Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển anten bám vệ tinh ứng dụng trạm thu di động qua vệ tinh

Bài viết Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển anten bám vệ tinh ứng dụng trạm thu di động qua vệ tinh đề xuất sử dụng kết hợp thuật toán bám từng bước và thuật toán bám vòng hở để nâng cao độ chính xác và giảm thời gian bám vệ tinh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển anten bám vệ tinh ứng dụng trạm thu di động qua vệ tinh Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ANTEN BÁM VỆ TINH ỨNG DỤNG TRẠM THU DI ĐỘNG QUA VỆ TINH Trần Văn Hội Trường Đại học Thủy lợi, email: hoitv@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Thông thường hệ thống điều khiển anten ACU thực hiện điều khiển quay góc ngẩng và Thông tin vệ tinh được biết đến như là một góc phương vị của anten bám theo vệ tinh để phương tiện truyền dẫn cung cấp không chỉ đảm bảo búp hướng chính của anten trạm thu cho hệ thống thông tin cố định mà còn cung phải hướng đúng búp hướng của anten vệ cấp các dịch vụ thông tin di động và các dịch tinh. Thuật toán thường được sử dụng là vụ băng rộng cho mạng thế hệ mới. Trong hệ thuật toán bám từng bước hoặc điểu khiển thống thu di động qua vệ tinh địa tĩnh, trạm bám theo chương trình. mặt đất được đặt trên các thiết bị di động do vậy để có thể thu tín hiệu một cách liên tục thì anten thu phải được điều khiển để liên tục bám Hiển thị theo vệ tinh. Việc nghiên cứu, và chế tạo hệ thống điều khiển anten cũng như cải tiến thuật EL Bộ đổi tần Bộ thu toán bám vệ tinh được thực hiện rộng rãi [1], AZ nhiễu thấp giải mã [2]. Bài báo này sẽ trình bày kết quả nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển Hệ thống Hệ thống điều cơ khí khiển ACU anten bám theo vệ tinh địa tĩnh. Bài báo cũng đề xuất sử dụng kết hợp thuật toán bám từng bước và thuật toán bám vòng hở để nâng cao Hình 1. Sơ đồ khối hệ thống thu vệ tinh độ chính xác và giảm thời gian bám vệ tinh. Để trạm mặt đất có thể thu được tín hiệu từ vệ tinh thì phải dựa vào vị trí của vệ tinh và 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU của trạm mặt đất. Vị trí của trạm mặt đất Nhóm tác giả sử dụng phương pháp nghiên được xác định bởi kinh độ () và vĩ độ (), cứu: Phân tích và tổng hợp lý thuyết về thiết còn vị trí của vệ tinh được xác định bởi kinh kế hệ thống kết hợp sử dụng phương pháp độ (S) và độ cao h của vệ tinh so với mặt thực nghiệm khoa học để chế tạo thử nghiệm. đất. Từ các tham số này có thể tính toán được góc ngẩng (El) và góc phương vị (Az) của 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU anten trạm mặt đất. 3.1. Thiết kế, chế tạo hệ thống điều Khi trạm thu di chuyển thì các tham số khiển anten bám vệ tinh kinh độ và vĩ độ thay đổi do đó góc ngẩng và góc phương vị anten trạm mặt đất cũng thay Sơ đồ khối trạm mặt đất thể hiện trên đổi theo. Để xác định vị trí của trạm mặt đất Hình 1. Hệ thống bao gồm các thành phần: khi máy thu di chuyển nhóm tác giả sử dụng anten thu parabol, bộ đổi tần nhiễu thấp, bộ hệ thống thu định vị GPS NEO 6M có độ thu giải mã, hệ thống điều khiển anten ACU chính xác cao. Để xác định góc phương vị (Antenna Control Unit) và hệ thống cơ khí. của anten thu nhóm sử dụng cảm biến la bàn 528 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 số HMC5883L và để xác định góc ngẩng của biến góc được đưa vào hệ vi điều khiển. Kết anten thu cần sử dụng cảm biến góc nghiêng hợp với các thông số của vệ tinh, vi điều MPU-6050. Sơ đồ hệ thống điều khiển anten khiển sẽ tính toán ra góc ngẩng và góc bám vệ tinh thể hiện trên Hình 2 [3]. phương vị của máy thu cần hướng đến, kết hợp với giá trị góc từ cảm biến đưa đến để Chuyển đổi Thu AGC LNB xác định giá trị điều khiển mô tơ quay anten A/D bám vệ tinh. Sơ đồ hệ thống điều khiển thể Hiển thị hiện trên Hình 3, và 4. Vi xử lý Điều khiển Mô tơ Bàn phím mô tơ EL, AZ Máy thu Chuyển Khuếch Cảm biến GPS đổi A/D đại góc AZ, EL Hình 2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển anten Tín hiệu thu được từ vệ tinh được đưa qua bộ đổi tần nhiễu thấp LNB rồi đưa đến bộ thu AGC (tín hiệu trung bình) để tách tín hiệu AGC làm cơ sở cho thuật toán bám từng bước. Tại đây bộ thu AGC sẽ lựa chọn kênh cần thu theo yêu cầu và tách ra tín hiệu AGC với điện áp tỉ lệ với mức tín hiệu thu. Tín hiệu AGC được đưa qua bộ chuyển đổi A/D có độ chính xác cao để đưa vào bộ vi xử lý Hình 4. Hệ thống điều khiển hoàn thiện cùng với tín hiệu thu được từ các cảm biến 3.2. Đề xuất thuật toán điều khiển bám góc ngẩng và góc phương vị. vệ tinh Để thực hiện quá trình tìm kiếm vệ ti ...