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本文通过对天线自动控制、自动测量技术的探讨,研究了小型卫星天线自动寻星及其参数自动测量的问题。该研究可直接服务于现代远程教育系统以及卫星天线的测试实验领域。现代远程教育系统中绝大多数传输是通过卫星进行的,使各接收站快速、简便的调整卫星天线寻星定位成为系统中不可缺少的一个环节。本研究的另一项功能是对小型卫星天线参数的自动测量,该功能可广泛适用于各高校的天线实验室。 小型卫星天线寻星与测量是一个计算机软件控制硬件的问题,本课题从硬件和软件两个方面进行了系统设计。根据自动控制理论,在系统的设计中将硬件分为控制装置和被控对象。控制装置由微机、A/D转换器、脉冲信号发生器和步进电机驱动器组成,被控对象则是带动天线转台转动的步进电机。 软件系统包括:完成对硬件的软件控制,实现寻星定位子系统的寻星算法以及对天线主要测量参数的软件实现。软件系统使用Delphi 5编程语言。对硬件的软件控制主要完成的任务是:将A/D转换卡采集的表头信号进行处理,得到驱动电机驱动器的控制字从而产生驱动信号。 寻星定位子系统的软件实现中寻星算法是非常重要的。寻星就是通过控制器的控制使天线围绕方位轴和俯仰轴旋转,从而改变天线的方位角和俯仰角,使天线根据要求对准不同的卫星。按跟踪原理,自动跟踪可分为三种体制:步进跟踪、圆锥扫描跟踪和单脉冲跟踪。在卫星的位置精度提高和微型计算机飞速发展的今天,越来越多的B型站和小型F3站采用步进跟踪。根据搜索步和调整步之间的关系,可把步进跟踪分为四种:记忆极值式跟踪、同一步步进式跟踪、双向搜索等调整步式步进跟踪和双向搜索变调整步式步进跟踪。在本系统中,我们通过分析比较采用双向搜索等调整步式步进跟踪方式。 本文第一部分首先介绍了卫星天线测量的概论,主要是说明了天线各项主要性能指标的概念及测量基础。第二部分给出了卫星天线自动测试系统的总体设计框架。第三、四部分详细介绍了寻星定位子系统的软、硬件设计,其中包括对寻星算法的讨论。第五部分是天线参数测量功能的实现,重点给出了天线方向图测绘的软件实现,因为这是天 一 线其他参数测量的基础。第六部分介绍了系统的运行调试情况,也给出了不足与有待提 高之处。 本课题将计算机这一现代高性能的信息处理工具引入到天线自动控制中,充分利用 其强大的逻辑判断、计算和信息处理能力,使天线控制达到新的水平,大大提高了测量、过程的自动化程度和控制的可靠性,使天线测量精度更高,质量更好,同时操作更简便。 具有一定的实用推广价值。