接收衛星電視直播節目的“衛斯路”車載天線
2017-06-28 08:53:16 來源：南方企業新聞網 熱度:
市場需求
我國已成為世界大型客車生產基地，但目前的豪華客車上都沒有裝備可移動接收衛星電視節目的天線自動跟蹤系統，只能收看車上固定的節目源。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播，所以實現在行駛的汽車上接收衛星電視直接節目，是個急待開發的項目。
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定的平臺。
要想滿足市場的這些需求，就必須移植姿態測量中的高新技術，充分利用導彈制導和衛星姿態測量技術，開發車載接收衛星電視天線的自動跟蹤系統。因為要想在移動中清晰地接收衛星電視直播節目，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，實時地跟蹤衛星，使得天線中心軸始終對準衛星，就必須采用姿態測量技術。
天線自動跟蹤系統的構成與工作原理
天線自動跟蹤系統主要由：陀螺傳感器，電子羅盤，單片機，伺服系統，衛星電視接收天線，衛星電視接收機，電壓/頻率(V/F)轉換模塊，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、啟動快等優點;隨機漂移小(<1°/h)，動態范圍在±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°，可在惡劣環境下長時間工作。
三、伺服系統包括了伺服驅動器和伺服馬達，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動系統，其驅動器由微處理器來控制所有功能，還有產生供逆變器專用的可調脈沖寬度 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 給出的汽車當前經緯度定位坐標和衛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 給出的汽車當前經緯度定位坐標，再利用同步衛星軌道的坐標，通過計算公式就可以推導出衛星電視天線應保持的航向角和俯仰角。
五、車載衛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。
整個系統的初始化條件是以電子羅盤數據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，經單片機中的 CPU 處理后以 20Hz 頻率驅動伺服系統，控制天線轉動方向使天線中心軸始終對準衛星，實現實時跟蹤。衛星電視接收機輸出的 AGC 模擬信號，經 V/F 模塊轉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，當信號最大時，表示又重新捕獲到衛星。
“衛斯路”衛星電視接收系統
“衛斯路”D 系列車載衛星電視接收系統是廈門直播星電子科技有限公司和國內高校國內著名高校合作開發具有自主知識產權的一款技術先進、收視快速、系統穩定、安裝方便的高新產品，安裝在房車商務車大巴車上，用于車輛開動時接收衛星電視節目的高科技產品。“衛斯路”車載衛星電視移動接收天線配合直播衛星機頂盒具有搜星快速準確、電視信號清晰穩定、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。該產品支持中國直播衛星的圓極化接收，可收看到中國九號直播衛星上多套衛視節目，具有物美價廉，多功能，高可靠，小型化，易安裝，重量輕等特點。
“衛斯路”D320 車載衛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。“衛斯路”D320 車載衛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，打造出高性價比的產品。產品被多家房車企業選用，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。“衛斯路”車載衛星天線經過嚴苛的顛簸路、急轉彎、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定、工作聲音小，產品質量得到了車廠和客戶好評。
責任編輯：汪驕陽
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