一种角度在线可调的天基相控阵天线平台及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种角度在线可调的天基相控阵天线平台及控制方法，天基相控阵天线平台设置于火箭外表面，包括天基相控阵天线和伺服机构；伺服机构设置于火箭外表面，天基相控阵天线设置于伺服机构上。控制方法包括:获取相控阵天线所需的目标角度Ω；基于目标角度Ω，计算得到各直线电机目标运动距离，生成运动指令；将运动指令发送至直线电机。本发明专利技术提供的安装角度在线可调的天线安装基座，可在火箭飞行过程中对天基相控阵天线法线方向进行调节，弥补了现有技术不能实现空间上任意指向调姿的缺陷，使得天基相控阵天线可以保持在测控范围内；还设置了光栅尺位移传感器，可确认进一步驱动机构的行程是否是目标移动距离，有效提高调整的精度。高调整的精度。高调整的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种角度在线可调的天基相控阵天线平台及控制方法


[0001]本专利技术属于机电光一体化与自动化控制
，尤其涉及一种角度在线可调的天基相控阵天线平台及控制方法。

技术介绍

[0002]运载火箭飞行过程中一般采用地基测控和天基测控接力的测控方式，天基相控阵天线固定安装于火箭外表面。天基通讯的基本要求是天链卫星在以天基相控阵天线法线为中心的波束角范围内，才能保证天线内部的阵列具备指向天链卫星的能力。
[0003]目前一般是采用火箭飞行过程中调整滚转角的方式使天基相控阵天线能够指向天链卫星，不过这种方式只能实现滚动通道单方向的姿态，不能实现空间上任意指向的调姿；因此，需要一种更为灵活精准的天基相控阵天线调整方式，以保证天基相控阵天线按要求指向天链卫星。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种安装角度在线可调的天线平台，可实现运载火箭飞行过程中对天基相控阵天线法线方向进行调节，从而提升天基测控能力。
[0005]本专利技术采用的技术方案为一种角度在线可调的天基相控阵天线平台，天基相控阵天线平台设置于火箭外表面，包括天基相控阵天线和伺服机构；所述伺服机构设置于火箭外表面，所述天基相控阵天线设置于伺服机构上。
[0006]进一步的，所述驱动机构包括两组直线电机，两组直线电机分别支撑天基相控阵天线底面两侧。
[0007]进一步的，所述直线电机包括输出轴，所述输出轴通过铰接球与伺服平台链接；所述伺服平台一侧的底面开设有滑动槽，该侧的所述铰接球嵌入在滑动槽中。
[0008]进一步的，所述直线电机的一侧设置有光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器包括主尺和读数头，所述读数头与直线电机的输出轴连接。
[0009]进一步的，还包括功率放大器，所述功率放大器与直线电机电连接。
[0010]基于同一专利技术构思，本申请还提供上述角度在线可调的天基相控阵天线安装基座的控制方法，包括
[0011]获取相控阵天线所需的目标角度Ω；
[0012]基于目标角度Ω，计算得到各直线电机目标运动距离，生成运动指令；
[0013]将运动指令发送至直线电机。
[0014]进一步的，所述直线电机连接于功率放大器，所述运动指令发送至功率放大器，功率放大器驱动直线电机工作。
[0015]进一步的，所述相控阵天线所需的目标角度Ω是根据火箭与天链卫星的相对位置关系计算得到。
[0016]进一步的，所述基于目标角度Ω，计算得到各直线电机运动距离包括：
[0017]两侧直线电机运动距离为L1、L2；目标角度为Ω；两侧直线电机输出轴之间的间距为a；
[0018]相控阵天线顺时针旋转时Ω为正；
[0019]则L1＝a
·
cos(0.5
·
Ω)＝
‑
L2，正值表示直线电机输出轴向上运动，负值表示直线电机输出轴向下运动。
[0020]有益效果
[0021]本专利技术提供的安装角度在线可调的天线安装基座，可在火箭飞行过程中对天基相控阵天线法线方向进行调节，弥补了现有技术不能实现空间上任意指向调姿的缺陷，使得天基相控阵天线可以保持在测控范围内；
[0022]还设置了光栅尺位移传感器，可确认进一步驱动机构的行程是否是目标移动距离，将调整结果反馈给中心计算机，中心计算机再决定是否再次调整，可以有效提高调整的精度。
附图说明
[0023]图1为角度在线可调的天基相控阵天线平台示意图；
[0024]图2为伺服机构示意图；
[0025]符号说明：1
‑
天基相控阵天线，11
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滑动槽，12
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法线，2
‑
伺服机构，21
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输出轴，22
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铰接球，3
‑
光栅尺位移传感器，4
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连接块，5
‑
火箭。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0027]实施例1
[0028]参见图1
‑
2，一种角度在线可调的天基相控阵天线平台，天基相控阵天线平台设置于火箭外表面，包括天基相控阵天线和伺服机构；伺服机构设置于火箭外表面，天基相控阵天线设置于伺服机构上。
[0029]驱动机构包括四个直线电机，分别设置在伺服平台四角，位于同侧的直线电机为一组，同侧的直线电机连线与火箭中轴线垂直。一组直线电机同时作动，使伺服平台可以旋转。
[0030]伺服平台用于实现天基相控阵天线沿火箭俯仰角方向的旋转，参见图1，火箭滚转角的转动用于实现天基相控阵天线围绕火箭中轴线的旋转，两个方向相配合实现了天基相控阵天线在空间上任意指向的调姿。
[0031]直线电机包括输出轴，在一些实施例中，伺服平台一侧的底面开设有两个铰接槽，铰接槽与铰接球形状匹配，两个输出轴通过铰接球与伺服平台链接；伺服平台另一侧的底面开设有两个滑动槽，滑动槽方向垂直于火箭中轴线，该侧的铰接球嵌入在滑动槽中，任意一侧输出轴作动时，铰接球与滑动槽可相对滑动。
[0032]每个直线电机的一侧都设置有光栅尺位移传感器，光栅尺位移传感器包括主尺和读数头，主尺竖立安装，读数头在主尺上滑动；同时读数头与直线电机的输出轴连接。输出轴位移带动读数头位移，光栅尺位移传感器即测得位移大小，以便确认伺服平台是否调整到位。
[0033]具体的，由于电机主体部分体积较大，光栅尺位移传感器离电机的输出轴有一定距离，因此传感器读数头通过连接块与直线电机输出轴连接。
[0034]还设有功率放大器，功率放大器与直线电机电连接。火箭内设置有中心计算机，功率放大器与中心计算机有线连接，中心计算机负责指令计算，功率放大器负责按指令驱动直线电机，功率放大器可避免大电流对中心计算机产生影响。
[0035]实施例2
[0036]本专利技术还提供上述角度在线可调的天基相控阵天线安装基座的控制方法，包括步骤：
[0037]S1、获取相控阵天线所需的目标角度Ω；
[0038]火箭包括有中心计算机，相控阵天线所需的目标角度Ω可根据火箭与天链卫星的相对位置关系计算得到；目标角度Ω，表示相控阵天线法线需要旋转Ω度才能到目标位置。
[0039]获取火箭与天链卫星的相对位置关系，同时已知相控阵天线在火箭上的位置，就可得到相控阵天线法线方向与天链卫星间的角度，此为现有技术。
[0040]S2、基于目标角度Ω，中心计算机计算得到各直线电机目标运动距离，生成运动指令，计算方法如下；
[0041]两侧直线电机运动距离为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种角度在线可调的天基相控阵天线平台，天基相控阵天线平台设置于火箭外表面，其特征在于，包括天基相控阵天线和伺服机构；所述伺服机构设置于火箭外表面，所述天基相控阵天线设置于伺服机构上。2.根据权利要求1所述的一种角度在线可调的天基相控阵天线平台，其特征在于，所述驱动机构包括两组直线电机，两组直线电机分别支撑天基相控阵天线的两侧。3.根据权利要求2所述的一种角度在线可调的天基相控阵天线平台，其特征在于，所述直线电机包括输出轴，所述输出轴通过铰接球与天基相控阵天线连接；所述天基相控阵天线一侧的底面开设有滑动槽，该侧的所述铰接球嵌入在滑动槽中。4.根据权利要求3所述的一种角度在线可调的天基相控阵天线平台，其特征在于，所述直线电机的一侧设置有光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器包括主尺和读数头，所述读数头与直线电机的输出轴连接。5.根据权利要求3所述的一种角度在线可调的天基相控阵天线平台，其特征在于，还包括功率放大器，所述功率放大器与直线电机电连接。6.一种权利要求2所述的角度在线可调的天基相控阵天线平台的控制方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜航，李钧，胡智珲，陈辰，曹晋，李鑫，金睿，孙小东，张旭，可钊，
申请(专利权)人：航天科工火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：