贝加莱技术助力卫星通信

前言：

　　AlpinaTec是一家来自奥地利萨尔茨堡（Salzburg）的特殊设备制造商，为航空航天工业中的高频天线及望远镜反射镜的自动调整与定位系统提供创新而专业的解决方案。公司在控制与驱动技术上非常信赖贝加莱自动化技术-包括工业PC、总线技术和电机。

　　在我们所处的时代，世界正在不断地发生着变化，全球的信息被高速地进行处理与传播。商业与私人通信在瞬间实现，技术人员相隔数千里也能够在同一个产品开发项目中完成合作，通过远程维护解决问题。通过卫星导航系统，我们在客厅中就能轻松地获知发生在地球另一面的重大事件，享用无比精确的天气预报。自从爱因斯坦时代开始，我们所掌握的关于宇宙万物是如何运行的知识就与日俱增。

　　航空航天工业已经可以实现所有这些事物的发展：人造卫星绕地球同步运行，它借助地面卫星站实现高速通信。数据以高频无线电信号的方式往来于地球与太空之间。位于地面站的抛物面天线拥有相当高的精度，以保证可靠的数据传送。天线的定位必须十分精确，因为即使天线的方位角发生微小的偏移也会导致通信中断，这样耗费巨大成本进入轨道的卫星将变得毫无价值，为我们探究宇宙奥秘的射电望远镜也将毫无用武之处。

　　为了确保这些传送路径持续发挥作用，望远镜上的反射镜需将焦点准确地对准信号源，地面卫星站的天线定位需持续调整，而且卫星在发射前，它上面的天线需要在专为航空航天工业设计的测量暗室中进行极其精确的调校。

在Medusa项目中，调整单元的CAD模型。

　　AlpinaTec Technical Products GmbH为该项努力做出了重要的贡献，这家小型公司位于萨尔茨堡市郊的Köstendorf镇。AlpinaTec公司由HTD Burger于2004年创建，主要专注于开发与制造天线及望远镜反射镜的调整与定位机电一体化系统。“针对基础研发，我们已经与数家奥地利的大学与研究中心展开合作，”项目经理Gunnar Grabmair说道，他于2008年从Wels技术学院毕业后加入AlpinaTec。“我们自己开发运动控制以及基本的自动化与传感器系统。”

　　“Medusa”和“Frontics”是AlpinaTec针对一些德国航空航天公司的两个最新的开发项目。其项目任务是：一个用于测量发射前卫星天线特性的25x25米的仿真暗室。抛物面镜、双曲面镜和平行镜被用于对来往于地球和卫星轨道间的信号的扩散与收敛进行模拟。除了定位系统与控制器外，高频测试系统还需要使用所谓的“地面机械支援设备”（MGSE）支撑测试对象。虽然这些卫星以后都在地球轨道上运行，但是它上面的所有组件都必须在地球重力的影响下进行高精度的自动调整。

　　灵敏的机械元件都是通过贝加莱组件实现运动与控制的，六个步进电机确保对定位单元进行精确的配置，该定位单元安装在AlpinaTec专为Medusa项目设计的一个框架上。步进电机由三个ACOPOSmicro步进控制模块控制，每个模块可以为两个步进电机提供脉冲信号。而同步电机可以用于驱动更大型的机械设备，如同在Frontics项目中看到的，同步电机由ACOPOS三相伺服驱动器控制。整体控制是由处理能力强大的工控机APC620来完成，在它上面运行了AR010 Soft PLC。

仿真暗室包含测量卫星天线特性的抛物面镜、双曲面镜和平行镜。（照片来源：欧洲宇航防务集团EADS Astrium公司）

在MEDUSA项目的集成自动化组件中，供电单元、X20模块、ACOPOSmicro步进控制器以及6个步进电机都来自贝加莱。

　　研究的重点主要集中于实时通信能力，因此，该方案中的两个X20 CPU均可以通过POWERLINK和CAN总线连接分布式I/O。而编码器模块用于评估线性传感器。最后，机电一体化装置从电源单元中获取所需电能。

　　“我们花费了约一年时间寻找合适的自动化技术合作伙伴，”Gunnar Grabmair说道。“我们优先考虑能够提供从控制器到电机的高质量的全套方案供应商。”随着项目的进展与系统的运行，选择贝加莱作为合作伙伴被证明是正确的。“我们非常看重贝加莱技术专家所提供的出色的支持，并非仅仅因为他们的本地化服务，”AlpinaTec公司总经理Peter Burger说道。“虽然对于供应商来说，这是一些相对较小型的项目，但绝对不意味着都是些想当然的事情。”

AlpinaTec公司总经理Peter Burger（右）以及负责借助贝加莱组件设计机械装置的项目经理Gunnar Grabmair。

　　对于AlpinaTec来说，最为重要的是，使用贝加莱组件的整个方案拥有极高的品质。“测试设备中没有多余的空间，”Peter Burger说。“然而ACOPOS设备与X20模块极其紧凑，因此我们能够将所有电子器件都安置在一个小型的穿墙式配电柜中。”另一项标准是，贝加莱能够在有限的时间内开发出方案。“项目时间紧迫，这些硬件组件能够完美协调，体现了贝加莱的优势，”Grabmair确认说。“在统一的软件环境中就能为所有控制与驱动解决方案进行工程设计，单一的开发工具实际上确保了项目的成功。”

地面机械支援设备”（MGSE）支撑测试对象与调整单元（右侧灰色部分）。