解決方案

Solution

一體化步進電機應用於衛星天線自動跟蹤係統
發布日期 : 2018-11-13 18:22:25

一體化步進混合伺服電機


在衛星移動通信係統中,天線自動跟蹤技術是非常關鍵的技術。而在天線自動跟蹤技術中,最關鍵的問題是天線對衛星捕獲和跟蹤的速度。Nimotion為衛星天線自動跟蹤係統提供的一體化步進混合伺服電機,能夠有效地提高係統跟蹤的速度和準確度。一體化步進混合伺服電機采用集成式設計。

NiMotion創新地將伺服控製技術融入步進電機之中,革命性地創造出具有全新優異性能表現的一體化運動控製終端。

 一體化步進混合伺服電機的特點:


(1)智能型,內藏運動控製器;
(2)CANopen/Modbus總線控製, 多軸CANopen網絡通訊;
(3)加強型電機, 長壽命設計;
(4)高效率, 高精度, 高響應;
(5)高精度編碼器的空間矢量電流控製算法,在全速度範圍內均有優異的性能表現, 即使在低速應用時仍可保持平穩、安靜的運行。
(6)豐富、靈巧、穩定的設計滿足了客戶的使用要求。


一體化步進混合伺服電機


Nimotion一體化步進混合伺服電機解決衛星天線自動跟蹤係統的問題:


由於衛星處於不斷運動狀態,因此保證衛星通信係統在這種狀態下具有較好的通信能力就成為一個非常重要的問題。
要想使衛星通信係統在運動狀態下依然保持較強的通信能力,就必須首先解決兩個問題:

1. 如何在衛星運動狀態下,對其進行快速捕獲
保證其通信能力
2. 如何使衛星天線在發生較強的晃動時仍然能準確的指向衛星,使其實時通信不受影響

 

解決方案:


1. 采用陀螺儀對NImotion一體化步進混合電機進行控製,使其能朝著運動載體晃動的相反的方向移動,運動載體的姿態也會隨之發生變化,然後使用GPS技術對載體的位置信息進行確定,明確通信衛星的位置,最後計算出衛星天線所處的方位角以及俯仰角,實現對衛星的成功捕獲。

2. 第二個問題解決的關鍵是要先搜索到衛星信號的最強點,然後對天線進行調整確保其與衛星對準,最後進行自動跟蹤。在這一自動跟蹤過程中,不僅要繼續使用陀螺儀對隔離運動載體的姿態變化情況進行監控,還要確保天線在載體快速運動狀態下能一直對指向衛星。
較為常見的自動跟蹤是步進跟蹤等,nimotion解決方案所采用的就是步進跟蹤。此技術具有構造簡單、成本低、穩定性高、可實現性強等優勢,因此使用範圍較廣。


 

 
 

步進跟蹤係統的基本原理

步進跟蹤技術屬於閉環控製技術的一種,具體來說,它可以分為搜索和調整兩個環節:

1. 搜索方麵,先通過多次搜索對衛星天線先後接受到的信號強度進行對比分析,以此來確定天線波束偏離衛星的具體狀況。然後根據這一分析結果確定天線緊跟著的運動方向,並回到原位置;

2. 調整方麵,在該方向步進一步,如果衛星信號因此減弱,那麽就向反方向步進一步,如果衛星信號增強,那麽沿著這一方向再進一步。  

 

結束語

天線自動跟蹤技術在衛星通信係統中是一種非常關鍵的技術,在這一技術中,天線對衛星捕捉的速度與準確程度是必須要解決的關鍵問題。

解決方案所論述的步進跟蹤係統中采用了NiMotion一體化步進混合伺服電機,能夠克服之前技術中存在的缺陷,同時兼顧跟蹤的速度和準確程度,因此應用較為廣泛。

此外,本係統采用CAN總線通訊,不但具有一定的抗幹擾能力,而且適應客戶500M的長距離通訊要求,這在通信中也是非常重要的。且NiMotion一體化步進混合伺服電機計算速度快、簡單,對通信衛星實時跟蹤具有重要意義。