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随着经济全球化和信息化的发展,人们对海上通信的需求越来越大。而卫星通信具有的独特优势使其成为海上通信的主角。因此,性能稳定、成本低廉的船用移动卫星通信系统成为一种迫切需求。
船用移动卫星通信系统的关键技术在于设计性能良好的天线稳定跟踪平台,能很好地抑制天线载体扰动对天线波束指向的影响,并在各种气象、环境条件下保证天线波束始终能够高精度对准卫星,以实现连续不间断的卫星通信。目前我国尚无成熟的船用卫星通信天线稳定跟踪系统的产品,在国内市场上该类产品多依赖进口,且价格昂贵。因此,研制性能好、成本低的船用卫星天线稳定跟踪系统,符合市场的需求,具有重要意义。
本文以一种新型的船用移动卫星通信系统的研制为背景,重点研究了天线伺服系统中的两项关键技术(这也是本论文的两个主要的创新点)。一是天线稳定控制技术。本文针对传统PID控制器的缺陷提出了一种新型的基于模糊推理的参数自适应调整的PID控制器,并通过Simulink仿真验证了该控制器较传统PID控制器具有更好的控制性能。二是天线跟踪技术。论文首先介绍了几种跟踪技术,并通过比较确定采用圆锥扫描为本系统跟踪方式。随后论文阐述了圆锥扫描跟踪的基本原理,分析了圆锥扫描技术的两个关键参数波束偏角和扫描频率对天线跟踪性能的影响。并在论文中设计出了一种实用的圆锥扫描跟踪方法。