专利名称：云台自动对准装置的制作方法
技术领域：
本实用新型讨论的是两端固定，频率为微米波或毫米波的通信设备中，所用的云台自动对准装置，属自动控制领域。
技术背景现有通信设备中，像这种两端固定，通信频率高的云台对准装置中，大多采用手动或电机来控制，但它们对准速度慢，对准精度差，影响通信效果。
发明目的本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术对准速度慢，对准精度差，影响通信效果的不足，用由A/D转换器、显示器、由单片机、反向器、锁存器组成的微处理器、驱动电路构成的自动对准装置，以达到对准速度快，从架设安装到对准完毕只需5分钟，精度高，步进进度可设可调，(从0.1-0.5度)。并且，在对准过程中可显示出云台的转动状态，天线对准精度等。
本实用新型由控制电路和驱动电路组成。控制电路是由A/D转换器、显示器以及由单片机、反向器、锁存器组成微处理器构成。A/D转换器的输入端用于接收转换成AGC信号的天线信号，其输出至显示器，单片机同时读取AGC信号，经处理后，由微处理器输出时钟信号CP、供电控制信号JD、控制单个电机正反方向信号CW及选择电机信号J送至驱动电路。驱动电路由两个按要求连接的步进电机专用控制器和一个由单管放大器控制的电源保护电路、一个由单放管放大器控制的步进电机绕组选择电路组成。控制电路送来的信号CP、CW接步进电机专用控制器的输入端，其输出端接步进电机。J信号接单管放大电路的G1的基极，通过继电器的触点改变步进电机专用控制器的输出与电机各绕组的连接；信号JD接单管放大器G2的基极，通过继电器控制电机电源与专用控制器的连接；完成对云台的水平转动、垂直转动、停止等。
本实用新型，对准速度快(射频单元作用距离8-12公里，在5分钟内自动找到对方)，对准效果好，在对准过程中有显示器进行显示，适用于军用或偏远山区的民用通信，信号稳定，运行可靠。
图1是云台自动对准方框图1-A/D转换器，2-显示器，3-微处理器，4-驱动电路，5-步进电机。
图2是云台自动对准装置控制电路原理图6-反向器，7-单片机，8-锁存器，2-显示接口，1-A/D转换器。
图3是云台自动对准装置驱动电路原理图9-电机专用控制器L298，10-电机专用控制器L297，11-电机电源保护电路，12-电机绕组选择电路，5-步进电机。
具体实施方式
本实用新型是在LiLin室外301型云台基础上改进的，首先将301型云台电机换为57BYG059型(四相)步进电机，单片机选AT89C51，反向器选74HC04，锁存器选用74LS373，显示接口芯片选8255，A/D转换器用AD0820，步进电机的专用控制器为L297、L298，触发按钮选SW-PBG型(S1-S8)。
具体线路从天线接收的信号经转换为AGC，AGC送0820的1脚，AD0820的2、3、4、5、14、15、16、17脚接8255的34、33、32、31、30、29、28、27脚；接锁存器的3、4、7、8、13、14、17、18脚；接AT89C51的39、38、37、36、35、34、33、32脚。AD0820的8脚接AT89C51的16脚；接8255的5脚。AT89C51的21脚接手动对准触发按钮S3；22脚接自动对准触发按钮S4；23脚接云台向上旋转按钮S5；24脚接云台向下旋转按钮S6；25脚接云台向右旋转按钮S7；26脚接云台向左旋转按钮S8。AT89C51的13脚接74HC04的1脚；由2脚送出选择电机信号J；AT89C51的12脚接74HC04的3脚；由4脚送出单个电机正反信号CW；AT89C51的14脚接74HC04的5脚，由6脚送出电机电源控制信号JD；AT89C51的11脚接74HC04的9脚，由8脚送出信号CP。锁存器2脚接显示器的9脚，11脚接8脚，19脚接6脚。步进电机专用控制器L297的4、6、7、9、5、8接L298的5、7、10、12、6、11。电源控制电路三极管G1基极接受控制电路送出的JD信号，继电器J1接G1集电极，其常开触点的两端分别连接电机电源和步进电机专用控制器L297的4脚，电机转动选择电路的三极管G2基极接受控制电路送来的信号J，继电器J2接G2的集电极，其常开触点分别接步进电机专用控制器的输出L297的3、14脚，和步进电机绕组的端头11、9、6、8脚。控制电路送出的时钟信号CP，控制步进电机正反方向的信号CW分别接步进电机专用控制器的输入L29818、17脚，步进电机专用控制器的输出L297的2、13脚接步进电机。
在对准系统中，云台工作方式的选择与各种控制信号的发出，及信号处理的工作都是由微处理器控制完成的。L297完成环形分配器的工作，它根据微处理器的控制，选择不同的电机绕组完成云台的水平转动、垂直转动、停止等功能。L298完成功率放大器的功能，它可以使电机绕组的驱动电流达到2A，完全可以带动本系统中的负载。触发S1进入小范围搜索，触发S2进入大范围搜索。触发S3进入手动方式时，微处理器不断检测各个断口的状态，同时采用信号由电平值并显示出来，触发任意端口时，微处理器按步进电机的性能给出一个频率由慢变快，最后到匀速的过程，使云台转动，松开按键时将给出一个相反的过程。在每发出几个脉冲使云台转动一定角度后，微处理器将采样信号电平并将其显示出来，使数码管上的值总能显示出当前位置信号电平的相对值。触发S4进入自动方式，这时如果触发任何端口，将开始在水平方向进行信号的自动搜索，在完成加速过程后，微处理器每发出一个脉冲后采样信号电平，并作为该点位置上的信号电平值，并将它与原来存储的最大电平值相比较，如果这次的值更大，则将这次的值存储为信号的最大值，并将这点的位置记录下来，在完成对整个有信号范围的搜索后，根据记录的位置使系统回到该点。步进电机转动的速度与角度是由脉冲的频率与个数决定的，所以微处理器记录下最大值距当前位置的脉冲速，便可以精确的控制云台转回到最大值。同时触发S3、S4则进入全自动对准方式，微处理器首先控制云台到达信号搜索范围的左上角，然后自左向右进行水平自动搜索，其工作原理与自动方式相同，接着给云台一个自上而下的脉冲，然后自右向左进行水平自动搜索，如此往返，并同时记录搜索到的最大值及其位置，知道搜索完整个信号的搜索范围，最后控制云台转回到最大值。
权利要求1.一种云台自动对准装置，它由控制电路和驱动电路组成，其特征是控制电路由A/D转换器、显示器、以及由单片机、反向器、锁存器组成微处理器构成；A/D转换器的输入端用于接收转换成AGC信号的天线信号，其输出至显示器；单片机同时读取AGC信号，经处理后输出时钟信号CP、供电控制信号JD、控制单个电机正反方向信号CW及选择电机信号J送至驱动电路。
2.根据权利要求1所述的云台自动对准装置，其特征是驱动电路由两个按要求连接的步进电机专用控制器和一个由单管放大器控制的电源保护电路，一个由单管放大器控制的步进电机绕组选择电路组成；控制电路送来的信号CP、CW接步进电机专用控制器的输入端，其输出端接步进电机；选择信号J接单管放大电路的G1的基极，通过继电器的触点改变步进电机专用控制器的输出与步进电机各绕组分别连接；供电控制信号JD接单管放大器G2的基极，通过继电器控制步进电机电源与步进电机专用控制器的连接。
专利摘要云台自动对准装置属自动控制领域。由控制电路和驱动电路组成。控制电路是由A/D转换器、显示器以及由单板机、反向器、锁存器组成的微处理器构成。A/D转换器输入端用于接收转换成AGC信号的天线信号,其输出接显示器,微处理器同时读AGC信号,经处理后输出步进电机转动需要的4个信号。驱动电路由二个按要求连接的步进电机控制器和一个由单管放大器控制的电源保护电路,一个由单管放大器控制的电机绕组选择电路组成,驱动电路接收控制电路输出的四个信号,选择不同的电机绕组完成对云台的水平、垂直转动、停止等功能。本装置结构简单,成本低、易制造,它具有对准速度快、精度高、操作简单等优点。适用于军用或偏远山区的民用通信,特别适用于3mm波通信接力机的对准场合。
文档编号H04B7/00GK2517179SQ01273019
公开日2002年10月16日 申请日期2001年12月26日 优先权日2001年12月26日
发明者恽才华 申请人:南京才华科技有限公司