第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、靜中收

2006年3月份，在北京舉行的中國國際廣播電視信息展覽會（CCBN2006）上，國內(nèi)的某家公司就推出了采用平板天線的靜中收系統(tǒng)，它由電控箱和車頂天線機械裝置兩大部分組成。電控箱位于車廂內(nèi)部，是系統(tǒng)的控制中心，使用者通過操作其面板按鍵完成車頂天線的尋星和對星動作。車頂天線機械裝置支持天線在水平和垂直俯仰兩個方向上運動。在電控箱控制管理軟件的控制下，衛(wèi)星天線能夠快速準(zhǔn)確地搜索并鎖定任何符合場強要求的衛(wèi)星，大大提高了對星工作的效率和質(zhì)量。

2、動中通

在2006CCBN展覽會上，四川視頻電子有限責(zé)任公司（SVEC）推出了兩款動中通系統(tǒng)，其天線伺服系統(tǒng)款采用高效率變焦距橢圓波束天線，以降低天線高度；另一款采用圓形天線。天線反射面采用碳纖維材料成型，以減輕重量。

天線伺服系統(tǒng)采用低損耗密封玻璃鋼天線罩設(shè)計，不但防止雨雪的漫入，還可減小行駛中的風(fēng)阻，降低伺服功耗。

天線指向系統(tǒng)由陀螺傳感器、電子羅盤、GPS接收模塊和單片機（MCU）等組成。陀螺傳感器主要用來測量行駛車的航向角；電子羅盤是測量衛(wèi)星天線的仰角和方位角變化量的傳感器；GPS接收機模塊用來測量車輛當(dāng)前經(jīng)緯度定位坐標(biāo)；MCU則每隔一定時間通過GPS給出的車輛當(dāng)前經(jīng)緯度定位坐標(biāo)，并結(jié)合衛(wèi)星接收機輸出的自動增益控制（AGC）信號，對天線進(jìn)行實時誤差校正，使之重新對準(zhǔn)衛(wèi)星。

早在2004年的國際消費電子展（CES2004）上，美國天線制造商KVHIndustries公司（KVHI）展出的TracVisionA5產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用82cm直徑的圓形平板天線，通常安裝在轎車后座上前方的車頂上，也可安裝在列車上，天線的高度大約13cm，可在行駛過程中接收C／Ku波段衛(wèi)星的圓極化信號，最低接收功率為44dBW，TracVisionA5動中通系統(tǒng)采用了機掃和相掃相結(jié)合的方式。即在方位角上采用機械掃描。由內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動相控陣天線指向衛(wèi)星方位；在仰角上，由信號處理微處理器利用移相器控制相位關(guān)系，實現(xiàn)波束電掃。同時為了解決仰角上波束電掃范圍過窄的問題，采用機械控制的輔助措施，以實行在仰角上31°～57°范圍的搜索，來對準(zhǔn)需要接收的衛(wèi)星信號。由于接收圓極化信號，避免了極化跟蹤問題。

2006年1月5日。在美國拉斯維加斯CES2006展覽會上，美國衛(wèi)星通訊公司RaySat公司推出SpeedRay3000動中通系統(tǒng)，在原有SpeedRay1000系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了可支持衛(wèi)星高速上網(wǎng)的功能。

SpeedRay3000系統(tǒng)同樣是基于相控陣天線原理，天線高度和TracVisionA5幾乎相同，不過TracVisionA5俯仰ElevationRangeyj寬度只為26°，而SpeedRay3000可達(dá)50°。

因為SpeedRay3000系統(tǒng)通過四面同步控制的相控陣天線構(gòu)成一個接收面，所以相比TracVisionA5的單面天線結(jié)構(gòu)．在同樣的高度限制下，SpeedRay3000系統(tǒng)有更大的俯仰活動ElevationRangeyj范圍。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程

一、靜中收

1、基本原理

靜中收系統(tǒng)基本原理是采用自動對星并自動定位的方法。首先系統(tǒng)通過給方位角和仰角電機一定的步進(jìn)量，自動尋找衛(wèi)星信號。一旦有接收到衛(wèi)星的信標(biāo)信號（衛(wèi)星發(fā)射一個固定頻率的窄帶信號），天線驅(qū)動系統(tǒng)就會根據(jù)接收到信標(biāo)信號的強弱．檢測出誤差信號，并驅(qū)動跟蹤系統(tǒng)，使天線準(zhǔn)確指向衛(wèi)星，最終使收到的信標(biāo)信號電平達(dá)到極大值。

由于衛(wèi)星位置受影響因素較多，天線無法長時間精確預(yù)測衛(wèi)星軌道，故靜中收系統(tǒng)還具備自動跟蹤功能．通過檢測衛(wèi)星軌道和天線實際角度在設(shè)定時闖內(nèi)的角度差值，并將止E值送入伺服系統(tǒng)，驅(qū)動天線以消除角誤差．通過不斷地比較、驅(qū)動，使得天線一直指向衛(wèi)星。

靜中收系統(tǒng)，根據(jù)其使用天線的不同，分為采用偏饋天線的和采用平板天線的兩種類型。

2、采用偏饋天線的靜中收

靜中收系統(tǒng)一般多采用偏饋天線，因為這種天線不僅饋源及支撐遮擋最小，而且有較大的焦距直徑比F／D，從而使天線的縱向尺寸變大，短徑降低，同日寸還能降低天線旁瓣電平和改善饋源的極化輻射電平。如果安裝在車頂上，并采用折疊式設(shè)計，可降低整體高度，減小風(fēng)阻．便于載車行駛。

靜中收系統(tǒng)的主要功能有：通電后自動搜索并定位到所收衛(wèi)星；收完節(jié)目后自動折疊；具有防雨、防腐蝕底座；具有手動、自動、遙控三種工作狀態(tài)；能夠手動、自動尋星并且自動定位；可存儲多個星位，并具有星位參數(shù)修正、天線限位修正、天線零位修正功能。

3、采用平板天線的靜中收

采用車載平板天線接收衛(wèi)星信號，車在行駛過程中天線平放在車頂，高度僅為17cm，大大減小了風(fēng)阻，提高了安全可靠性。等車靜止后，用戶只需啟動系統(tǒng)開關(guān)，稍等片刻就能收看到衛(wèi)星電視節(jié)目。

靜中收系統(tǒng)，是在車輛靜止時接收衛(wèi)星電視的最佳選擇。它具有體積較小、安裝方便、操作簡單、價格適中等優(yōu)點，這種車載接收方案不但適用于軍事系統(tǒng)野外訓(xùn)練車、相關(guān)部門野外作業(yè)車，還適用房車、運動型多功能車（suv）、多用途車（MPV）、休閑車（RV）等多種車型使用。

二、動中通

車輛在行駛中自動跟蹤接收衛(wèi)星信號的方案，稱為“動中通”。動中通系統(tǒng)采用車載自動跟蹤天線。

1、采用正饋天線的動中通

（1）基本構(gòu)成

動中通系統(tǒng)由車外的天線伺服系統(tǒng)、車內(nèi)的控制器（包括各傳感器接口、數(shù)據(jù)采集、控制器、衛(wèi)星接收機等）和主控微處理器構(gòu)成，三者之間采用電纜連接，具備穩(wěn)定跟蹤和接收兩大功能。

天線伺服系統(tǒng)由天線接收系統(tǒng)、跟蹤接收系統(tǒng)（LNA、跟蹤下變頻器和跟蹤接收機）、伺服跟蹤系統(tǒng)（包括伺服驅(qū)動器和伺服馬達(dá)）以及天線指向系統(tǒng)組成。

（2）基本原理

動中通系統(tǒng)在初始靜態(tài)狀態(tài)下，和靜中收系統(tǒng)的接收原理一樣，即自動搜索定位。由GPS、電子羅盤、捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)測量出航向角、車體所在位置的經(jīng)緯度及相對水平面的初始角，然后根據(jù)其姿態(tài)及地理位置、衛(wèi)星經(jīng)度自動確定以水平面為基準(zhǔn)的天線仰角，在保持仰角對水平面不變的前提下轉(zhuǎn)動方位，并以信號極大值方式自動對準(zhǔn)衛(wèi)星。

而當(dāng)車體在運動過程中時，系統(tǒng)將測量出車體的姿態(tài)變化，運用數(shù)學(xué)運算平臺“和波束”極大值或“差波束”極小值的判斷方法，變換為天線的誤差角；再通過伺服機構(gòu)調(diào)整天線方位角、俯仰角及高頻頭的極化角，以保證車體在變化過程中，能夠?qū)πl(wèi)星進(jìn)行持續(xù)跟蹤。

動中通系統(tǒng)跟蹤方式有自跟蹤和慣導(dǎo)跟蹤兩種：自跟蹤是依靠衛(wèi)星信標(biāo)進(jìn)行天線閉環(huán)伺服跟蹤；慣導(dǎo)跟蹤是利用陀螺傳感器的變化進(jìn)行天線跟蹤。通常當(dāng)系統(tǒng)對星完畢轉(zhuǎn)入自動跟蹤后，以自跟蹤方式為主。與此同時，慣導(dǎo)系統(tǒng)也進(jìn)入工作狀態(tài)，并不斷地輸出天線方位角、俯仰角和高頻頭的極化角等數(shù)據(jù)。一旦由于遮擋或其它原因引起天線信標(biāo)信號中斷時，系統(tǒng)將自動切換到慣導(dǎo)跟蹤方式。

（3）技術(shù)參數(shù)要求

相對靜中收系統(tǒng)來講，由于車輛在行進(jìn)中可能遇到各種路況，包括崎嶇路面造成的車體顛簸和振動，通過隧道、橋洞、樹林、山體遮擋造成的信號中斷等，因此動中通系統(tǒng)對天線伺服系統(tǒng)的一些技術(shù)參數(shù)要求更為嚴(yán)格，具體表現(xiàn)在以下方面：

①跟蹤范圍要大，方位在0—NX360°（N：為倍數(shù)）、俯仰在0～90°之間，天線伺服系統(tǒng)都能進(jìn)行跟蹤；

②伺服機械平臺穩(wěn)定高，以減緩路面和車速造成的車體顛簸與j中擊，保證天線主瓣指向衛(wèi)星；

③信號中斷后，再次捕獲所耗用時間要小；

③具有天線指向記憶功能，如經(jīng)短時間的信號中斷后，天線伺服系統(tǒng)無需重新捕獲，即可恢復(fù)接收；

⑤跟蹤精度可略劣于靜中收，一般選擇跟蹤精度≤1／8天線波束寬度；

⑥抗震性好，耐沖擊。以減小各種車速與路況造成的影響。

（4）應(yīng)用

動中通系統(tǒng)不但可以應(yīng)用在汽車、列車的車載系統(tǒng)中，還可應(yīng)用在船載系統(tǒng)中。

2、采用平板天線的動中通

上述動中通系統(tǒng)均采用小型的正饋天線作接收天線。具有完整的天線機械驅(qū)動系統(tǒng)。除此之外還有一款平板天線的動中通系統(tǒng)，其采用的平板天線，實際上是基于平面相控陣天線（PhaseArrayAntenna）的設(shè)計原理。

相控陣天線，顧名思義即相位可以控制的陣列天線。它由天線陣、饋電網(wǎng)絡(luò)和波束控制器三個部分組成。其中天線陣是由許多輻射單元排成陣列形式構(gòu)成的走向天線，各單元之間的輻射能量和相位關(guān)系是可以控制的。

當(dāng)微處理器接收到包含通信方向的控制信息后，根據(jù)控制軟件提供的算法計算出各個移相器的相移量，然后通過天線控制器來控制饋電網(wǎng)絡(luò)完成移相過程。由于移相能夠補償同一信號到達(dá)各個不同陣元而產(chǎn)生的時間差。所以此時天線陣的輸出同相疊加達(dá)到最大。一旦信號方向發(fā)生變化，只要通過調(diào)整移相器的相移量就可使天線陣波束的最大指向做相應(yīng)的變化，從而實現(xiàn)波束掃描和跟蹤。

相控陣天線最重要的特點是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與普通機械掃描天線系統(tǒng)相比，降低了整個天線驅(qū)動跟蹤系統(tǒng)的復(fù)雜性，是目前衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中一種重要的天線形式。

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

Telematics是一個由通信和信息科學(xué)組成的合成詞，通常稱為車載遠(yuǎn)程信息處理。它綜合了汽車制造和IT技術(shù)，包括計算機、移動通信、數(shù)字廣播等；同時，又依托于ITS的“3S”，從而迅速發(fā)展成為融合技術(shù)與服務(wù)的新業(yè)務(wù)。Telematics通過無線信道連接車載終端機與服務(wù)中心，以構(gòu)成提供信息服務(wù)的通信鏈路。通過安裝于車內(nèi)的終端系統(tǒng)， 分析 汽車內(nèi)與車外發(fā)生的各種狀況，收集駕駛和行車所必需的各種信息，同時執(zhí)行一系列的必要控制，為駕駛員和乘客提供方便、安全和娛樂。

Telamatics的技術(shù)特征充分表現(xiàn)了現(xiàn)代科技的大融合。它應(yīng)用5種主要技術(shù)：衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）；無線接入技術(shù)；蜂窩通信技術(shù)（2G/3G）；專用短程通信的窄帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（DSRC）；數(shù)字廣播和多媒體廣播技術(shù)（DMB），融合成為4類主要功能：

1、基于衛(wèi)星定位技術(shù)（GPSGIS）的地面導(dǎo)航。根據(jù)道路狀態(tài)引導(dǎo)車輛以最佳路線抵達(dá)目的地。

2、基于ITS數(shù)字廣播（GPSGISLBSCDMB）的智能交通。典型應(yīng)用為對路面實時狀況的領(lǐng)航。它不同于以地理信息為基礎(chǔ)的導(dǎo)航，而是在導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，以路面上發(fā)生的實時位置信息（LocationBasedServices，LBS），引導(dǎo)車輛不僅選擇最佳地理路由，而且選擇所需時間最短的優(yōu)化路由。通過ITS信息中心發(fā)布的路面狀況實時多媒體信息，以廣播形式傳送語音、 分析 和測算處理的結(jié)果，以數(shù)據(jù)形式將遙感測量的地理數(shù)據(jù)合成為引導(dǎo)實時駕駛的領(lǐng)航圖，及時提醒駕駛員避開交通堵塞或突發(fā)事件的路段，給出最佳修改行車路線，以最短時間到達(dá)目的地。

3、基于無線移動通信技術(shù)（2G/3GDSRCWLAN）的遠(yuǎn)程信息服務(wù)。一方面以WLAN形式構(gòu)建車內(nèi)的微微網(wǎng)，以通用的信息平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化通信和信息服務(wù)，這與手機通信和無線上網(wǎng)的功能基本一致；另一方面以RFID溝通標(biāo)簽與讀取器，再以DSRC互聯(lián)服務(wù)中心，以信息平臺方式，既將ECU收集的發(fā)動機溫度、尾氣、輪胎、汽油及行車狀況等的汽車信息送到服務(wù)中心的維修站，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程車輛故障診斷和求助；將過路的計費信息和服務(wù)的費用信息送到服務(wù)中心的結(jié)算站，服務(wù)中心可據(jù)此 分析 和判斷車輛有無故障、有無可能出現(xiàn)的失控、失盜等緊急情況，既能及時告知駕駛員，又能指令汽車減速、停止運行或無法啟動。同時，準(zhǔn)確記賬并自動收費。

4、基于數(shù)字廣播技術(shù)（CDMB-T/CMMBITS）的車載文化娛樂。它不僅要在車上顯示電視節(jié)目、路面狀況、MTV、電子游戲等，還要顯示和管理個人節(jié)目信息資源（數(shù)據(jù)廣播），并隨時經(jīng)廣播寬帶下載地理、地貌、地圖等信息，還能顯示如E-Mail接收的互聯(lián)網(wǎng)信息。

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