船载“动中通”通信地球站天线及其跟踪系统研究与设计

发布时间：2017-03-29 20:08

  本文关键词：船载“动中通”通信地球站天线及其跟踪系统研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今社会是一个高度信息化的社会,人们对于通信的依赖程度变得越来越高。在各式各样的通信方式中,卫星通信以其范围广、容量大、灵活性高等优点,一直占据重要位置。现如今,固定式卫星通信技术已趋于成熟,人们迫切需要“动中通”通信技术来实现在载体运动情况下的稳定通信。本文在阅读大量资料文献和研究多种固定式卫星通信系统的基础上,研究并设计了一种船载“动中通”通信地球站系统,它能够在船舰运动的情况下,完成数据、图像、语音等的传输,用以满足军事、民用等海上通信。本文对该系统的描述非常详细,不仅包括天线、机械结构的设计,而且还包括关键算法、软硬件设计的研究,最后还针对整个系统进行了性能测试。其中,本文的重点在于系统关键算法的研究和软硬件的设计。在船载“动中通”通信地球站系统中,电机控制算法(即PID算法)、画框搜索算法、圆锥扫描跟踪算法一直是实现整个系统的关键。本文以这些常规算法为基础,对它们进行-些相应的改进,使其性能得到了进一步的提升。此外,在软硬件的设计上,本文针对硬件选择、电路设计、软件流程图和代码实现都进行了更深入的研究和设计。目前,本船载“动中通”系统已经在三维运动模拟器上进行了测试,测试结果符合设计要求。接下来可以将其安装在船舰上,在真实的环境下进行测试和改善,若测试结果良好,则可进行量产等后续工作。
【关键词】：船载“动中通”系统 PID算法 画框搜索算法 圆锥扫描跟踪算法 软硬件设计
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 课题研究的背景9
• 1.2 国内外的发展现状9-10
• 1.3 课题的研究目的和意义10
• 1.4 论文内容安排10-12
• 第二章 系统总体设计方案12-19
• 2.1 地球站机械结构设计12-13
• 2.2 地球站天线13-14
• 2.2.1 工作频段的选择13-14
• 2.2.2 天线及其类型选择14
• 2.3 地球站系统组成14-17
• 2.3.1 天馈分系统14-15
• 2.3.2 收发分系统15-16
• 2.3.3 跟踪分系统16-17
• 2.3.4 业务分系统17
• 2.3.5 监控分系统17
• 2.4 地球站跟踪系统的工作流程17-18
• 2.5 本章小结18-19
• 第三章 系统关键算法的实现19-27
• 3.1 PID控制算法19-24
• 3.1.1 传统PID算法19
• 3.1.2 传统PID算法在船载“动中通”通信地球站中的应用19-21
• 3.1.3 传统PID算法的缺陷及改进21-24
• 3.2 画框搜索算法24-25
• 3.3 圆锥扫描跟踪算法25-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第四章 跟踪系统的硬件选择及电路设计27-45
• 4.1 主控制器模块27-29
• 4.2 电源模块29-31
• 4.3 信号采集模块31-33
• 4.3.1 信标接收机31-32
• 4.3.2 夏普接收机32-33
• 4.4 电机驱动模块33-37
• 4.4.1 电机33-35
• 4.4.2 码盘35-37
• 4.5 传感器模块37-43
• 4.5.1 GPS37-38
• 4.5.2 电子罗盘38-39
• 4.5.3 陀螺仪39-41
• 4.5.4 接近传感器41-42
• 4.5.5 极化角度传感器42-43
• 4.6 串口通信模块43
• 4.7 存储模块43-44
• 4.8 本章小结44-45
• 第五章 跟踪系统的软件设计45-53
• 5.1 软件开发环境及开发要求45-46
• 5.1.1 软件开发环境介绍45
• 5.1.2 软件开发要求45-46
• 5.2 软件控制主流程46-48
• 5.3 天线初始化模块48-49
• 5.4 画框搜索模块49-50
• 5.5 圆锥扫描跟踪模块50-52
• 5.6 本章小结52-53
• 第六章 系统测试结果及分析53-63
• 6.1 系统测试环境53-55
• 6.2 系统测试结果及分析55-62
• 6.2.1 仿真平台测试56-58
• 6.2.2 通信性能测试58-61
• 6.2.3 测试结果分析61-62
• 6.3 本章小结62-63
• 第七章 总结与展望63-64
• 参考文献64-66
• 附录1 程序清单66-72
• 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文72-73
• 附录3 攻读硕士学位期间申请的专利73-74
• 致谢74

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