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1摘要
在过去的几十年中，天线控制系统得到了广泛的开发、研究和应用。在跟踪信号源的同时，这些系统在接收端天线坐标的对齐中也发挥着重要作用。速度、精度、功率、成本和尺寸是天线控制系统的重要参数。控制系统的数量实现了标准算法PI、PD、PID、神经网络及其组合。研究人员开发了手动、差分、单脉冲、电子、自动跟踪、左右和阶跃跟踪方法来跟踪信号源。本文旨在探讨天线控制系统的发展和应用，以及在天线控制系统中实现的标准算法和跟踪方法的系统性能。据实验结果表明，算法的改进解决了天线控制系统的主要问题，提高了系统的性能。 2引言开关柜触头测温
卫星通信是一个快速发展的科学技术领域，全球卫星通信交流频繁，技术进步显著。天线在其中起到了通信信号传输和接收的重要作用。接收信号的质量（幅度或强度）取决于卫星的相对位置、天线位置和天线参数。当发射信号强度固定时，信号质量取决于天线位置（以坐
标形式）。这些坐标由操作员手动调整。当天线在移动车辆、天线参数测量系统、面临自然干扰的天线系统之上工作时，手动调整具有局限性。为了降低指向误差，天线坐标的自动调整应运而生。天线坐标的自动对准可以接收到质量最好、最强的信号。天线控制系统由带有控制算法的电子和机械部件组成。它的主要指标包括最小可能的指向误差、高速、低功率等。跟踪和定位系统则是其重要类别。跟踪系统能在不停止其操作的情况下连续跟踪运动物体。包括跟踪移动信号源或物体，如通信卫星、航天器等。它可以通过连续跟踪选择最佳信号强度。而定位系统的作用则是：在天线跟踪移动物体或处于移动模式时，当获得最强的信号以及信号低于某个阈值水平时，它停止跟踪并再次启动。基于此，研究人员利用现代技术开发了各种跟踪和定位方法和算法。
本文主要介绍几种天线控制系统的影响因素、应用分类及其发展现状。
3天线控制系统的影响因素
对天线控制系统的产生影响的因素有很多，本文主要讨论其中最为常见的也是影响比较广泛的几种。
首先，它会受太阳、月球、地球扁圆形状、地球重力和辐射压力不均匀等因素的影响。由于这些因素存在，卫星轨道位置会产生幅度较小的漂移。这种微小的漂移会影响从卫星接收到的信号质量。每颗卫星在链路中都有不同的视角和一定的极化。通过电视、频谱分析仪、场强仪等工具测量的信号强度，操作员可以手动调整每个卫星的角度。这种手动天线对准对操作员要求比较高也比较耗时，且不同类型的卫星和接收器位置不同，更需要专业的技术和丰富的经验。
其次，天线接收系统也会受到一些自然干扰的影响，如风压、降雨等以及天线结构上的机械缺陷等。系统灵敏度还取决于信号的极化。由于偏振失配，灵敏度降低。如果信号极化和接收天线极化不同，则系统性能会下降。甲烷制氢
最后，如果天线接收系统安装在移动的车辆或其他设备上，则需要安装精准跟踪卫星信号的系统。特别是在高频通信中，为了保持航天器和地面接收装置的精确通信，更需提高指向精度。
4沐浴粉 天线控制系统的应用及其分类
随着互联网技术的更新迭代，如今基本可以实现物物互连、物物互通，天线控制系统主要应用于移动通信（车辆、船舶等）、无线电探空仪跟踪、遥测接收天线跟踪系统、气象卫星跟踪系统中。
天线控制系统的设计技术主要分为两个方向，一是机械方向，二是电子方向。机械天线控制系统主要是使用电机和其他机械部件来旋转天线。这类系统的能耗高，运动部件保养和维修频繁。电子天线控制系统则消除了与跟踪速度和加速度相关的机械转向限制，大大增加了天线的可靠性。由于其结构紧凑，在车辆安装中更兼容，并且生产成本更低，成为了如今发展的主流。
5 天线控制系统的发展现状
（1）移动车辆系统
市面上现有一种用于车载移动12 GHz电视接收系统。该系统是利用陀螺仪和电位计实现仰角和方位角指向机制。它包括三种跟踪方法：阶跃跟踪、圆锥扫描和单脉冲。该系统是围绕相位比较单脉冲跟踪开发的。它由四个平板天线单元（A、B、C和D）组成。每个单元
包括一个（BS）转换器和调谐器。用于天线跟踪和信号接收。从ABCD成对接收的输出信号会送到方位同相组合电路。信号A+B和C+D被发送到提升同相合路器，信号A+B+C+D通过旋转耦合变压器发送至车辆进行解调。同时将控制信号发送到方位单脉冲电路、仰角单脉冲电路和仰角旋转驱动。来自方位、高程、陀螺仪和电位计的信号被发送到CPU。CPU的输出用于驱动和控制天线方位角和仰角轴单元。驱动系统在方位角方向以15 rpm的最大速度旋转，在仰角方向以12 rpm的最大速度旋转。该系统的仰角范围为25-90º，方位角为0-360º。CPU能在5毫秒内完成一个会话。
（2）远程位置监控系统
工程师Payne和Haider共同研发了一种用于遥测的高性能远程控制接收天线跟踪系统。它是根据亚特兰大科技股份有限公司的电子扫描（ESCAN）跟踪馈线设计的。由八英尺反射器、PWM功率放大器和基于微处理器的伺服控制器组成。远程操作通远程接口执行。所有伺服驱动部件均使用13211型模块化基座放置在单膜片上。方位角和仰角系统相同，每个轴由正齿轮减速器、组合制动器、转速表和高扭矩伺服电机驱动。操纵杆通过串行输入端口操作，外部连接到系统，能够快速重新定位轴。让操作员更容易使用基本控制逻辑远程控制/更改所有系统参数。该系统在各种飞行状态以及低仰角跟踪情况下都能正常工作。
（3）恶劣条件下的天线系统
目前有使用PC开发的步进跟踪天线系统。该系统能够接收来自卫星的最大信号强度。由两种天线控制模式组成：步进跟踪和程序跟踪。步进跟踪用于接收来自卫星的最大信号强度。程序跟踪则是通过使用一些系数帮助系统计算卫星的下一小时位置。
泄漏率
人防系统工程师Kuramoto等人开发了用于陆地移动卫星通信的机械转向天线跟踪系统。该系统由阵列天线和具有单通道跟踪的天线驱动机构组成。用于跟踪的方法类似于圆锥扫描。通过旋转天线以机械方式改变天线波束方向，通过切换二极管移相器，使光束方向发生电气变化。如果天线偏离卫星方向，则接收信号电平为两个切换波束之间的差值。根据这一差异，参考天线位置，驱动电机可以将天线指向卫星。当接收到的信号低于阈值水平时，天线跟踪模式自动更改为搜索模式，对天线进行旋转，直到其接收到高于阈值水平的最佳信号强度。与双通道跟踪系统相比，单通道跟踪系统更简单，需要的设备更少，更适合在陆地移动设备中应用。
6结论
天线控制对卫星通信、广电传输移动通信及信号截取等领域有着至关重要的作用，对该系统的研究必不可少。随着科学技术的进步及现实的需要，精确、高速、低成本、低功耗、重量轻以及无污染的天线控制系统成为未来的研究主要方向。希望可以通过精密的算法、可靠的材料和调校手段早日取得突破性成就。
参考文献
[1]移动载体卫星电视天线的自动跟踪[J]. 陈绍溴,吴也文. 中国有线电视. 2002(18)
[2]动中通地面站卫星天线伺服控制系统[J]. 魏英杰. 无线电通信技术. 2007(03)
[3]利用系统性分析手段解决卫星天线故障[J]. 陈静. 通讯世界. 2017(13)
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