卫星广播信号的电平强度实现对俯仰陀螺仪的校准，无需采用高精度的俯仰陀螺仪即可实现对船载***天线的位姿信息的确定，在较低成本的情况下能够满足船载***天线使用俯仰陀螺仪的需求。

实施例二

本实施例是在上述实施例一的基础上，对俯仰陀螺仪、GPS模块和天线主板的具体作用进行了说明，以及对馈源和位姿电机的结构作进一步细化，还对船载***天线还包括的部分进行了细化。

在本发明实施例中，俯仰陀螺仪具体用于：

在船载***天线加电时，结合卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的俯仰角，并将俯仰角传输至天线主板，位姿信息包括俯仰角；

在船载***天线所处船舶处于运动状态时，结合卫星广播信号的电平强度，确定俯仰角的变化信息，并将变化信息传输至天线主板，位姿信息包括变化信息。

在船载***天线初始加电时，俯仰陀螺仪可以确定船载***天线的俯仰角，且此时船载***天线接收的卫星广播信号的电平强度应该稳定在设定强度值以内，其中，设定强度值可以根据实际应用需要确定，本发明对此不作限定。

在船载***天线所处船舶处于运动状态时，船载***天线的俯仰角会因为船舶的运动而发生改变，可以通过俯仰陀螺仪确定俯仰角的变化信息，俯仰角的变化信息即船载***天线的俯仰角的变化所指示的信息，而此时俯仰陀螺仪输出的船载***天线的俯仰角可能会产生误差，可以通过目标卫星的卫星广播信号的电平强度实现对俯仰陀螺仪的校准，进而确定更加精准的俯仰角的变化信息。

通过目标卫星的卫星广播信号的电平强度实现对俯仰陀螺仪的校准，如通过船载***天线所接收的目标卫星的卫星广播信号的电平强度的大小变化，实时搜索360°空域内的最强的卫星广播信号的电平强度，即可判断得出船载***天线实际的俯仰角与俯仰陀螺仪输出的俯仰角的误差，进而实现对俯仰陀螺仪的实时校准，进而确定船舶处于运动状态时校准后的船载***天线的俯仰角，进一步确定俯仰角的变化信息。

俯仰陀螺仪将位姿信息所包括的俯仰角和/或俯仰角的变化信息传输至天线主板，以便后续天线主板可以基于俯仰角和/或俯仰角的变化信息，控制位姿电机改变船载***天线的俯仰角，以使船载***天线在俯仰方向始终朝向目标卫星。

在本发明实施例中，GPS模块具体用于：

在船载***天线加电时，确定船载***天线的经纬度信息，并将经纬度信息传输至天线主板，位姿信息包括经纬度信息。

其中，经纬度信息可以指示船载***天线的经纬度坐标。在船载***天线加电时，GPS模块可以接收GPS卫星信号，通过接收GPS卫星信号即可进行船载***天线的定位，即确定船载***天线的经纬度信息。

GPS模块将船载***天线的经纬度信息传输至天线主板，以便后续天线主板可以基于经纬度信息和目标卫星的经纬度坐标，确定船载***天线相对于目标卫星的俯仰角。

在本发明实施例中，天线主板具体用于：

在船载***天线加电时，基于经纬度信息和目标卫星的经纬度坐标，确定船载***天线相对于目标卫星的俯仰角；

在船载***天线加电时，基于船载***天线的俯仰角以及相对的俯仰角，控制位姿电机中的俯仰电机调整船载***天线的俯仰角；

在船载***天线所处船舶处于运动状态时，基于船载***天线的俯仰角的变化信息，控制俯仰电机调整船载***天线的俯仰角。

在船载***天线加电时，天线主板基于经纬度信息和目标卫星的经纬度坐标，确定船载***天线相对于目标卫星的俯仰角。具体的，在船载***天线加电时，天线主板可以通过GPS模块获取船载***天线的经纬度信息；目标卫星的经纬度坐标，可以是天线主板通过天线控制器获取的，如可以在天线控制器中预先解算出目标卫星的经纬度坐标，在需要时由天线控制器传输至天线主板；天线主板可以基于船载***天线的经纬度信息和目标卫星的经纬度坐标，通过相对位置确定脚本确定船载***天线相对于目标卫星的俯仰角，其中，相对位置确定脚本可以是根据实际应用需要编写的脚本，具体不作限定。

在船载***天线加电时，基于船载***天线的俯仰角以及相对的俯仰角，控制位姿电机中的俯仰电机调整船载***天线的俯仰角。具体的，在船载***天线加电时，天线主板可以控制俯仰电机调整船载***天线的俯仰角，以使船载***天线在俯仰方向朝向目标卫星，俯仰角调整的大小可以是与船载***天线相对于目标卫星的俯仰角相同的角度。

在船载***天线所处船舶处于运动状态时，基于船载***天线的俯仰角的变化信息，控制俯仰电机调整船载***天线的俯仰角。具体的，在船载***天线所处船舶处于运动状态时，船载***天线自身的俯仰角以及相对于目标卫星的俯仰角均发生改变，可以重新确定船载***天线自身的俯仰角以及相对于目标卫星的俯仰角，天线主板根据重新确定的自身的俯仰角以及相对于目标卫星的俯仰角，控制俯仰电机改变船载***天线自身的俯仰角，以使船载***天线在俯仰方向始终朝向目标卫星。

在一个实施例中，天线主板还包括：

控制位姿电机中的方位电机以第一步长转动第一设定度数；

确定以第一步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应候选方位角；

基于候选方位角控制方位电机。

第一步长可以是指方位电机转动的步长，第一设定度数可以是指方位电机转动的度数，对第一步长和第一设定度数不作限定，具体可以根据实际应用需要确定第一步长和第一设定度数。候选方位角可以是指以第一步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应的方位角。

天线主板控制位姿电机中的方位电机以第一步长转动第一设定度数，在方位电机以第一步长转动第一设定度数的过程中，可以确定以第一步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应候选方位角，再通过天线主板控制方位电机在候选方位角附近微调，继续寻找取值最大的信号强度所对应的方位角。

进一步的，基于候选方位角控制方位电机，包括：

在候选方位角所对应的设定角度范围内，以第二步长转动第二设定度数；

确定以第二步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应的目标方位角；

基于目标方位角控制方位电机。

设定角度范围可以是指候选方位角附近的角度范围，如设定角度范围可以是相对于候选方位角的负一度到正一度的范围，具体不作限定。

第二步长可以小于第一步长，第二设定度数可以小于第一设定度数，以实现对方位电机的微调。

在候选方位角所对应的设定角度范围内，以第二步长转动第二设定度数，确定以第二步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应的目标方位角，即通过以第二步长转动第二设定度数，不断微调方位电机，直到找到信号最强的方位角，将其作为目标方位角，并通过天线主板控制方位电机转动至目标方位角，在目标方位角处，船载***天线可以接收到信号强度最大的卫星广播信号。

图2是根据本发明实施例二提供的一种实现船载***天线对准目标卫星的流程图，如图2所示，包括如下步骤：

天线初始化；

获取GPS经纬度(即通过GPS模块确定船载***天线的经纬度信息)；

解算并调整俯仰角(即在船载***天线加电时，基于经纬度信息和目标卫星的经纬度坐标，确定船载***天线相对于目标卫星的俯仰角；在船载***天线加电时，基于船载***天线的俯仰角以及相对的俯仰角，控制位姿电机中的俯仰电机调整船载***天线的俯仰角)；

360°寻找信号最强方位角；

判断天线位姿是否调整，若是，则通过俯仰陀螺仪感知俯仰角变化，解算并调整俯仰角(即在船载***天线所处船舶处于运动状态时，基于船载***天线的俯仰角的变化信息，控制俯仰电机调整船载***天线的俯仰角)，再360°寻找信号最强方位角；若否，则天线对准目标卫星保持。

当天线初始加电后，天线主板利用GPS模块(含全球导航卫星***(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)天线和解调芯片，可直接输出经纬度坐标等数据)获取到自身所处的经纬度信息；天线主板可以通过天线控制器获取目标卫星经纬度坐标；天线主板可以基于自身所处的经纬度信息和目标卫星经纬度坐标，解算出天线相对于目标卫星的俯仰角度；天线主板控制俯仰电机，调整天线的俯仰角至目标卫星的俯仰角度；然后天线主板控制方位电机开始从原点转动，寻找一圈360°范围内信号最强的方位角度；当天线找到信号相对较强的方位角时，会在该方向不断微调方位电机，直到找到信号最强的方位角度。

当船舶处于运动状态时，俯仰陀螺仪可以感知天线姿态的俯仰角度变化(即变化信息)，并将其传输至天线主板；天线主板控制俯仰电机将天线姿态始终对准至目标卫星俯仰方向；根据上述搜寻信号最强方向的方位角原理，天线主板控制方位电机，将天线姿态始终对准至目标卫星方位方向。

图3是根据本发明实施例二提供的一种船载***天线的结构示意图，如图3所示，馈源2包括第二反射面21、波导管22和连接器23，具体说明如下：

在本发明实施例中，馈源2包括：

第二反射面21、波导管22和连接器23；

连接器23用于连接第二反射面21和波导管22；

第二反射面21用于接收第一反射面反射的卫星广播信号；

波导管22用于接收第二反射面21传输的卫星广播信号，并将所接收的卫星广播信号传导至下变频器。

第二反射面21可以是船载***天线的副反射面。在卫星广播信号下行方向，当目标卫星发出卫星广播信号时，第一反射面可以接收目标卫星发出的卫星广播信号，并将所接收的卫星广播信号反射集中到第二反射面21，第二反射面21可以将所接收的信号经连接器23传输至波导管22，再由波导管22将所接收到的信号传输至下变频器。

图4是根据本发明实施例二提供的一种船载***天线的结构示意图，如图4所示，位姿电机6包括俯仰电机61和方位电机62，具体说明如下：

在本发明实施例中，位姿电机6包括：

俯仰电机61和方位电机62；

俯仰电机61用于调整船载***天线的俯仰角；

方位电机62用于调整船载***天线的方位角。

俯仰电机61用于调整船载***天线的俯仰角，当天线主板控制俯仰电机61转动时，可以调整船载***天线的俯仰角，船载***天线的俯仰角随俯仰电机61的转动而变化。

方位电机62用于调整船载***天线的方位角，当天线主板控制方位电机62转动时，可以调整船载***天线的方位角，船载***天线的方位角随方位电机62的转动而变化。

在本发明实施例中，船载***天线还包括：

限位开关，限位开关与天线主板通信连接，用于限定船载***天线的俯仰角和/或方位角的变化范围；

极化电机，用于改变船载***天线的极化方向，以匹配目标卫星的极化方向。

限位开关与天线主板通信连接，用于限定船载***天线的俯仰角和/或方位角的变化范围。如可以通过限位开关根据实际应用需要设定船载***天线的俯仰角和/或方位角的变化范围，当船载***天线的俯仰角和/或方位角在变化的过程中即将超出设定的变化范围时，天线主板即可控制位姿电机改变船载***天线的俯仰角和/或方位角，使船载***天线的俯仰角和/或方位角始终处于设定的变化范围。

极化电机，用于改变船载***天线的极化方向，以匹配目标卫星的极化方向。可以通过极化电机使船载***天线的极化方向与目标卫星的极化方向相同，以便船载***天线能够接收目标卫星所发送的卫星广播信号。

本发明实施例的技术方案，通过天线主板控制俯仰电机和方位电机调整船载***天线的位姿，使船载***天线能够始终对准目标卫星，并与接收目标卫星发送的卫星广播信号；通过卫星广播信号的电平强度实现对俯仰陀螺仪的校准，无需采用高精度的俯仰陀螺仪即可实现对船载***天线的位姿信息的确定，在较低成本的情况下能够满足船载***天线使用俯仰陀螺仪的需求。

实施例三

图5是根据本发明实施例三提供的一种船载***天线的通信方法的流程图，本实施例可适用于船载***天线接收目标卫星的卫星广播信号的情况，该船载***天线的通信方法可以应用于上述任一实施例所提供的船载***天线。如图5所示，该方法包括：

S110、通过俯仰陀螺仪结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息；通过GPS模块确定船载***天线的位姿信息。

S120、通过天线主板基于位姿信息控制位姿电机调整船载***天线的位姿，以使船载***天线对准目标卫星，并接收目标卫星的卫星广播信号。

本发明实施例提供的船载***天线的通信方法，首先通过俯仰陀螺仪结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息；通过GPS模块确定船载***天线的位姿信息；再通过天线主板基于位姿信息控制位姿电机调整船载***天线的位姿，以使船载***天线对准目标卫星，并接收目标卫星的卫星广播信号。

进一步的，通过俯仰陀螺仪结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的位姿信息，包括：

通过俯仰陀螺仪在船载***天线加电时，结合卫星广播信号的电平强度，确定船载***天线的俯仰角，并将俯仰角传输至天线主板，位姿信息包括俯仰角；

通过俯仰陀螺仪在船载***天线所处船舶处于运动状态时，结合卫星广播信号的电平强度，确定俯仰角的变化信息，并将变化信息传输至天线主板，位姿信息包括变化信息。

进一步的，通过GPS模块确定船载***天线的位姿信息，包括：

通过GPS模块在船载***天线加电时，确定船载***天线的经纬度信息，并将经纬度信息传输至天线主板，位姿信息包括经纬度信息。

进一步的，通过天线主板基于位姿信息控制位姿电机调整船载***天线的位姿，包括：

通过天线主板在船载***天线加电时，基于经纬度信息和目标卫星的经纬度坐标，确定船载***天线相对于目标卫星的俯仰角；

通过天线主板在船载***天线加电时，基于船载***天线的俯仰角以及相对的俯仰角，控制位姿电机中的俯仰电机调整船载***天线的俯仰角；

通过天线主板在船载***天线所处船舶处于运动状态时，基于船载***天线的俯仰角的变化信息，控制俯仰电机调整船载***天线的俯仰角。

进一步的，通过天线主板基于位姿信息控制位姿电机调整船载***天线的位姿，包括：

通过天线主板控制位姿电机中的方位电机以第一步长转动第一设定度数；

通过天线主板确定以第一步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应候选方位角；

通过天线主板基于候选方位角控制方位电机。

进一步的，通过天线主板基于候选方位角控制方位电机，包括：

通过天线主板在候选方位角所对应的设定角度范围内，控制方位电机以第二步长转动第二设定度数；

通过天线主板确定以第二步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应的目标方位角；

通过天线主板基于目标方位角控制方位电机。

进一步的，通过俯仰电机调整船载***天线的俯仰角；通过方位电机调整船载***天线的方位角。

本发明实施例所提供的船载***天线的通信方法，可以应用于上述任一实施例所提供的船载***天线，属于同一发明构思，具备相应的功能和有益效果。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船载***天线，其特征在于，包括：

第一反射面、馈源、下变频器、天线主板、全球定位***GPS模块、位姿电机和俯仰陀螺仪；

所述馈源和所述下变频器通信连接，所述馈源与所述第一反射面通信连接，所述下变频器与所述天线主板通信连接，所述天线主板分别与所述俯仰陀螺仪和所述位姿电机通信连接；

所述俯仰陀螺仪用于结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定所述船载***天线的位姿信息；所述GPS模块用于确定所述船载***天线的位姿信息；

所述天线主板用于基于所述位姿信息控制所述位姿电机调整所述船载***天线的位姿，以使所述船载***天线对准所述目标卫星，并接收所述卫星广播信号，所述位姿电机用于进行所述船载***天线位姿的控制；

所述第一反射面用于接收所述卫星广播信号，并将所述卫星广播信号反射至所述馈源；

所述馈源将所接收信号传导至所述下变频器；

所述下变频器用于进行所述卫星广播信号的频率变换，并将变换后的信号传输至所述天线主板；

所述天线主板用于将所述变换后的信号进行放大后传输至接收机，以使所述接收机解调所述放大后的信号并输出显示信号。

2.根据权利要求1所述的船载***天线，其特征在于，所述俯仰陀螺仪具体用于：

在所述船载***天线加电时，结合所述卫星广播信号的电平强度，确定所述船载***天线的俯仰角，并将所述俯仰角传输至所述天线主板，所述位姿信息包括所述俯仰角；

在所述船载***天线所处船舶处于运动状态时，结合所述卫星广播信号的电平强度，确定俯仰角的变化信息，并将所述变化信息传输至所述天线主板，所述位姿信息包括所述变化信息。

3.根据权利要求1所述的船载***天线，其特征在于，所述GPS模块具体用于：

在所述船载***天线加电时，确定所述船载***天线的经纬度信息，并将所述经纬度信息传输至所述天线主板，所述位姿信息包括所述经纬度信息。

4.根据权利要求2或3所述的船载***天线，其特征在于，所述天线主板具体用于：

在所述船载***天线加电时，基于经纬度信息和目标卫星的经纬度坐标，确定所述船载***天线相对于所述目标卫星的俯仰角；

在所述船载***天线加电时，基于所述船载***天线的俯仰角以及所述相对的俯仰角，控制位姿电机中的俯仰电机调整所述船载***天线的俯仰角；

在所述船载***天线所处船舶处于运动状态时，基于所述船载***天线的俯仰角的变化信息，控制所述俯仰电机调整所述船载***天线的俯仰角。

5.根据权利要求1所述的船载***天线，其特征在于，所述天线主板还包括：

控制所述位姿电机中的方位电机以第一步长转动第一设定度数；

确定以所述第一步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应候选方位角；

基于所述候选方位角控制所述方位电机。

6.根据权利要求5所述的船载***天线，其特征在于，所述基于所述候选方位角控制所述方位电机，包括：

在所述候选方位角所对应的设定角度范围内，以第二步长转动第二设定度数；

确定以所述第二步长所遍历度数的信号强度中，取值最大的信号强度所对应的目标方位角；

基于所述目标方位角控制所述方位电机。

7.根据权利要求1所述的船载***天线，其特征在于，所述馈源包括：

第二反射面、波导管和连接器；

所述连接器用于连接所述第二反射面和所述波导管；

所述第二反射面用于接收所述第一反射面反射的卫星广播信号；

所述波导管用于接收所述第二反射面传输的所述卫星广播信号，并将所接收的卫星广播信号传导至所述下变频器。

8.根据权利要求1所述的船载***天线，其特征在于，所述位姿电机包括：俯仰电机和方位电机；

所述俯仰电机用于调整所述船载***天线的俯仰角；

所述方位电机用于调整所述船载***天线的方位角。

9.根据权利要求1所述的船载***天线，其特征在于，还包括：

限位开关，所述限位开关与所述天线主板通信连接，用于限定所述船载***天线的俯仰角和/或方位角的变化范围；

极化电机，用于改变所述船载***天线的极化方向，以匹配所述目标卫星的极化方向。

10.一种船载***天线的通信方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一所述的船载***天线，所述通信方法包括：

通过俯仰陀螺仪结合目标卫星的卫星广播信号的电平强度，确定所述船载***天线的位姿信息；通过GPS模块确定所述船载***天线的位姿信息；

通过天线主板基于所述位姿信息控制位姿电机调整所述船载***天线的位姿，以使所述船载***天线对准所述目标卫星，并接收所述目标卫星的所述卫星广播信号。

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