背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，包括背負包以及分別裝于背負包內的天線結構單元和供天線座架安裝的天線檢測單元；天線結構單元包括衛(wèi)星通信天線、天線座架、饋源組件支撐件和天線運轉平臺，天線運轉平臺為衛(wèi)星通信天線的移動載體；天線運轉平臺內裝有天線運轉控制單元，俯仰傳動機構和方位傳動機構均與天線運轉控制單元相接；天線運轉控制單元包括微處理器和驅動電路；天線檢測單元包括天線角位置檢測單元、GPS定位單元、天線載體姿態(tài)檢測單元和衛(wèi)星信號強度檢測單元。本發(fā)明結構簡單、設計合理、可單人背負且使用操作簡便、使用效果好，能自動完成尋星過程，對準衛(wèi)星的精度較高，通信性能優(yōu)良，為應急處置提供了通信保障。
【專利說明】背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信【技術領域】，尤其是涉及一種背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟社會的快速發(fā)展，世界范圍內的突發(fā)事件越來越多，越來越頻繁，應急事 件處置要求快速、有效，由于現場的常規(guī)通信已被破壞或癱瘓，快速的交通運輸已不能抵達 現場，但衛(wèi)星通信不受地域環(huán)境的限制，并且背負式衛(wèi)星通信地球站（以下簡稱背負站）可 單人背負到達人可以進入的現場，快速建立衛(wèi)星通信鏈路。實際應用時，因應急現場地理環(huán) 境比較復雜，大型裝備很難運抵現場，為迅速到達建立現場的通信鏈路，背負站必須縮小體 積、減輕重量、減少攜帶件數，并相應解決單人單件背負過程中存在的諸多問題。綜上，現如 今缺少一種結構簡單、設計合理、可單人背負且使用操作簡便、使用效果好的背負式應急衛(wèi) 星通信天伺系統(tǒng)，能自動完成尋星過程，且對準衛(wèi)星的精度較高，通信性能優(yōu)良，為應急處 置提供了通信保障。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種背負式應 急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其結構簡單、設計合理、可單人背負且使用操作簡便、使用效果好，能 自動完成尋星過程，且對準衛(wèi)星的精度較高，通信性能優(yōu)良，為應急處置提供了通信保障。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種背負式應急衛(wèi)星通信天伺 系統(tǒng)，其特征在于：包括背負包以及分別裝于所述背負包內的天線結構單元和天線檢測單 元；所述天線結構單元包括衛(wèi)星通信天線、供所述衛(wèi)星通信天線安裝的天線座架、安裝在天 線座架上且供所述衛(wèi)星通信天線的饋源組件安裝的饋源組件支撐件和供天線座架安裝的 天線運轉平臺，所述天線運轉平臺為所述衛(wèi)星通信天線的移動載體；所述天線運轉平臺內 裝有對俯仰傳動機構和方位傳動機構進行控制的天線運轉控制單元，所述俯仰傳動機構為 對所述衛(wèi)星通信天線的俯仰角進行調整的傳動機構，所述方位傳動機構為對所述衛(wèi)星通信 天線的方位角進行調整的傳動機構，所述俯仰傳動機構和方位傳動機構均與所述天線運轉 控制單元相接且二者均與所述衛(wèi)星通信天線傳動連接；所述天線運轉控制單元包括微處理 器以及對所述俯仰傳動機構和方位傳動機構進行驅動的驅動電路，所述微處理器與布設在 天線運轉平臺外側壁上的參數設置單元相接，所述驅動電路與微處理器相接；所述天線檢 測單元包括天線角位置檢測單元、對所述移動載體所處位置的經緯度進行實時檢測的GPS 定位單元、對所述移動載體的姿態(tài)信息進行實時檢測的天線載體姿態(tài)檢測單元和對所述衛(wèi) 星通信天線所接收衛(wèi)星信號的強度進行實時檢測的衛(wèi)星信號強度檢測單元，所述天線角位 置檢測單元包括對所述衛(wèi)星通信天線的俯仰角進行實時檢測的天線俯仰角檢測單元和對 所述衛(wèi)星通信天線的方位角進行實時檢測的天線方位角檢測單元，所述天線俯仰角檢測單 元、天線方位角檢測單元、GPS定位單元、天線載體姿態(tài)檢測單元和衛(wèi)星信號強度檢測單元 均接微處理器；所述微處理器為MSP430F149芯片。
[0005] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：所述天線俯仰角檢測單元和天線 方位角檢測單元均為非接觸式霍爾角度傳感器，所述非接觸式霍爾角度傳感器為R2OT編 碼器。
[0006] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：還包括與微處理器進行雙向通信 的上位監(jiān)控機，所述上位監(jiān)控機與微處理器之間通過RS232接口連接。
[0007] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：所述GPS定位單元、天線載體姿 態(tài)檢測單元和衛(wèi)星信號強度檢測單元與微處理器之間均通過RS232接口連接，所述GPS定 位單元與芯片U107連接，所述天線載體姿態(tài)檢測單元與芯片U105連接，所述衛(wèi)星信號強度 檢測單元與芯片U104連接；所述上位監(jiān)控機與芯片U114連接；所述芯片U107、芯片U105、 芯片U104和芯片U114均為芯片SP3220E ;
[0008] 所述GPS定位單元的兩個數據傳輸端分別與芯片U107的第8和第13引腳連接， 芯片U107的第1引腳與MSP430F149芯片的第30引腳連接，芯片U107的第9和第11引腳 分別與MSP430F149芯片的第33和第32引腳連接；所述天線載體姿態(tài)檢測單元的兩個數 據傳輸端分別與芯片U105的第8和第13引腳連接，芯片U105的第1引腳與MSP430F149 芯片的第28引腳連接，芯片U105的第9和第11引腳分別與MSP430F149芯片的第33和第 32引腳連接；所述衛(wèi)星信號強度檢測單元的兩個數據傳輸端分別與芯片U104的第8和第 13引腳連接，芯片U104的第1引腳與MSP430F149芯片的第29引腳連接，芯片U104的第9 和第11引腳分別與MSP430F149芯片的第33和第32引腳連接；所述上位監(jiān)控機的兩個數 據傳輸端分別與芯片UllO的第8和第13引腳連接，芯片UllO的第9和第11引腳分別與 MSP430F149芯片的第35和第34引腳連接。
[0009] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：所述GPS定位單元為GPS接收 機，所述GPS接收機為GPS15XL-W模塊；所述天線載體姿態(tài)檢測單元為電子羅盤；所述 衛(wèi)星信號強度檢測單元為所述衛(wèi)星通信天線的衛(wèi)星信號接收機，所述衛(wèi)星信號接收機為 KCXBR214-40衛(wèi)星信標接收機。
[0010] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：所述衛(wèi)星通信天線為單反射面天 線，所述單反射面天線包括天線反射面和用于接收天線反射面所反射衛(wèi)星信號的饋源組 件；所述天線反射面為四分瓣碳纖維天線反射面，所述四分瓣碳纖維天線反射面包括主瓣、 位于主瓣左右兩側的左副瓣和右副瓣以及位于主瓣上方的上副瓣，所述左副瓣和右副瓣呈 左右對稱布設，所述主瓣的左側壁、后側壁和上側壁均為平直側壁，所述主瓣的左側壁和 后側壁呈平行布設且二者均與主瓣的上側壁呈垂直布設；所述主瓣安裝在天線座架上，且 所述左副瓣、右副瓣和上副瓣分別通過連接件安裝在主瓣的左側、右側和上方。
[0011] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：所述背負包包括背包包體，所述背 包包體包括內支撐框架和套裝在所述內支撐框架外側的包罩，所述包罩為布罩且其由上部 開口的下部罩體和布設在下部罩體上的包蓋組成，所述下部罩體與包蓋之間通過拉鏈進行 連接；所述包蓋外側設置有用于放置左副瓣、右副瓣和上副瓣的天線分瓣放置袋；所述下 部罩體上設置有背帶；所述主瓣、天線座架、饋源組件支撐件和天線運轉平臺均裝于所述包 罩內。
[0012] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：所述天線運轉平臺的左右兩側分 別設置有一個抗風抓地桿，所述抗風抓地桿為碳纖維支架且其外端設置有將其鎖緊固定在 地面上的鎖緊件；所述抗風抓地桿為由第一桿體、第二桿體和第三桿體連接而成的直角三 角形支架，所述第一桿體與天線運轉平臺呈平行布設，所述第二桿體與所述第一桿體呈垂 直布設且其長度小于所述第一桿體的長度，所述第三桿體連接于所述第一桿體與所述第二 桿體之間，所述第二桿體位于天線運轉平臺外側且其上下兩端均以鉸接方式安裝在天線運 轉平臺的外側壁上，所述鎖緊件位于所述第一桿體與所述第三桿體的連接處。
[0013] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：所述天線座架包括固定安裝在天 線運轉平臺上的固定架和位于所述固定架上方的運動架；所述俯仰傳動機構安裝在所述運 動架上，所述俯仰傳動機構包括與俯仰驅動電機的動力輸出軸進行傳動連接的第一渦輪蝸 桿減速機和與第一渦輪蝸桿減速機的動力輸出軸進行傳動連接的擺線減速機，所述衛(wèi)星通 信天線的天線背架安裝在天線俯仰軸上，所述天線俯仰軸與擺線減速機的動力輸出軸進行 傳動連接；所述方位傳動機構包括與方位驅動電機的動力輸出軸進行傳動連接的行星減速 器、與行星減速器的動力輸出軸進行傳動連接的同步帶減速器、與同步帶減速器的動力輸 出軸進行傳動連接的第二渦輪蝸桿減速器和與第二渦輪蝸桿減速器的動力輸出軸進行傳 動連接的鋼絲傳動組件，所述鋼絲傳動組件安裝于所述固定架和所述運動架之間，所述運 動架與所述鋼絲傳動組件進行傳動連接。
[0014] 上述背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征是：所述俯仰傳動機構與俯仰驅動電 機傳動連接，所述方位傳動機構與方位驅動電機傳動連接；所述驅動電路為與MSP430F149 芯片相接的芯片74HC07,所述俯仰驅動電機和方位驅動電機均為直流減速電機且二者均與 芯片74HC07的信號輸出端相接。
[0015] 本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點：
[0016] 1、結構簡單、設計合理且投入成本較低，加工制作簡便。
[0017] 2、使用操作簡便且天線展開及收藏簡易，將本發(fā)明（簡稱背負站）運抵現場后，通 過簡單架設，再通過參數設置單元或上位監(jiān)控機操作，完成衛(wèi)星通信天線自動展開過程；之 后，天線檢測單元和天線運轉控制單元與微處理器相配合完成自動尋星，待衛(wèi)星通信天線 到達理論位置（即對準目標衛(wèi)星后）后，依據衛(wèi)星信號特性和天線波束特性自動搜索衛(wèi)星， 并自動跟蹤衛(wèi)星保持通信狀態(tài)。工作結束后，完成衛(wèi)星通信自動收藏，并裝入背負包。
[0018] 3、四分瓣碳纖維天線反射面采用四瓣拼裝，減小了天線面收藏體積，材料選用碳 纖維，減少了重量，將天線結構單元收藏在一個背負包內，便于單人單件背負，因此未改變 便攜型能，可滿足應急處置現場雙向大容量多媒體信息的傳輸。四分瓣碳纖維天線反射面 由主瓣、左副瓣、右副瓣和上副瓣組成，對衛(wèi)星通信天線進行收藏時，將拆下左副瓣、右副瓣 和上副瓣，并裝于背負包的天線分瓣放置袋內，再將主瓣向下翻轉至與天線座架貼合即可； 同時，將饋源組件支撐件向下翻轉至與天線座架貼合，這樣便完成所述衛(wèi)星通信天線的收 藏過程。相應地，對衛(wèi)星通信天線進行展開時，先將饋源組件支撐件和主瓣向上翻轉到位， 再將下左副瓣、右副瓣和上副瓣安裝在主瓣上即可。實際操作非常簡便，收藏時拆下其他 分瓣（包括下左副瓣、右副瓣和上副瓣），工作時拼上各分瓣。
[0019] 4、四分瓣碳纖維天線反射面的口徑為1米，1米背負站與常用的1米便攜站比較， 縮小了體積，減輕了重量，實現了單人單件背負，整機重量小于16Kg，未改變通信性能，可滿 足應急處置現場雙向多媒體信息傳輸。背負站工作結束后，拆開天線分瓣，控制天線收藏， 將天線主瓣、饋源組件支撐架及饋源組件，折疊在天線運轉平臺上，再將天線副分瓣裝袋放 在背負包的天線分瓣袋內，蓋上包蓋，重量小于16Kg，體積400 X 300 X 150mm3。
[0020] 5、所采用的天線座架結構簡單、設計合理且加工制作及使用操作簡便，主要由運 動架和固定架兩部分組成，其中鋼絲傳動組件布設在運動架與固定架之間，并且鋼絲傳動 組件的從動輪固定在固定架上。俯仰傳動機構和方位傳動機構均安裝在天線座架上，占用 體積小且安裝緊湊，并且天線座架、俯仰傳動機構和方位傳動機構組成天線座。
[0021] 所采用的俯仰傳動機構結構簡單、設計合理且使用效果好，主要由俯仰驅動電機、 第一渦輪蝸桿減速機和與擺線減速機組成。由于俯仰傳動機構的末級采用擺線減速機，利 用擺線減速機的消齒隙功能抗拒來自天線正面的風壓力，保持天線運轉的平穩(wěn)；末前級采 用渦輪蝸桿減速機傳動，由于渦輪蝸桿具有自鎖功能，因而能進一步消除末級傳來的天線 面迎風風壓力擾動力矩，增強天線的抗風能力，減小俯仰傳動機構的回轉誤差，因而本發(fā)明 所采用的俯仰傳動機構具有抗扭矩擾動力矩強、傳動回轉誤差小、運轉精度高等優(yōu)點。所采 用的方位傳動機構結構簡單、設計合理且使用效果好，主要由方位驅動電機、行星減速器、 同步帶減速器、第二渦輪蝸桿減速器和鋼絲傳動組件組成。方位傳動機構末級采用的鋼絲 傳動組件為鋼絲摩擦傳動，鋼絲傳動組件中的主動輪和從動輪之間屬摩擦傳動，鋼絲的拉 緊程度由蝶形彈簧自動調整，保證了方位傳動機構末級的回轉誤差很小，甚至不存在回轉 誤差；末前級采用渦輪蝸桿減速機，利用渦輪蝸桿的自鎖功能進一步消除末級傳來的天線 外部擾動力矩，增強天線的抗外部擾動能力，減小方位傳動的回轉誤差。
[0022] 并且，天線座架與俯仰傳動機構和方位傳動機構組成的天線座使用效果好且實用 價值高，具有抗風能力強、運轉速度快、運轉精度高等特點。
[0023] 6、使用效果好且實用價值高，衛(wèi)星通信天線運抵現場后，打開背負包，通過架設后 再完成天線展開，之后拼裝天線分瓣，并控制對星，衛(wèi)星信號通過天線饋源組件進入接收系 統(tǒng)，地面發(fā)射機信號從饋源到天線反射面，發(fā)往衛(wèi)星進行雙向信息溝通。本發(fā)明在結構上， 較大幅度減小了天線座體積，形成電機、減速器等傳動鏈小型化一體結構，并且天線反射面 由4分瓣組成，減小了體積；天線面、饋源組件支撐架、天線運轉平臺和抗風抓地桿均選用 碳纖維材料，有效減輕了重量，將衛(wèi)星通信地球站天伺系統(tǒng)收藏在一個背負包內便于單人 背負搬運。天線運轉控制單元采用嵌入式微處理器，并與上位監(jiān)控機（如PC機配合使用）， 完成天線自動展開天線、自動尋星、自動收藏天線等過程。實際操作簡便，工作過程安全、可 靠。因而，本發(fā)明在縮小體積、減輕重量的同時，能實現單人單件背負，自動化操作，能有效 用于突發(fā)事件應急處置過程中，單人背負運抵現場，快速建立兩地間衛(wèi)星通信鏈路，為應急 處置提供通信保障。
[0024] 7、本發(fā)明用于突發(fā)事件應急處置過程中，單人背負至現場，快速建立兩地間衛(wèi)星 通信鏈路，為應急處置提供了通信保障，實用性強，使用效果好，能用于突發(fā)事件應急處置 過程中單人運抵現場建立衛(wèi)星通信鏈路，因而推廣應用前景廣泛。
[0025] 綜上所述，本發(fā)明結構簡單、設計合理、可單人背負且使用操作簡便、使用效果好， 能自動完成尋星過程，且對準衛(wèi)星的精度較高，通信性能優(yōu)良，為應急處置提供了通信保 障。
[0026] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明天線結構單元的展開狀態(tài)示意圖。
[0028] 圖2為本發(fā)明天線結構單元處于收藏狀態(tài)時的結構示意圖。
[0029] 圖3為本發(fā)明背負包的結構示意圖。
[0030] 圖4為本發(fā)明天線運轉控制單元的電路原理框圖。
[0031] 圖5為本發(fā)明微處理器的電路原理圖。
[0032] 圖6為本發(fā)明RS232接口芯片的電路原理圖。
[0033] 圖7為本發(fā)明天線座架的結構示意圖。
[0034] 圖8為本發(fā)明天線座架的內部結構示意圖。
[0035] 圖9為本發(fā)明鋼絲傳動組件的安裝位置示意圖。
[0036] 圖10為本發(fā)明手動式俯仰調節(jié)機構與手動式方位調節(jié)機構的安裝位置示意圖。
[0037] 附圖標記說明：
[0038] 1-1 一俯仰驅動電機； 1-2-第一渦輪蝸桿減速機；
[0039] 1~3 一擺線減速機； 1-4 一第一手動連桿；1-5-傳送帶；
[0040] 2~1 一方位驅動電機； 2_2-行星減速器； 2_3 -同步帶減速器；
[0041] 2-4-第二渦輪蝸桿減速器；
[0042] 2-51-鋼絲傳動主動輪； 2-52-鋼絲傳動從動輪；
[0043] 2~53一傳動鋼絲； 2-54-第四軸承； 2-6-第二手動連桿；
[0044] 3-1-底板； 3-11-安裝平臺； 3-12-防護板；
[0045] 3-2-俯仰軸支撐架； 3-3-防護蓋板； 4 一天線俯仰軸；
[0046] 5一固定板； 6-手動搖把； 7-安裝法蘭；
[0047] 8-搖把安裝接頭； 9 一天線座架； 10-饋源組件；
[0048] 11 一饋源組件支撐件； 12-天線運轉平臺； 13-1-微處理器；
[0049] 13-2-驅動電路； 13-3-參數設置單元；14 一上位監(jiān)控機；
[0050] 14-1-天線角位置檢測單元；
[0051] 14-11 一天線俯仰角檢測單元；
[0052] 14~12一天線方位角檢測單兀；14-2 -GPS定位單兀；
[0053] 14-3-天線載體姿態(tài)檢測單元；
[0054] 14-4一衛(wèi)星信號強度檢測單兀；15-天線反射面；
[0055] 15-1-主瓣； 15-2-左副瓣； 15-3-右副瓣；
[0056] 15-4-上副瓣； 16-1-下部罩體； 16-2-包蓋；
[0057] 16-3-天線分瓣放置袋； 16-4-背帶； 17-抗風抓地桿；
[0058] 18-鎖緊手柄；
【具體實施方式】
[0059] 如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括背負包以及分別裝于所述背負包內的天線結構單元 和天線檢測單元。所述天線結構單元包括衛(wèi)星通信天線、供所述衛(wèi)星通信天線安裝的天線 座架9、安裝在天線座架9上且供所述衛(wèi)星通信天線的饋源組件10安裝的饋源組件支撐件 11和供天線座架9安裝的天線運轉平臺12,所述天線運轉平臺12為所述衛(wèi)星通信天線的 移動載體。所述天線運轉平臺12內裝有對俯仰傳動機構和方位傳動機構進行控制的天線 運轉控制單元，所述俯仰傳動機構為對所述衛(wèi)星通信天線的俯仰角進行調整的傳動機構， 所述方位傳動機構為對所述衛(wèi)星通信天線的方位角進行調整的傳動機構，所述俯仰傳動機 構和方位傳動機構均與所述天線運轉控制單元相接且二者均與所述衛(wèi)星通信天線傳動連 接。結合圖4,所述天線運轉控制單元包括微處理器13-1以及對所述俯仰傳動機構和方位 傳動機構進行驅動的驅動電路13-2,所述微處理器13-1與布設在天線運轉平臺12外側壁 上的參數設置單元13-3相接，所述驅動電路13-2與微處理器13-1相接。所述天線檢測單 元包括天線角位置檢測單元14-1、對所述移動載體所處位置的經緯度進行實時檢測的GPS 定位單元14-2、對所述移動載體的姿態(tài)信息進行實時檢測的天線載體姿態(tài)檢測單元14-3 和對所述衛(wèi)星通信天線所接收衛(wèi)星信號的強度進行實時檢測的衛(wèi)星信號強度檢測單元 14-4,所述天線角位置檢測單元14-1包括對所述衛(wèi)星通信天線的俯仰角進行實時檢測的 天線俯仰角檢測單元14-11和對所述衛(wèi)星通信天線的方位角進行實時檢測的天線方位角 檢測單元14-12,所述天線俯仰角檢測單元14-11、天線方位角檢測單元14-12、GPS定位單 元14-2、天線載體姿態(tài)檢測單元14-3和衛(wèi)星信號強度檢測單元14-4均接微處理器13-1。 所述微處理器13-1為MSP430F149芯片，詳見圖5。
[0060] 本實施例中，本發(fā)明還包括與微處理器13-1進行雙向通信的上位監(jiān)控機14,所述 上位監(jiān)控機14與微處理器13-1之間通過RS232接口連接。
[0061] 實際接線時，所述GPS定位單元14-2、天線載體姿態(tài)檢測單元14-3和衛(wèi)星信號強 度檢測單元14-4與微處理器13-1之間均通過RS232接口連接。如圖6所示，所述GPS定 位單元14-2與芯片U107連接，所述天線載體姿態(tài)檢測單元14-3與芯片U105連接，所述衛(wèi) 星信號強度檢測單元14-4與芯片U104連接。所述上位監(jiān)控機14與芯片U114連接。所述 芯片U107、芯片U105、芯片U104和芯片U114均為芯片SP3220E。
[0062] 本實施例中，所述GPS定位單元14-2的兩個數據傳輸端分別與芯片U107的第8和 第13引腳連接，芯片U107的第1引腳與MSP430F149芯片的第30引腳連接，芯片U107的第 9和第11引腳分別與MSP430F149芯片的第33和第32引腳連接。所述天線載體姿態(tài)檢測 單元14-3的兩個數據傳輸端分別與芯片U105的第8和第13引腳連接，芯片U105的第1引 腳與MSP430F149芯片的第28引腳連接，芯片U105的第9和第11引腳分別與MSP430F149 芯片的第33和第32引腳連接。所述衛(wèi)星信號強度檢測單元14-4的兩個數據傳輸端分別 與芯片U104的第8和第13引腳連接，芯片U104的第1引腳與MSP430F149芯片的第29引 腳連接，芯片U104的第9和第11引腳分別與MSP430F149芯片的第33和第32引腳連接。 所述上位監(jiān)控機14的兩個數據傳輸端分別與芯片UllO的第8和第13引腳連接，芯片UllO 的第9和第11引腳分別與MSP430F149芯片的第35和第34引腳連接。
[0063] 實際接線時，所述GPS定位單元14-2的兩個數據傳輸端分別經電阻R115和R121 后與芯片U107的第8和第13引腳連接，芯片U107的第15引腳接+3. 3V電源端且其第15 引腳經電容C132后接地，芯片U107的第16引腳經電阻R124后接+3. 3V電源端，芯片U107 的第1和第14引腳均接地，芯片U107的第3和第7引腳分別經電容C137和C125后接地， 芯片U107的第5和第6引腳之間接有電容C133,芯片U107的第2和第4引腳之間接有電 容 C134。
[0064] 所述天線載體姿態(tài)檢測單元14-3的兩個數據傳輸端分別經電阻R113和R114后 與芯片U105的第8和第13引腳連接，芯片U105的第15引腳接+3. 3V電源端且其第15引 腳經電容C121后接地，芯片U105的第16引腳經電阻R116后接+3. 3V電源端，芯片U105 的第1和第14引腳均接地，芯片U105的第3和第7引腳分別經電容C126和C124后接地， 芯片U105的第5和第6引腳之間接有電容C122,芯片U105的第2和第4引腳之間接有電 容 C123。
[0065] 所述衛(wèi)星信號強度檢測單元14-4的兩個數據傳輸端分別經電阻RlOl和R102后 與芯片U104的第8和第13引腳連接，芯片U104的第15引腳接+3. 3V電源端且其第15引 腳經電容C115后接地，芯片U104的第16引腳經電阻R103后接+3. 3V電源端，芯片U105 的第1和第14引腳均接地，芯片U104的第3和第7引腳分別經電容Cl 19和Cl 18后接地， 芯片U104的第5和第6引腳之間接有電容C116,芯片U105的第2和第4引腳之間接有電 容 C117。
[0066] 所述上位監(jiān)控機14的兩個數據傳輸端分別經電阻R122和R123后與芯片UllO的 第8和第13引腳連接，芯片UllO的第15引腳接+3. 3V電源端且其第15引腳經電容C140 后接地，芯片UllO的第16引腳經電阻R127后接+3. 3V電源端，芯片U105的第1和第14 引腳均接地，芯片UllO的第3和第7引腳分別經電容C138和C136后接地，芯片UllO的第 5和第6引腳之間接有電容C135,芯片U105的第2和第4引腳之間接有電容C141。
[0067] 本實施例中，所述天線俯仰角檢測單元14-11和天線方位角檢測單元14-12均為 非接觸式霍爾角度傳感器，所述非接觸式霍爾角度傳感器為R2OT編碼器。
[0068] 本實施例中，所述GPS定位單元14-2為GPS接收機，所述GPS接收機為GPS15XL-W 模塊。
[0069] 本實施例中，所述天線載體姿態(tài)檢測單元14-3為電子羅盤。并且，所述電子羅盤 為DCM368電子羅盤，具體為DCM368-232羅盤。
[0070] 本實施例中，所述衛(wèi)星信號強度檢測單元14-4為所述衛(wèi)星通信天線的衛(wèi)星信號 接收機，所述衛(wèi)星信號接收機為KCXBR214-40衛(wèi)星信標接收機。
[0071] 實際使用過程中，所述天線俯仰角檢測單元14-11和天線方位角檢測單元14-12 分別安裝在所述俯仰傳動機構和方位傳動機構上，并輸出所述衛(wèi)星通信天線的俯仰角和方 位角，天線方位角檢測單元14-12和天線俯仰角檢測單元14-11具體用于測量所述衛(wèi)星通 信天線的方位和俯仰在當地地平坐標子中的位置；所述GPS定位單元14-2測量所述衛(wèi)星天 線所在位置的大地經、緯度，用于尋星計算；所述電子羅盤測量所述衛(wèi)星通信天線所在地平 坐標標子中的姿態(tài)（包括航向、俯仰和橫滾），用于尋星計算；所述衛(wèi)星信號強度檢測單元 14-4測量所接收衛(wèi)星信號的強度，用于尋星過程中判斷天線對準衛(wèi)星的程度。
[0072] 實際使用時，所述微處理器13-1根據公式
【權利要求】
1. 一種背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：包括背負包以及分別裝于所述背 負包內的天線結構單元和天線檢測單元；所述天線結構單元包括衛(wèi)星通信天線、供所述衛(wèi) 星通信天線安裝的天線座架（9)、安裝在天線座架（9)上且供所述衛(wèi)星通信天線的饋源組 件（10)安裝的饋源組件支撐件（11)和供天線座架（9)安裝的天線運轉平臺（12)，所述天 線運轉平臺（12)為所述衛(wèi)星通信天線的移動載體；所述天線運轉平臺（12)內裝有對俯仰 傳動機構和方位傳動機構進行控制的天線運轉控制單元，所述俯仰傳動機構為對所述衛(wèi)星 通信天線的俯仰角進行調整的傳動機構，所述方位傳動機構為對所述衛(wèi)星通信天線的方位 角進行調整的傳動機構，所述俯仰傳動機構和方位傳動機構均與所述天線運轉控制單元相 接且二者均與所述衛(wèi)星通信天線傳動連接；所述天線運轉控制單元包括微處理器（13-1) 以及對所述俯仰傳動機構和方位傳動機構進行驅動的驅動電路（13-2)，所述微處理器 (13-1)與布設在天線運轉平臺（12)外側壁上的參數設置單元（13-3)相接，所述驅動電 路（13-2)與微處理器（13-1)相接；所述天線檢測單元包括天線角位置檢測單元（14-1)、 對所述移動載體所處位置的經緯度進行實時檢測的GPS定位單元（14-2)、對所述移動載體 的姿態(tài)信息進行實時檢測的天線載體姿態(tài)檢測單元（14-3)和對所述衛(wèi)星通信天線所接收 衛(wèi)星信號的強度進行實時檢測的衛(wèi)星信號強度檢測單元（14-4)，所述天線角位置檢測單元 (14-1)包括對所述衛(wèi)星通信天線的俯仰角進行實時檢測的天線俯仰角檢測單元（14-11) 和對所述衛(wèi)星通信天線的方位角進行實時檢測的天線方位角檢測單元（14-12)，所述天線 俯仰角檢測單元（14-11)、天線方位角檢測單元（14-12)、GPS定位單元（14-2)、天線載體姿 態(tài)檢測單元（14-3)和衛(wèi)星信號強度檢測單元（14-4)均接微處理器（13-1);所述微處理器 (13-1)為 MSP430F149 芯片。
2. 按照權利要求1所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：所述天線俯仰 角檢測單元（14-11)和天線方位角檢測單元（14-12)均為非接觸式霍爾角度傳感器，所述 非接觸式霍爾角度傳感器為R2OT編碼器。
3. 按照權利要求1或2所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：還包括 與微處理器（13-1)進行雙向通信的上位監(jiān)控機（14)，所述上位監(jiān)控機（14)與微處理器 (13-1)之間通過RS232接口連接。
4. 按照權利要求3所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：所述GPS定位 單元（14-2)、天線載體姿態(tài)檢測單元（14-3)和衛(wèi)星信號強度檢測單元（14-4)與微處理器 (13-1)之間均通過RS232接口連接，所述GPS定位單元（14-2)與芯片U107連接，所述天 線載體姿態(tài)檢測單元（14-3)與芯片U105連接，所述衛(wèi)星信號強度檢測單元（14-4)與芯片 U104連接；所述上位監(jiān)控機（14)與芯片U114連接；所述芯片U107、芯片U105、芯片U104 和芯片U114均為芯片SP3220E ; 所述GPS定位單元（14-2)的兩個數據傳輸端分別與芯片U107的第8和第13引腳連 接，芯片U107的第1引腳與MSP430F149芯片的第30引腳連接，芯片U107的第9和第11 引腳分別與MSP430F149芯片的第33和第32引腳連接；所述天線載體姿態(tài)檢測單元（14-3) 的兩個數據傳輸端分別與芯片U105的第8和第13引腳連接，芯片U105的第1引腳與 MSP430F149芯片的第28引腳連接，芯片U105的第9和第11引腳分別與MSP430F149芯片 的第33和第32引腳連接；所述衛(wèi)星信號強度檢測單元（14-4)的兩個數據傳輸端分別與芯 片U104的第8和第13引腳連接，芯片U104的第1引腳與MSP430F149芯片的第29引腳連 接，芯片U104的第9和第11引腳分別與MSP430F149芯片的第33和第32引腳連接；所述 上位監(jiān)控機（14)的兩個數據傳輸端分別與芯片U110的第8和第13引腳連接，芯片U110 的第9和第11引腳分別與MSP430F149芯片的第35和第34引腳連接。
5. 按照權利要求1或2所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：所述GPS定 位單元（14-2)為GPS接收機，所述GPS接收機為GPS15XL-W模塊；所述天線載體姿態(tài)檢測 單元（14-3)為電子羅盤；所述衛(wèi)星信號強度檢測單元（14-4)為所述衛(wèi)星通信天線的衛(wèi)星 信號接收機，所述衛(wèi)星信號接收機為KCXBR214-40衛(wèi)星信標接收機。
6. 按照權利要求1或2所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：所述衛(wèi)星 通信天線為單反射面天線，所述單反射面天線包括天線反射面（15)和用于接收天線反射 面（15)所反射衛(wèi)星信號的饋源組件（10);所述天線反射面（15)為四分瓣碳纖維天線反 射面，所述四分瓣碳纖維天線反射面包括主瓣（15-1)、位于主瓣（15-1)左右兩側的左副瓣 (15-2)和右副瓣（15-3)以及位于主瓣（15-1)上方的上副瓣（15-4)，所述左副瓣（15-2) 和右副瓣（15-3)呈左右對稱布設，所述主瓣（15-1)的左側壁、后側壁和上側壁均為平直側 壁，所述主瓣（15-1)的左側壁和后側壁呈平行布設且二者均與主瓣（15-1)的上側壁呈垂 直布設；所述主瓣（15-1)安裝在天線座架（9)上，且所述左副瓣（15-2)、右副瓣（15-3)和 上副瓣（15-4)分別通過連接件安裝在主瓣（15-1)的左側、右側和上方。
7. 按照權利要求6所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：所述背負包包 括背包包體，所述背包包體包括內支撐框架和套裝在所述內支撐框架外側的包罩，所述包 罩為布罩且其由上部開口的下部罩體（16-1)和布設在下部罩體（16-1)上的包蓋（16-2) 組成，所述下部罩體（16-1)與包蓋（16-2)之間通過拉鏈進行連接；所述包蓋（16-2)外 側設置有用于放置左副瓣（15-2)、右副瓣（15-3)和上副瓣（15-4)的天線分瓣放置袋 (16-3);所述下部罩體（16-1)上設置有背帶（16-4);所述主瓣（15-1)、天線座架（9)、饋源 組件支撐件（11)和天線運轉平臺（12)均裝于所述包罩內。
8. 按照權利要求1或2所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：所述天線 運轉平臺（12)的左右兩側分別設置有一個抗風抓地桿（17)，所述抗風抓地桿（17)為碳 纖維支架且其外端設置有將其鎖緊固定在地面上的鎖緊件；所述抗風抓地桿（17)為由第 一桿體、第二桿體和第三桿體連接而成的直角三角形支架，所述第一桿體與天線運轉平臺 (12)呈平行布設，所述第二桿體與所述第一桿體呈垂直布設且其長度小于所述第一桿體的 長度，所述第三桿體連接于所述第一桿體與所述第二桿體之間，所述第二桿體位于天線運 轉平臺（12)外側且其上下兩端均以鉸接方式安裝在天線運轉平臺（12)的外側壁上，所述 鎖緊件位于所述第一桿體與所述第三桿體的連接處。
9. 按照權利要求1或2所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：所述天線 座架（9)包括固定安裝在天線運轉平臺（12)上的固定架和位于所述固定架上方的運動架； 所述俯仰傳動機構安裝在所述運動架上，所述俯仰傳動機構包括與俯仰驅動電機（1-1)的 動力輸出軸進行傳動連接的第一渦輪蝸桿減速機（1-2)和與第一渦輪蝸桿減速機（1-2) 的動力輸出軸進行傳動連接的擺線減速機（1-3)，所述衛(wèi)星通信天線的天線背架安裝在天 線俯仰軸（4)上，所述天線俯仰軸（4)與擺線減速機（1-3)的動力輸出軸進行傳動連接； 所述方位傳動機構包括與方位驅動電機（2-1)的動力輸出軸進行傳動連接的行星減速器 (2-2)、與行星減速器（2-2)的動力輸出軸進行傳動連接的同步帶減速器（2-3)、與同步帶 減速器（2-3)的動力輸出軸進行傳動連接的第二渦輪蝸桿減速器（2-4)和與第二渦輪蝸桿 減速器（2-4)的動力輸出軸進行傳動連接的鋼絲傳動組件，所述鋼絲傳動組件安裝于所述 固定架和所述運動架之間，所述運動架與所述鋼絲傳動組件進行傳動連接。
10.按照權利要求1或2所述的背負式應急衛(wèi)星通信天伺系統(tǒng)，其特征在于：所述俯仰 傳動機構與俯仰驅動電機（1-1)傳動連接，所述方位傳動機構與方位驅動電機（2-1)傳動 連接；所述驅動電路（13-2)為與MSP430F149芯片相接的芯片74HC07,所述俯仰驅動電機 (1-1)和方位驅動電機（2-1)均為直流減速電機且二者均與芯片74HC07的信號輸出端相 接。
【文檔編號】H01Q19/13GK104393394SQ201410682636
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】劉效鋒, 劉詝 申請人:陜西歐賽通信科技有限公司