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专利号: 2021111206258
申请人: 电子科技大学长三角研究院(衢州)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-07-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电机控制圆极化天线旋转的阵列波束偏转系统,其特征在于,包括下位机PLC、圆极化天线阵模块、伺服电机和机械传动装置,下位机PLC发送脉冲控制指令转换的电机信号至伺服电机,伺服电机配合机械传动装置执行电机信号控制圆极化天线阵模块的波束偏转;

其中,下位机PLC接收到的用于转换为脉冲控制指令的数字脉冲的阵列单元激励信号中的相位与圆极化天线阵模块输出的旋转角为数学映射关系;

所述圆极化天线阵模块包括:旋转部分和固定部分,其中,旋转部分包括微带金属贴片(101)、介质基板(102)、天线参考金属地(103)、旋转轴(204)、锥齿轮(301)、射频旋转关节(302)、联轴器(304)和传动轴(303);固定部分包括半刚性同轴电缆(104)、支撑台(201)、支撑轴承(202)、支撑杆(203)以及驱动安装板(205),支撑台(201)与驱动安装板(205)、介质基板(102)之间均为空气;旋转轴(204)内部中空,穿过半刚性同轴电缆(104),且同轴电缆(104)与射频旋转关节(302)相连接,传动轴(303)连接整个系统中的旋转轮盘,传动轴(303)通过联轴器(304)和锥齿轮(301)来带动天线的旋转;

其中,根据线速度与角速度的关系公式:

v=ωR                           (1)

其中,v,ω以及R分别为轮盘的线速度,角速度和半径,每个轮盘的半径成比例,同一个传动带上线速度相同,这样不同轮盘的角速度不同,同一时间的不同轮盘转动的角度不一样,实现整个天线阵列不同的旋转角的分布。

2.根据权利要求1所述的一种电机控制圆极化天线旋转的阵列波束偏转系统,其特征在于,包括指令单元、驱动模块和被控对象;

指令单元包括上位机PC和与上位机PC数据通信的下位机PLC,所述下位机PLC发送脉冲控制指令至驱动模块,驱动模块接收处理脉冲控制命令的模块包括旋转位置控制调节器、旋转速度控制调节器、功率驱动、伺服电机;伺服电机接收功率驱动传输的电机信号控制被控对象;

被控对象包括执行伺服电机的输出信号的机械传动装置、机械传动装置传动的圆极化天线阵列模块,所述圆极化天线阵列模块受控发生圆极化天线阵的旋转角速度、位置变化。

3.根据权利要求2所述的一种电机控制圆极化天线旋转的阵列波束偏转系统,其特征在于,还包括接收机械传动装置和伺服电机输出反馈数据,所述反馈数据反馈至脉冲控制指令的输出路径上,所述反馈数据用于补偿系统误差。

4.根据权利要求3所述的一种电机控制圆极化天线旋转的阵列波束偏转系统,其特征在于,所述反馈数据包括反馈旋转速度数据和反馈旋转位置数据,其中,伺服电机与机械传动装置输出经过编码器编码得到反馈旋转位置数据,反馈旋转位置数据通过旋转位置检测后反馈至旋转位置控制调节器的输入端;

伺服电机直接输出反馈旋转位置数据通过旋转速度检测后反馈至旋转速度控制调节器的输入端。