自跟踪地球站的天线控制系统的设计与研制

摘要

随着卫星通信技术的快速发展，以及国家对应急通信的不断重视，功能齐全、性能可靠、使用方便的自跟踪地球站的设计已成为卫星通信地面应用的重要研究课题。自跟踪地球站是集微波、结构、硬件、软件以及通信为一体的高科技产品，主要应用于常规通信无法满足要求的环境场合，如重大自然灾害等条件下实现数据、图像、语音的实时传输。
　　 本文以“中国移动3.0米C波段自跟踪卫星通信地球站”的研制为背景，主要对天线控制系统进行研究。根据系统的技术指标要求，天线采用方位-俯仰型结构，以嵌入式控制器为控制核心，提出了基于天馈分系统、控制分系统、机械传动分系统和接收机分系统的总体设计方案。详细介绍了相关传感器与关键部件的选型，并进行了硬件总体结构和功能的设计。为实现天线对准卫星的快速性、稳定性和高精度性，设计了天线搜索和跟踪算法，详细的介绍了天线寻星的工作流程，通过比较选择出最优算法，在此基础上，进行了系统软件模块的设计。最后，进行了软、硬件模块的调试，并对控制系统进行了联调，调试完毕后，对天线控制系统的整个性能进行了测试，通过测试结果来看，达到了预期的设计目标，证明了本系统设计方案行之有效。