天线跟踪系统总体设计分析

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天线跟踪系统总体设计分析

　 1　引言

在某些特定应用场合，需要用天线快速、精确跟踪飞行目标。因此，要求天线跟踪系统满足以

下两点。

首先，要求运算速度快，尤其要求伺服系统对反馈信号迅速做出反应；其次，要求跟踪系统体

积小重量轻，能够灵活机动。本文针对天线跟踪系统的伺服控制介绍一种软件实现方法。

2　天线跟踪系统总体设计

天线跟踪系统总体设计框图如图 1 所示。系统主要由 PC、嵌入式控制单元、伺服单元、天线

单元和信号处理单元组成。

PC 的功能是解析信号处理单元送来的目标信息并进一步处理，然后把结果发送给嵌入式控制

单元；同时，PC 还要接收来自嵌入式控制单元的坐标信息；最终以界面图形的形式展示出目

标的运行轨迹。

嵌入式控制单元主要是通过与 PC 通信，获取目标的方向信息，从而控制伺服单元的方位和俯

仰电机，进而控制天线单元始终对准目标方向。由于嵌入式控制单元需要快速运算并带有

PWM 驱动信号输出功能，因此数字信号处理器选用 TI 的TMS320LF28 系列芯片。

伺服单元是本系统的执行机构，用于实现天线作±150° 方位旋转和俯仰 60°旋转。伺服单元主要

由伺服电机、电机驱动器和光电编码器等组成。其中，伺服电机是本系统的驱动元件，其产生

的转动力矩应保证天线按规定的技术要求定向；电机驱动器是伺服电机的驱动信号源，其输出

的电信号可直接带动电机转动；光电编码器完成角度测量，并把执行后的状态反馈给控制单

元。

天线单元由发射天线和接收天线组成，天线单元与空中飞行目标通过信息交互完成目标跟踪、

控制及搜集信息等功能。

信号处理单元主要负责解析出天线单元接收到的目标信号，并经过滤波、放大、数字化处理等

过程，最终送给 PC 进行处理。

2.1 嵌入式控制单元软件

嵌入式控制单元软件主要实现两个目的，一是实现与 PC 的串口通信；二是实现伺服单元的电

机转速转向控制。

2.1.1 串口通信的数据格式

a. 通讯协议

通讯方式：RS422;数据包长度：8 字节；数据格式：1 起始位，8 数据位，1 停止位，无校验；

波特率：115200bps.

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天线跟踪系统总体设计分析　1　引言在某些特定应用场合，需要用天线快速、精确跟踪飞行目标。因此，要求天线跟踪系统满足以下两点。首先，要求运算速度快，尤其要求伺服系统对反馈信号迅速做出反应；其次，要求跟踪系统体积小重量轻，能够灵活机动。本文针对天线跟踪系统的伺服控制介绍一种软件实现方法。2　天线跟踪系统总体设计天线跟踪系统总体设计框图如图1所示。系统主要由PC、嵌入式控制单元、伺服单元、天线单元和信号处理单元组成。PC的功能是解析信号处理单元送来的目标信息并进一步处理，然后把结果发送给嵌入式控制单元；同时，PC还要接收来自嵌入式控制单元的坐标信息；最终以界面图形的形式展示出目标的运行轨迹。嵌入式控...

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