市場需求
我國已成為世界大型客車生產(chǎn)基地，但目前的豪華客車上都沒有裝備可移動接收衛(wèi)星電視節(jié)目的天線自動跟蹤系統(tǒng)，只能收看車上固定的節(jié)目源。大型國際賽事期間，運動員希望在旅途中收看實時的電視轉(zhuǎn)播，所以實現(xiàn)在行駛的汽車上接收衛(wèi)星電視直接節(jié)目，是個急待開發(fā)的項目。
火車、輪船、飛機也是一個很大的使用市場，但是它們使用的工作環(huán)境又各自不同，輪船左右搖擺，前后仰角幅度大，火車要過山洞，飛機要平衡等問題都需要建立穩(wěn)定的平臺。
要想滿足市場的這些需求，就必須移植姿態(tài)測量中的高新技術，充分利用導彈制導和衛(wèi)星姿態(tài)測量技術，開發(fā)車載接收衛(wèi)星電視天線的自動跟蹤系統(tǒng)。因為要想在移動中清晰地接收衛(wèi)星電視直播節(jié)目，天線增益要求就高，這樣天線的波束就很窄，此時要想提高精度，實時地跟蹤衛(wèi)星，使得天線中心軸始終對準衛(wèi)星，就必須采用姿態(tài)測量技術。
天線自動跟蹤系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理
天線自動跟蹤系統(tǒng)主要由：陀螺傳感器，電子羅盤，單片機，伺服系統(tǒng)，衛(wèi)星電視接收天線，衛(wèi)星電視接收機，電壓/頻率(V/F)轉(zhuǎn)換模塊，北斗或 GPS 接收模塊等組成。
一、陀螺傳感器主要是用來測量汽車行駛的航向角，可選用俄羅斯全固態(tài)光纖陀螺傳感器或美國慣性陀螺傳感器，它們都具有體積小、重量輕、功耗低、啟動快等優(yōu)點;隨機漂移小(<1°/h)，動態(tài)范圍在±60°/s，標度因子誤差<2%;通過對陀螺傳感器輸出的汽車航向角變化的角速率進行積分，就能得到汽車行駛中的航向角變化量△θ 。
二、電子羅盤主要是用來測量衛(wèi)星電視天線的俯仰角和橫滾角變化量的傳感器，可以選用美國霍尼威爾公司生產(chǎn)的電子羅盤，它是以 NMEA 格式，通過 RS232 串口提供俯仰角、橫滾角和航偏變化量的輸出。它具有響應快速，最高可達 20Hz，響應時間為 0.1s，航向精度為±0.5°，分辨率為 0.1°，傾斜角(俯仰、橫滾)在±40°，精度為±0.1°，可在惡劣環(huán)境下長時間工作。
三、伺服系統(tǒng)包括了伺服驅(qū)動器和伺服馬達，考慮到車載條件下需長時間免維護工作，可選用英國 CT 公司的微型交流無刷伺服馬達和伺服驅(qū)動系統(tǒng)，其驅(qū)動器由微處理器來控制所有功能，還有產(chǎn)生供逆變器專用的可調(diào)脈沖寬度 PWM 輸出的 ASIC 芯片，用 ASIC的輸出來控制 IGBT 逆變器，它們是都封裝在一起的應用模塊，能同時進行單軸或多軸控制。全數(shù)字化可以消除模擬量控制存在的漂移，還能承受啟動時負載的沖擊。如果選用直流伺服驅(qū)動器和直流伺服馬達，雖然能夠提供線性控制、角速度控制、拉伸速率之間的良好同步，但是直流伺服馬達的電刷(即使是長壽命電刷)須經(jīng)常更換，給售后服務、維修、備份帶來很多不便。
四、北斗或 GPS 接收模塊，它是用來測量汽車當前經(jīng)緯度定位坐標的，因為陀螺傳感器長時間工作會有零點漂移和隨機漂移，這樣會產(chǎn)生累積誤差，從而影響天線的跟蹤精度，所以每隔一兩個小時后就要用 GPS 給出的汽車當前經(jīng)緯度定位坐標和衛(wèi)星電視按收機輸出的自動增益控制(AGC)信號來校正一次天線的位置，修正它的誤差使之重新對準衛(wèi)星。但汽車行駛在隧道、高層樓群、高架橋下以及密林等地段時，由于遮擋會使北斗或 GPS 定位失效，引入更大的誤差，這時就要采取推算定位(Dead Reckoning)進行自律導航。有了 GPS 給出的汽車當前經(jīng)緯度定位坐標，再利用同步衛(wèi)星軌道的坐標，通過計算公式就可以推導出衛(wèi)星電視天線應保持的航向角和俯仰角。
五、車載衛(wèi)星電視天線選擇的是波導相控陣列天線，因為這種天線的饋源及其支撐遮擋最小，并且有較大的焦距直徑比 f/D，從而使天線的縱向尺寸變大，短徑降低，還能降低天線旁瓣電平和改善饋源的極化輻射電平。如果橫向安裝在汽車頂上有利用降低整體高度，便于汽車行駛。
整個系統(tǒng)的初始化條件是以電子羅盤數(shù)據(jù)的輸出為最高級別中斷，并選擇最高響應頻率 20Hz 串行輸出俯仰角和橫滾角的變化量，來保持與陀螺傳感器測量到的航向角變化量同步，經(jīng)單片機中的 CPU 處理后以 20Hz 頻率驅(qū)動伺服系統(tǒng)，控制天線轉(zhuǎn)動方向使天線中心軸始終對準衛(wèi)星，實現(xiàn)實時跟蹤。衛(wèi)星電視接收機輸出的 AGC 模擬信號，經(jīng) V/F 模塊轉(zhuǎn)換成頻率后送單片機，以 50ms 定時中斷的單片機開始對 V/F 輸出的頻率計數(shù)，當信號最大時，表示又重新捕獲到衛(wèi)星。
“衛(wèi)斯路”衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)
“衛(wèi)斯路”D 系列車載衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)是廈門直播星電子科技有限公司和國內(nèi)高校國內(nèi)著名高校合作開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一款技術先進、收視快速、系統(tǒng)穩(wěn)定、安裝方便的高新產(chǎn)品，安裝在房車商務車大巴車上，用于車輛開動時接收衛(wèi)星電視節(jié)目的高科技產(chǎn)品。“衛(wèi)斯路”車載衛(wèi)星電視移動接收天線配合直播衛(wèi)星機頂盒具有搜星快速準確、電視信號清晰穩(wěn)定、適用范圍廣等特點，給人們旅途出行帶來實時豐富的資訊信息和娛樂享受。該產(chǎn)品支持中國直播衛(wèi)星的圓極化接收，可收看到中國九號直播衛(wèi)星上多套衛(wèi)視節(jié)目，具有物美價廉，多功能，高可靠，小型化，易安裝，重量輕等特點。
“衛(wèi)斯路”D320 車載衛(wèi)星天線能夠滿足我國陸地全部疆域的收視需求。在 2014 年夏天，“衛(wèi)斯路”天線做了祖國邊疆行的巡回測試，D320 天線無論是在帕米爾高原，在伊犁河谷，在漠河北極村，在撫遠黑瞎子島，在三亞天涯海角，在西雙版納野象谷，還是在珠峰大本營，都能可靠收視。“衛(wèi)斯路”D320 車載衛(wèi)星天線采用高性能元器件，國際名牌核心部件，嚴格的工藝流程生產(chǎn)，打造出高性價比的產(chǎn)品。產(chǎn)品被多家房車企業(yè)選用，諸如上汽大通、華晨科技、江鈴全順等車輛制造廠標配，多家奔馳、考斯特改裝車廠使用。“衛(wèi)斯路”車載衛(wèi)星天線經(jīng)過嚴苛的顛簸路、急轉(zhuǎn)彎、淋雨測試，D 系列天線具備初次搜星時間短、斷信號恢復速度快、接收信號門限低等特點，在實測過程中接收信號穩(wěn)定、工作聲音小，產(chǎn)品質(zhì)量得到了車廠和客戶好評。
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