BR112012033272B1 - Sistema de antena de rastreamento - Google Patents

Abstract

sistema de antena de rastreamento. um sistema de antena de rastreamento racionalmente estabilizado adequado para montagem em uma estrutura móvel inclui um pedestal de três eixos para suportar uma antena em torno de um primeiro eixo de azimute, um segundo eixo de nível transversal, e um terceiro eixo de azimute, um segundo eixo de nível transversal, e um terceiro eixo de elevação, uma unidade de acionamento de três eixos para girar uma unidade de suporte vertical relativa a uma unidade de base em torno do primeiro eixo de azimute, um acionador de nível transversal para pivotar uma unidade de armação de nível transversal relativa à unidade de suporte vertical em torno do segundo eixo de nível transversal, e um acionador de elevação para pivotar uma unidade de armação de elevação relativa à unidade de armação de nível transversal em torno do terceiro eixo de elevação, uma unidade de plataforma d emovimento afixada a e móvel com a unidade de armação de elevação, três sensores de taxa angular ortogonalmente montados dispostos na unidade de plataforma de movimento para sensorear movimento em torno dos eixos x, y, e z predeterminados da unidade de armação de elevação, um acelerômetro de gravidade de três eixos montado na unidade de plataforma de movimento e configurado para determinar uma referência zero de gravidade real, e uma unidade de controle para determinar a posição real da unidade de armação de elevação com base no movimento sensoreado em torno dos ditos eixos x, y e z predeterminados e a dita referência zero de gravidade real, e para controlar os acionadores de elevação, azimute e nível transversal para posicionar a unidade de armação de elevação em uma posição desejada. ao invés de ou em adição à unidade de plataforma de movimento, o sistema de antena pode incluir antenas primária e secundária afixadas em relação à unidade de armação de nível transversal e uma unidade de controle para selecionar a operação de uma selecionada das antenas primária e secundária, determinar a posição real da unidade de armação de elevação com base no movimento sensoreado em torno dos ditos eixos x, y e z, e para controlar os acionadores de elevação, nível transversal e azimute para posicionar a selecionada das antenas primária e secundária em uma posição desejada para rastrear um satélite de comunicações. métodos para utilizar o pedestal de três eixos tendo unidade de plataforma de movimento também é descrito.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA ÀS APLICAÇÕES RELACIONADAS

Este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente Provisório US No. 61/358.938 preenchido em 27 de junho de 2010 e ao Pedido de Patente Provisório dos US No. 61/452.639 preenchido em 14 de marco de 2011, os conteúdos totais dos quais são aqui incorporados por todos os propósitos por esta referência.

CONHECIMENTO DA INVENÇÃO Campo da Invenção

Esta invenção se refere, em geral, a pedestais para antena de rastreamento e mais particularmente a pedestais de antena de rastreamento de satélite usadas em embarcações e outros métodos e aplicações móveis para seu uso.

Descrição da Técnica Relacionada

A invenção é especialmente adequada para uso a bordo do navio em que uma antena é operada para rastrear uma estação de transmissão, tal como um satélite de comunicações, não obstante a movimentos de virada, guinada, passo e rolo de um navio no mar.

Antenas usadas em terminais de comunicação de satélite a bordo do navio tipicamente são altamente diretivas. Para tais antenas operarem efetivamente eles devem ser apontados continuamente e precisamente em direção ao satélite.

Quando um navio muda sua posição geográfica, ou quando o satélite muda sua posição em órbita, e quando o navio desliza, arfa, dá uma guinada e vira, uma antena montada no navio tende a se tomar mal direcionada. Em adição a estas perturbações a antena estará sujeita a outras tensões ambientais tais como vibrações causadas pelo maquinário a bordo do navio e choques causados por ondas. Todos estes efeitos devem ser compensados de forma que o apontamento da antena pode ser precisamente direcionado e mantido em tal direção.

Por quase duas décadas, Sea Tel, Inc. fabricou sistemas de antena do tipo descrito na Patente US No. 5.419.521 de Matthews. Tais sistemas de antena possuem um pedestal de três eixos e empregam uma 5 inclinação fluida ou sensor de nível fluido montados em uma estrutura referida como uma “Plataforma de nível” ou “Jaula de Nível” de maneira a prover urna referência horizontal precisa e estável para direcionar produtos de antena estabilizada serva. Por exemplo, a patente ‘521 mostra uma plataforma de nível (45) e um sensor de inclinação fluídica (54) que são ilustrados nas 10 Figuras 3 e 7a, respectivamente.

O sensor de inclinação fluídica produz medições de ângulo de inclinação muito estáveis com relação ao vetor de gravidade da terra, mas apenas sobre uma faixa angular limitada de +/- 30° a +/- 40°. Já que um ângulo de apontamento de um sistema de antena pode mudar de 0o a 90°, no 15 entanto, tais sensores de inclinação fluidos não podem ser montados diretamente na antena. Ao invés disso, o sensor de inclinação fluídica deve ser montado em uma estrutura que é girada oposta ao ângulo de apontamento de antena de forma que a estrutura sempre permanece em uma posição que é substancialmente nivelada com relação ao horizonte local e perpendicular ao 20 vetor de gravidade da Terra. Por exemplo, como mostrado na Figura 1, um sensor de inclinação fluídica pode ser montado dentro da estrutura de plataforma de nível 20 que é girada oposta ao ângulo de apontamento de antena por um motor de acionamento de plataforma de nível 22 através de um cinto de acionamento 23 ou outros meios adequados.

Em adição ao sensor de inclinação fluídica para o eixo de elevação, a estrutura de plataforma de nível normalmente incorpora um segundo sensor de inclinação fluídica para o eixo de nível transversal e três sensores de taxa inercial-rotacional. Enquanto o projeto de plataforma de nível funciona muito bem, a configuração da estrutura de plataforma de nível confere mais complexidade e custo ao sistema de antena. Designadamente, como mostrado na Figura 1, a estrutura de plataforma de nível 20 por si só, os mancais que suportam rotativamente prendem a estrutura, o motor de acionamento 22, o cinto de acionamento 23 e hardware polias associados para rotativamente acionar e suportar a estrutura adicionam custos e complexidade significativos ao sistema de antena global. Em adição, arnês elétrico 25 que conecta o motor de acionamento à estrutura de plataforma de nível essencialmente se assenta em um ambiente externo próximo ao equipamento de radar, e o arnês deve ser trançado com cabo blindado adicionando ainda mais custos significativos.

Um sensor de referência de gravidade estável e de baixo custo tendo uma faixa mínima de Figura a 90°, mais a faixa de Aceleração Tangencial esperada de +/- 30 a +/- 45 graus é desejado.

Portanto, seria útil prover uma unidade de controle e pedestal melhorados para uma antena de rastreamento tendo meios melhorados para prover uma unidade de referência de nível simplificado para superar as desvantagens acima e outras de pedestais conhecidos.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um aspecto da presente invenção é direcionado a um sistema de antena de rastreamento que se estabiliza rotativamente adequado para montagem em uma estrutura móvel. O sistema de antena inclui um pedestal de três eixos para suportar uma antena em tomo de um primeiro eixo de azimute, um segundo eixo de nível transversal, e um terceiro eixo de elevação, uma unidade de acionamento de três eixos para girar uma unidade de suporte vertical relativa a uma unidade de base em tomo do primeiro eixo de azimute, um acionador de nível transversal para pivotar uma unidade de armação de nível transversal relativa à unidade de suporte vertical em tomo do segundo eixo de nível transversal, e um acionador de elevação para pivotar uma unidade de armação de elevação relativa à unidade de armação de nível transversal em tomo do terceiro eixo de elevação, uma unidade de plataforma de movimento afixada a e móvel com a unidade de armação de elevação, três sensores de taxa angular ortogonalmente montados dispostos na unidade de plataforma de movimento para sensorear movimento em tomo dos eixos X, Y, e Z predeterminados da unidade de armação de elevação, um acelerômetro de gravidade de três eixos montado na unidade de plataforma de movimento e configurado para determinar uma referência zero de gravidade real, e uma unidade de controle para determinar a posição real da unidade de armação de elevação com base no movimento sensoreado em tomo dos ditos eixos X, Y e Z predeterminados e a dita referência zero de gravidade real, e para controlar os acionadores de elevação, azimute e nível transversal para posicionar a unidade de armação de elevação em uma posição desejada.

O sistema de antena de acordo com a reivindicação 1, em que os eixos X, Y, Z predeterminados podem ser ortogonais entre si. O acelerômetro de gravidade de três eixos pode incluir um primeiro acelerômetro de dois eixos montado na unidade de plataforma de movimento e um segundo acelerômetro de gravidade montado na unidade de plataforma de movimento, o segundo acelerômetro de gravidade montado ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade. O segundo acelerômetro de gravidade pode ser um acelerômetro de gravidade de dois eixos montado ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade.

O sistema de antena pode inclui um pedestal de três eixos para suportar uma antena em tomo de um primeiro eixo de azimute, um segundo eixo de nível transversal, e um terceiro eixo de elevação, uma unidade de acionamento de três eixos para girar uma unidade de suporte vertical relativa a uma unidade de base em tomo do primeiro eixo de azimute, um acionador de nível transversal para pi votar uma unidade de armação de nível transversal relativa à unidade de suporte vertical em tomo do segundo eixo de nível transversal, e um acionador de elevação para pivotar uma unidade de armação de elevação relativa à unidade de armação de nível transversal em tomo do terceiro eixo de elevação, uma unidade de plataforma de movimento que inclui um recinto, afixada a e móvel com a unidade de armação de elevação, uma subunidade de plataforma de movimento dentro do recinto, três sensores de taxa angular montados ortogonalmente dispostos na unidade de subunidade de plataforma de movimento para sensorear movimento em tomo dos eixos X, Y, e Z predeterminados da unidade de armação de elevação, um acelerômetro de gravidade de três eixos montado na subunidade de plataforma de movimento e configurado para determinar uma referência zero de gravidade real, e uma unidade de controle para determinar a posição real da unidade de armação de elevação com base no movimento sensoreado em tomo dos ditos eixos X, Y e Z predeterminados e a dita referência zero de gravidade real, e para controlar os acionadores de elevação, azimute e nível transversal para posicionar a unidade de armação de elevação em uma posição desejada.

Os eixos X, Y, e Z predeterminados podem ser ortogonais entre si. O acelerômetro de gravidade de três eixos pode incluir um primeiro acelerômetro de dois eixos montado na subunidade de plataforma de movimento e um segundo acelerômetro de gravidade montado na subunidade de plataforma de movimento, o segundo acelerômetro de gravidade montado ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade. O segundo acelerômetro de gravidade pode ser um acelerômetro de gravidade de dois eixos montado ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade.

O sistema de antena pode incluir um pedestal de três eixos para suportar uma antena em torno de três eixos, o pedestal incluindo uma unidade de base dimensionada e configurada para montagem na estrutura móvel, uma unidade de suporte vertical rotativamente montada na unidade de base em tomo de um primeiro eixo de azimute, uma unidade de armação de nível transversal montada pivotavelmente na unidade de suporte vertical em tomo do segundo eixo de nível transversal, e uma unidade de armação de elevação que suporta a antena de rastreamento e pivotavelmente montada na unidade de armação de nível transversal em tomo de um terceiro eixo de elevação, uma unidade de acionamento de três eixos que inclui um acionador de azimute para girar a unidade de suporte vertical em relação à unidade de base, um acionador de nível transversal para pivotar a unidade de armação de nível transversal em relação à unidade de suporte vertical, e um acionador de elevação para pivotar a unidade de armação de elevação em relação à unidade de armação de nível transversal, uma unidade de plataforma de movimento que inclui um recinto, afixada a e móvel com a unidade de armação de elevação, três sensores de taxa angular montados ortogonalmente dispostos dentro do recinto para sensorear movimento em tomo dos eixos X, Y, e Z predeterminados da unidade de armação de elevação, um primeiro acelerômetro de gravidade de dois eixos montado dentro do recinto e um segundo acelerômetro de gravidade montado dentro do recinto ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade, em que os primeiro e segundo acelerômetros de gravidade são configurados para determinar uma referência zero de gravidade real, e uma unidade de controle para determinar a posição real da unidade de armação de elevação com base no movimento sensoreado em tomos dos eixos X, Y, e Z predeterminados e a dita referência zero de gravidade real e controlar os acionadores de elevação, nível transversal e azimute para posicionar a unidade de annação de elevação em uma posição desejada.

Os eixos X, Y, e Z predeterminados podem ser ortogonais entre si. A unidade de annação de elevação pode ter uma faixa rotacional de pelo menos 90°. Os primeiro e segundo acelerômetros de gravidade podem ser precisos em até Io independentemente do ângulo da unidade de armação de elevação. Pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade podem ser acelerômetros de sistema microeletromecânico (MEMS). Pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade operativaniente conectados à unidade de controle com um arnês de cabo não trançado. Pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade podem ter um erro máximo de Io dentro de uma faixa de operação de -40° até + 125°. O segundo acelerômetro de gravidade pode ser um acelerômetro de 5 gravidade de dois eixos montado ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade.

O sistema de antena pode incluir ura pedestal de três eixos para suportar uma antena em tomo de três eixos, o pedestal incluindo uma unidade de base dimensionada e configurada para montagem na estrutura 10 móvel, uma unidade de suporte vertical rotativamente montada na unidade de base em torno de um primeiro eixo de azimute, uma unidade de armação de nível transversal montada pivotavelmente na unidade de suporte vertical em tomo do segundo eixo de nível transversal, e uma unidade de armação de elevação que suporta a antena de rastreamento e pivotavelmente montada na 15 unidade de armação de nível transversal em tomo de um terceiro eixo de elevação, uma unidade de acionamento de três eixos que inclui um acionador de azimute para girar a unidade de suporte vertical em relação à unidade de base, um acionador de nível transversal para pivotar a unidade de armação de nível transversal em relação à unidade de suporte vertical, e um acionador de 20 elevação para pivotar a unidade de armação de elevação em relação à unidade de armação de nível transversal, uma unidade de plataforma de movimento que inclui um recinto, afixada a e móvel com a unidade de armação de elevação, três sensores de taxa angular montados ortogonalmente dispostos dentro do recinto para sensorear movimento em tomo dos eixos X, Y, e Z 25 predeterminados da unidade de armação de elevação, um primeiro acelerômetro de gravidade de dois eixos montado dentro do recinto e um segundo acelerômetro de gravidade montado dentro do recinto ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade, em que os primeiro e segundo acelerômetros de gravidade são configurados para determinar uma referência zero de gravidade real, e uma unidade de controle para determinar a posição real da unidade de armação de elevação com base no movimento sensoreado em tomos dos ditos eixos X, Y, e Z predeterminados e a dita referência zero de gravidade real e controlar os acionadores de elevação, nível transversal e azimute para posicionar a unidade de armação de elevação em uma posição desejada.

O sistema de antena pode incluir eixos X, Y, e Z predeterminados que podem ser ortogonais entre si. O sistema de antena pode incluir a unidade de armação de elevação que pode ter uma faixa rotacional de pelo menos 90°. O sistema de antena pode incluir a os primeiro e segundo acelerômetros de gravidade que podem ser precisos em até 1° independentemente do ângulo da unidade de armação de elevação. Pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade podem ser acelerômetros de sistema microeletromecânico (MEMS). Pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade operativamente conectados à unidade de controle com um arnês de cabo não trançado. Pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade podem ter um erro máximo de Io dentro de uma faixa de operação de -40° até +125°. O sistema de antena pode incluir a o segundo acelerômetro de gravidade que pode ser um acelerômetro de gravidade de dois eixos montado ortogonal mente ao primeiro acelerômetro de gravidade.

Outro aspecto da presente invenção é direcionado a um sistema de antena de rastreamento que se estabiliza rotativamente adequado para montagem em uma estrutura móvel. O sistema de antena inclui um pedestal de três eixos que inclui um primeiro eixo de azimute, um segundo eixo de nível transversal, e um terceiro eixo de elevação, uma unidade de acionamento de três eixos para girar uma unidade de suporte vertical relativa a uma unidade de base em tomo do primeiro eixo de azimute, um acionador de nível transversal para pivotar uma unidade de armação de nível transversal relativa à unidade de suporte vertical em torno do segundo eixo de nível transversal, e um acionador de elevação para pivotar uma unidade de armação de elevação relativa à unidade de armação de nível transversal em tomo do terceiro eixo de elevação, uma antena primária afixada em relação à unidade de armação de nível transversal, uma antena secundária afixada em relação à unidade de armação de nível transversal, e uma unidade de controle para selecionar a operação de uma selecionada das antenas primária e secundária, determinando a posição real da unidade de annação de elevação com base no movimento sensoreado em tomo dos ditos eixos X, Y, e Z, e para controlar os acionadores de elevação, azimute e nível transversal para posicionar selecionada das antenas primária e secundária em uma posição desejada para rastrear um satélite de comunicações.

A antena secundária pode ter um declive de aproximadamente 70 a 85° com relação à antena primária. A antena secundária pode ter um declive de aproximadamente 105 a 120° com relação à antena primária.

A antena primária é uma antena descentrada. A antena primária possui um ângulo de visão que é de aproximadamente 5 a 20° abaixo da horizontal quando a armação de nível transversal é posicionada em 0° com relação à horizontal.

Uma das antenas primária e secundária pode incluir uma unidade de alimentação que inclui um polarizador remotamente ajustável. O polarizador remotamente ajustável pode incluir um corpo tubular que é girado por um motor elétrico disposto na unidade de alimentação. Ambas as antenas primária e secundária podem ser operativamente conectadas à unidade de controle através de um único cabo coaxial.

Os métodos e aparelhos da presente invenção possuem outras funcionalidades e vantagens que serão aparentes a partir dos ou são definidas em maior detalhe nos desenhos anexos, que são aqui incorporados, e a seguinte Descrição Detalhada da invenção, a qual junto serve para explicar certos princípios da presente invenção. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Figura 1 é uma vista de perspectiva de uma plataforma de nível conhecida de um pedestal de três eixos do tipo descrito na Patente dos US No. 5.419.521 de Matthews. Figura 2 é uma vista de perspectiva de uma antena de rastreamento exemplar tendo um pedestal de três eixos com unidade de plataforma de movimento de acordo com a presente invenção. Figura 3 é uma vista isométrica direita da antena de rastreamento da Figura 2 sem a redoma e a base de redoma. Figura 4 é uma vista isométrica esquerda da antena de rastreamento da Figura 2 sem a redoma e a base de redoma. Figura 5 é uma vista de perspectiva alargada de uma subunidade de plataforma de movimento da antena de rastreamento da Figura 2. Figura 6 é uma vista isométrica da subunidade de plataforma de movimento sendo instalada dentro de uma Unidade de Controle de Pedestal (PCU) da antena de rastreamento da Figura 2. Figura 7 é uma vista isométrica da subunidade de plataforma de movimento montada dentro de uma Unidade de Controle de Pedestal (PCU) da antena de rastreamento da Figura 2. Figura 8 é uma vista isométrica de outra antena de rastreamento exemplar similar a aquela mostrada na Figura 2. Figura 9 é uma vista de perspectiva de outra antena de rastreamento exemplar similar a aquela mostrada na Figura 2. Figura 10 é uma vista isométrica da subunidade de plataforma de movimento montada dentro de uma PCU da antena de rastreamento da Figura 9. Figura 11 é uma vista elevacional de outra antena de rastreamento exemplar similar a aquela mostrada na Figura 2 tendo uma configuração superposta. Figura 12 é uma vista elevacional da antena de rastreamento da Figura 11 mostrando as antenas posicionadas em uma primeira extensão de movimento. Figura 13 é uma vista elevacional da antena de rastreamento da Figura 11 mostrando as antenas posicionadas em uma segunda extensão de movimento. Figura 14 é uma vista elevacional de outra antena de rastreamento exemplar similar a aquela mostrada na Figura 11 tendo uma configuração superposta. Figura 15 é uma vista elevacional de outra antena de rastreamento exemplar similar a aquela mostrada na Figura 11 tendo uma configuração superposta. Figura 16 é uma vista elevacional da antena de rastreamento exemplar da Figura 15. Figura 17 é uma vista isométrica alargada de uma unidade de OMT exemplar da antena de rastreamento exemplar da Figura 15. Figura 18 é outra vista isométrica alargada da unidade de OMT exemplar da OMD da Figura 17. Figura 19 é uma vista isométrica alargada de uma unidade de antena secundária exemplar da antena de rastreamento exemplar da Figura 15. Figura 20 é uma vista elevacional de outra antena de rastreamento exemplar similar a aquela mostrada na Figura 11 tendo uma configuração superposta. Figura 21 é uma vista elevacional da antena de rastreamento exemplar da Figura 20 posicionada em uma segunda extensão de movimento. Figura 22 é uma vista elevacional da antena de rastreamento exemplar da Figura 20 posicionada em uma segunda extensão de movimento.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Referência agora será feita em detalhe a várias modalidades da presente invenção, exemplos dos quais são ilustrados nos desenhos anexos e descritos abaixo. Enquanto a invenção será descrita em conjunto com modalidades exemplares, será entendido que a presente invenção não tem por intenção limitai- a invenção a aquelas das modalidades exemplares. Pelo contrário, a invenção tem por intenção cobrir não apenas as modalidades exemplares, mas também várias alternativas, modificações, equivalentes e outras modalidades, que podem ser incluídas dentro do espírito e escopo da invenção como definida pelas reivindicações anexas.

Na foram mais simples da presente invenção inclui meios de acionamento, mancais e membros estruturais de suporte para posicionar vários membros estruturais pivotantes e rotativos que são configurados para alinhar uma antena de rastreamento em torno dos três eixos, um eixo de azimute, um eixo de nível transversal e um eixo de elevação. A estabilização de antena é alcançada pela ativação do meio de acionamento para cada respectivo eixo em resposta aos sinais de controle de estabilização externos. Em alguns aspectos, o pedestal da presente invenção é similar a aqueles divulgados pela Patente US No. 5.419.521 de Matthews, Publicação de Pedido de Patente US No. 2010/0149059 de Patel, todo o conteúdo de tal patente e publicação é aqui incorporado para todos os propósitos por esta referência, bem como aqueles usados na Sea Tel® 4009, Sea Tel® 5009 e Sea Tel® 6009, e outras antenas de comunicações de satélite vendidos por Sea Tel, Inc. de Concord, Califórnia.

Em geral, quando um navio não está em movimento, por exemplo, quando ela está no porto, o apontamento de antena em coordenadas de elevação e de trem é relativamente simples. Mas quando em curso, o navio rola e/ou arremessa então fazendo com que a antena aponte em uma direção indesejada. Desta forma, correções dos ângulos de apontamento de elevação e trem da antena são necessárias. Cada um dos novos comandos de apontamento necessita de solução de um problema de vetor tridimensional que envolve ângulos da proa, rolo, campo, guinada, trem e elevação do navio.

Um pedestal de acordo com a presente invenção provê meios de suporte para sensores de inclinação, acelerômetros, sensores de taxa angular, sensores de campo magnético da Terra, e outros instrumentos uteis para gerar sinais de controle de estabilização de pedestal.

Se voltando agora aos desenhos, em que componentes semelhantes são projetados por numerais de referência semelhantes através das várias Figuras, a atenção é direcionada à Figura 2 que mostra um sistema de antena de comunicações de satélite exemplares 30 de acordo com a presente invenção em geral inclui um pedestal de três eixos 32 que suporta uma antena 33 dentro de uma redoma protetora 35 (mostradas recortadas e transparentes para facilitar a observação) e uma base de redoma 37. O sistema de antena é adaptado para ser montado em um mastro ou outra porção adequada de uma embarcação tendo um terminal de comunicação de satélite. O terminal contém equipamentos de comunicações e de outra forma equipamento convencional para comandar a antena para apontar em direção ao satélite em elevação e coordenadas de azimute. Operando no pedestal em adição a aqueles comandos de apontamento de antena é um sistema de controle de estabilização do tipo servo o qual está integrado com o pedestal.

Com referência a Figura 3, o sistema de controle servo utiliza sensores, processadores de sinal eletrônicos e controladores de motor para automaticamente alinhar a antena em tomo de um eixo de azimute 39, um eixo de nível transversal 40 e um eixo de elevação 42 para ângulos de elevação e azimute apropriados para rastreamento preciso de um satélite ou outro dispositivo de comunicação.

O pedestal em geral inclui uma unidade de base 44, uma unidade de suporte vertical 46 rotativamente suportada na unidade de base em torno do eixo de azimute 39. Preferivelmente, a unidade de suporte vertical pode girar 360° com relação à unidade de base. Uma unidade de armação de nível transversal (ou montagem de nível de elevação) 47 é suportado pela unidade de suporte vertical tal que a antena pode pivotar em torno do eixo de 5 nível transversal 40. Preferivelmente, a unidade de armação de nível transversal pode pivotar pelo menos +/- 20 a 30° em relação à unidade de suporte vertical. E uma unidade de armação de elevação 49 é suportada pela unidade de armação de nível transversal tal que a antena 33 pode pivotar em tomo do eixo de elevação 42 em uma maneira diferente da convencional. 10 Preferivelmente, a unidade de armação de elevação pode pivotar pelo menos 90°, e mais preferivelmente pelo menos 120° (por exemplo, 90° apontando + 2 x na faixa de rolagem) em relação à unidade de armação de nível transversal.

Uma unidade de acionamento de três eixos é provida que inclui um acionador de azimute 51 para girar a unidade de suporte vertical em 15 relação à unidade de base, um acionador de nível transversal 53 para pivotar a unidade de armação de nível transversal em relação à unidade de suporte vertical, e um acionador de elevação 54 para pivotar a unidade de armação de elevação em relação à unidade de armação de nível transversal. Alguém ira perceber que cada um dos acionadores pode ser um motor elétrico ou outros 20 meios de acionamento adequados configurados para impelir movimento rotacional ou pivotante em seus componentes respectivos de uma maneira diferente da maneira configuração. Alguém deve perceber que a ordem dos três eixos pode ser alterada sem afetar o escopo desta invenção. Por exemplo, a ordem pode ser de azimute, elevação e então nível transversal. O resultado 25 final será o mesmo ângulo de apontamento. Plataforma de Movimento

Em contraste a sistemas anteriores, o sistema de antena de rastreamento 30 inclui uma unidade de plataforma de movimento 56 que inclui um recinto 58 afixada a e móvel com relação à unidade de armação de elevação 49.

Com referência a Figura 5, a unidade de plataforma de movimento inclui três sensores de taxa angular montados ortogonalmente 60, 60’ e 60” dispostos dentro do recinto para sensorear movimento em tomo dos 5 eixos X, YeZ ortogonais da unidade de armação de elevação. Na modalidade ilustrada, os sensores são sensores de taxa angular CRS03 providos por Silicon Sensing Systems Limited of Hyogo, Japão. Alguém ira perceber, no entanto, que outros sensores adequados podem ser utilizados.

Em várias modalidades, os sensores de taxa são dispostos em 10 proximidade entre si em uma subunidade de plataforma de movimento 61. Como mostrado na Figura 5, a subunidade de plataforma de movimento pode tomar a forma de placas de circuito ortogonalmente dispostas ortogonalmente presas entre si por uma braçadeira de unidade 63. Tal arranjo facilita a fabricação e a unidade já que ele permite os circuitos de sensor de serem pré- 15 montados e simultaneamente instalados dentro do recinto, como mostrado na Figura 6. Alguém irá perceber, no entanto, que os sensores também podem ser indiretamente montados na subunidade de plataforma de movimento ou em outro lugar dentro do recinto.

Continuando com a referência a Figura 5, um acelerômetro de 20 gravidade de três eixos também é montado na subunidade de plataforma de movimento 61 dentro do recinto 58. O acelerômetro de gravidade de três eixos está na forma de primeiro e segundo acelerômetros de gravidade 65, 65’ também são montados na subunidade de plataforma de movimento 61 dentro do recinto 58. Na modalidade ilustrada, os acelerômetros de gravidade são 25 acelerômetros ADIS16209 providos por Analog Devices of Norwood, Massachusetts. Alguém irá perceber, no entanto, que o outro acelerômetro de sistema microeletromecânico (MEMS) e/ou outros acelerômetros adequados podem ser utilizados, preferivelmente alguns que satisfazem vários parâmetros operacionais desejados discutidos em maior detalhe abaixo.

Em várias modalidades, um acelerômetro de eixo duplo 65 é montado em uma placa de circuito de base enquanto o segundo acelerômetro de eixo duplo 65’ é montado em uma placa de circuito de parede traseira, no entanto alguém irá perceber que o segundo acelerômetro de gravidade pode 5 ser de outra forma montado na placa de circuito de parede lateral ilustrada. A montagem dos acelerômetros de gravidade diretamente na placa de circuito facilita a unidade e reduz o número de conexões elétricas necessárias, no entanto, alguém irá perceber que os acelerômetros de gravidade também podem ser indiretamente montados na subunidade de plataforma de movimento. Além disso, a montagem dos acelerômetros de gravidade na unidade de plataforma de movimento dentro da Unidade de Controle oculta a necessidade de um arnês de fiação blindado e trançado pois os acelerômetros de gravidade são operáveis conectados ao circuito de controle dentro do recinto e sem exposição ao ambiente externo rigoroso. Para este fim, alguém irá perceber que os acelerômetros de gravidade podem ser localizados em outro lugar dentro da unidade de plataforma de movimento ou do recinto de unidade de Controle. Por exemplo, como mostrado na Figura 10, um acelerômetro de gravidade 65b pode estar localizado na subunidade de plataforma de movimento 61b enquanto outro acelerômetro de gravidade 65b’ pode ser montado em uma parede do recinto 58b.

Na modalidade ilustrada, ambos os acelerômetros de gravidade 65, 65’ são acelerômetros de dois eixos, o primeiro sendo disposto ao longo dos eixos X e Y, e o segundo sendo disposto ao longo dos eixos X e Z. enquanto tal configuração cria alguma redundância, ela pode levar a 25 eficiências de fabricação pelo fato de que reduz o número de partes únicas necessárias de manter em inventário. Lndependentemente disto, um acelerômetro pode ser substituído com um dispositivo de eixo único, provido que o eixo único é arranjado ortogonal a ambos os eixos do outro dispositivo de dois eixos (por exemplo, o acelerômetro de dois eixos arranjado ao longo dos eixos X e Y enquanto o acelerômetro de eixo único é arranjado ao longo do eixo Z). Além disso, os acelerômetros podem ser substituídos com dispositivos de três eixos únicos, providos que cada eixo é arranjado mutuamente ortogonal aos outros dispositivos de eixo único (por exemplo, o 5 acelerômetro de dois eixos arranjado ao longo do eixos X e Y enquanto o acelerômetro de eixo único é arranjado ao longo do eixo Z).

Acelerômetros de gravidade de dois eixos são particularmente bem adequados para uso na presente invenção já que eles podem ser girados completamente em tomo e proveem precisão aceitável. Por exemplo, os 10 acelerômetros ADIS 16209 de dois eixos usados com a presente invenção são precisos dentro de Io independentemente do ângulo da unidade de armação de elevação, e mais preferivelmente menos do que 0,1°.

Além disso, os acelerômetros ADIS 16209 são particularmente adequados já que eles possuem um erro máximo menor do que Io dentro de 15 uma faixa de temperatura de operação, e no momento dentro de aproximadamente 0,2° dentro de uma faixa de temperatura de operação de 40°C a 125°C. os acelerômetros incorporam um microprocessador, capacidades de calibração, capacidades de sensoreamento de temperatura, capacidades de correção de temperatura, e outras capacidade de 20 processamento. Desta maneira, tais acelerômetros são particularmente bem adequados para uso de embarcações que passam por oceanos que operam em uma grande faixa de climas e temperaturas, em qualquer lugar do Equador até o Mar do Norte e além.

O sistema de antena de rastreamento da presente invenção 25 inclui adicionalmente uma unidade de controle de pedestal (PCU) 67 para determinar a posição real da unidade de armação de elevação com base em sinais emitidos dos sensores de taxa angular 60, 60’ e 60” e os aceleradores de gravidade 65, 65’.

Em contraste a dispositivos anteriores nos quais sensores de taxa giroscópios foram montados em uma estrutura de plataforma de nível (por exemplo, estrutura de plataforma de nível 20 na Figura 1), os sensores de taxa giroscópios foram sempre mantidos substancialmente alinhados com os três eixos estabilizados, designadamente eixos vertical, lateral e longitudinal. Tais projetos anteriores permitidos para laços de controle simples: um sensor de nível transversal exclusivamente acionou o eixo de nível transversal; um sensor de elevação acionou um eixo de elevação; e um sensor de azimute acionou o eixo de azimute. Na configuração de plataforma de movimento da presente invenção, sensores de taxa angular 60, 60’ e 60” se movem com a antena 33 e a unidade de armação de elevação 49 enquanto a antena gira entre 0o e 90°, e assim os sensores alteram sua relação com respeito aos eixos de azimute, nível transversal e elevação. Assim os sensores de taxa angular sensoreiam movimento em tomo dos eixos X, Y e Z ortogonais fixados com respeito à unidade de armação de elevação.

Para corrigir isto, acelerômetros de gravidade 65, 65’ sensoreiam uma referência zero de gravidade real (isto é, o vetor de gravidade da Terra). Em particular, acelerômetros de gravidade sensoreiam a aceleração da gravidade ao longo dos eixos X, Y, Z e, utilizando geometria analítica, a unidade de controle pode determinar a localização real dos eixos X, Y e Z relativas à referência zero, e usar matemática de rotação de coordenada convenciona] diferente, por exemplo, matrizes de transformação rotativa, para determinar a posição desejada dos eixos X, Y e Z e controlar acionadores de azimute, nível transversal e elevação 51, 53 e 54, respectivamente, para posicionar a unidade de armação de elevação em uma posição desejada.

Enquanto é preferido que os acelerômetros de gravidade sejam arranjados ao longo do eixo X, Y e Z, alguém irá perceber que os acelerômetros podem ser posicionados em outras orientações conhecidas entre si. Por exemplo, se um ou mais eixos são não ortogonais aos outros, provido que pelo menos três eixos são não paralelos entre si, e suas orientações são conhecidas com relação um ao outro, a unidade de controle pode ser modificada para levar em conta as orientações alternativas dos eixos, por exemplo, modificando as matrizes de transformação rotativas para levar em conta ângulos oblíquos.

Sistemas de antena de rastreamento de acordo com vários aspectos da presente invenção para prover um aparelho de pedestal de antena de rastreamento de satélite marítimo melhorado que provê apontamento preciso, é confiável em operação, é de manutenção fácil, não complicado e econômico de fabricar.

Em outras modalidades exemplares da presente invenção, sistemas de antena de rastreamento 30a e 30b são similares ao sistema de antena de rastreamento 30 descrito acima inclui diferentes pedestais 32a e 32b como mostrado na Figura 8 e Figura 9, respectivamente. Em particular, unidades de plataforma de movimento 56a e 56b são afixadas em unidades de armação de elevação 49a e 49b, e assim se mover com a antena 33a e 33b, respectivamente. Numerais de referência semelhantes foram usados para descrever componentes semelhantes destes sistemas. Em operação e uso, sistemas de antena de rastreamento 30a e 30b são usados substancialmente da mesma maneira que no sistema de antena de rastreamento 30 discutido acima. Modo superposto

Em várias modalidades da presente invenção, a unidade de antena pode ser provida com múltiplas antenas em um único pedestal de três eixos para prover funcionalidade adicional dentro de uma impressão específica. Para os propósitos da presente invenção, “modo superposto” se refere a tal configuração de pedestal de antena única/dupla, junto com todas as outras conotações e denotações usuais do termo.

Com referência a Figura 11, a unidade de antena 30c possui um pedestal de três eixos 32c que é, em muitos aspectos, similar a aquele do sistema de antena estabilizado marinho de três eixos Sea Tel® 6009 mas tendo uma antena secundária 33c’ montada no mesmo pedestal. No exemplo ilustrado, a antena primária possui um refletor primário 71 que é compatível com satélites de banda C, enquanto a antena secundária possui um refletor 71 ’ que é compatível com satélites de banda Ku. Alguém irá perceber que várias configurações podem ser usadas. A antena primária pode ser compatível com uma ou mais bandas que incluem, mas não limitadas a, banda C, banda X, banda Ku, banda K e banda Ka, enquanto a antena secundária é compatível com uma ou mais das outras bandas. Em várias modalidades, a antena primária maior é preferivelmente compatível com transmissões de banda C, e a antena secundária menor é preferivelmente compatível com transmissões de banda Ka e banda Ku.

Como mostrado na Figura 11, na Figura 12 e na Figura 13, a antena secundária 33c’ é montada para movimento junto com a antena primária 33c. Em particular, o refletor 71’ da antena secundária é afixada relativa ao refletor 7’ da antena primária. Na modalidade ilustrada, o refletor secundário é montado em uma unidade de armação de nível transversal 47c junto com o refletor primário, mas deslocado em aproximadamente 90°. Na Figura 11, o refletor primário é mostrado em 45° com respeito à horizontal, enquanto o refletor secundário é mostrado a 135°. Na Figura 12, o refletor primário é mostrado em sua extensão inferior de -15°, enquanto o secundário está a 75°. E na Figura 13, o primário é mostrado em sua maior extensão elevacional de 115o, enquanto o primário está a 205°. Na modalidade ilustrada, a faixa elevacional de trabalho da antena primária é aproximadamente -15° a 115° (25° após o zénite) o que acomoda movimentos do navio de campo de até +/- 20° e +/- 10°, assumindo comunicações preferidas com satélites são de aproximadamente 5o acima do horizonte a zénite. Isto permite uma taxa elevacional de trabalho da antena secundária de aproximadamente -10 a +100°. Alguém irá perceber, no entanto, que a faixa atual de movimento pode variar.

A unidade de antena superposta descrita acima é particularmente bem adequada para comunicações VSAT. Alguém irá perceber que as unidades de antena superpostas são bem adequadas para outras aplicações tais como Tx/Rx, TVRO (TV apenas de recepção), INTELSAT (International Telecommunications Satellite Organization) e DSCS (Defense Satellite Communications System). Por exemplo, a unidade de antena mostrada na Figura 14 é particularmente bem adequada para aplicações TVRO, enquanto a unidade de antena mostrada na Figura 15 é particularmente bem adequada para aplicações que são aplicações complacentes INTELSAT e DSCS.

Se voltando novamente a Figura 16, alguém irá perceber que as antenas primária e secundária não precisam ser precisamente ortogonais entre si, e podem ao invés disso ser orientadas em vários ângulos com respeito uma ao outra. Na modalidade ilustrada, a antena, primária 33e e a unidade de armação de elevação 49e estão aproximadamente nivelada com a horizontal, a antena primária, no entanto, é uma antena descentrada na qual o ângulo de “observação” θL é aproximadamente -17°, que está aproximadamente 17° abaixo do horizonte H°. neste caso, a antena secundário é aproximadamente 197° além do zénite. Nesta modalidade, a antena primária estão posicionadas aproximadamente de 87 a 88° com relação um ao outro. No entanto, alguém irá perceber que o declive da antena secundária em relação à antena primária pode variar, por exemplo, 90° ou mais, ou 80° ou menos. Preferivelmente, o declive está na faixa de aproximadamente 70 a 120°, mais preferivelmente na faixa de aproximadamente 85 a 105°.

Nas várias modalidades, tais como na Figura 11, a antena secundária menor é declinada mais do que 90° com relação à antena primária para prover espaço suficiente para ficar dentro da redoma. A quantidade real de declive pode variar dependendo da configuração global da unidade de antena, com um propósito primário sendo o uso de outra forma de espaço não usado para a antena secundária localizada atrás da antena primária.

Preferivelmente, a unidade de antena superposta é remotamente comutável. Para este fim, a unidade pode ser provida com hardware e software que é configurado para remotamente e prontamente comutar bandas e/ou polarizações.

Por exemplo, a unidade de antena pode incluir não apenas capacidades de outra fonna conhecidas para comutação entre bandas duplas em um refletor, mas podem também, ou ao invés, incluir capacidades para comutação entre bandas diferentes em refletores diferentes. Por exemplo, na modalidade ilustrada na Figura 11, a unidade de antena pode ser configurada para comutar entre banda C e banda X no maior refletor primário 71, e ser descoberto para comutar entre as bandas do refletor primário e a banda Ku no refletor secundário menor.

A unidade de antena também pode prover um eletronicamente comutável para acomodar polarizações circular e linear no mesmo refletor sem ter que alterar manualmente a alimentação. Por exemplo, a Figura 17 e a Figura 18 representam uma alimentação de polarização remotamente ajustável 73, na qual um motor 74 aciona um polarizador 76 para variar o sinal recebido pelo transdutor de ortomodo (OMT) 78. Na modalidade ilustrada, o polarizador é em geral um comprimento de tubo dentro do qual está uma placa de quarto de onda ou placa de quarto de comprimento de onda. A placa de quarto de comprimento de onda altera um sinal linearmente polarizado para um sinal polarizado circular antes dele ser recebido pelo OMT. A rotação do tubo polarizador para 45° no sentido anti-horário (ccw) ou 45° no sentido horário (cw) determina se os componentes horizontal ou vertical da onda de sinal são convertidos para mão direita ou mão esquerda.

De acordo com a presente invenção, o motor 74 é remotamente operável para girar o tubo polarizador 76 e o quarto de placa no mesmo. Tal operação remota evita a presente necessidade de escalar a unidade de antena, acessar a unidade com a redoma, desmontar a alimentação e o tubo polarizador, girar o polarizador, remontar, etc. O controle remoto da presente invenção reduz o trabalho de algumas horas convencional de ajuste manual do polarizador para um processo que pode ser alcançado dentro de minutos, ou menos.

Preferivelmente, o hardware e o software das presentes unidades de antena são configurados para reduzir a calibragem de múltiplas antenas. Em geral, um cabo coaxial é necessário para cada antena. No entanto, a presente invenção pennite reduzir o número de cabos coaxiais para um único cabo coaxial 80 mudando a S equência para transmitir, receber, canal de controle Ethernet e relógio de referência 10 MHz TX todos em um único cabo coaxial.

A unidade de controle pode ser provida com comutadores de bordo de retransmissão para controlar dois conjuntos de sinais de controle da unidade de controle para as antenas primária e secundária. Por exemplo, um banco de retransmissões pode ser configurado para comutação projetada entre conectores de pino convencionais 25 e conectores de pino 10 de maneira à seletivamente rotear comunicações entre a unidade de controle e a desejada das antenas primária e secundária.

De acordo com a presente invenção, quando múltiplas antenas são usadas em uma configuração superposta, a unidade de controle 67 é integrada com vários algoritmos e programações para alcançar a busca, trilha, alvo e estabilização. Um propósito primário do pedestal de antena superposta é comunicar através de dois refletores separados no mesmo pedestal. Tipicamente, estes refletores devem ser sintonizados e equipados com diferentes equipamentos de transmissão e recepção para diferentes segmentos de frequência de rádio.

Por exemplo, um refletor de frequência de rádio de banda C e um refletor de frequência de rádio de banda Ku. Como a banda Ku necessita de um refletor muito menor, é possível usar o espaço vazio no recinto de redoma no lado de trás do refletor de banda C para montar o refletor Ku. Fazendo isto, o mesmo equipamento mecânico pode ser usado para apontar ambos os refletores. No entanto, o sistema de controle para precisamente apontar cada refletor em direção a seu alvo desejado deve ser ajustado.

Uma diferença entre o sistema de controle de apontamento tradicional e o sistema de antena dupla da presente invenção é saber qual antena está atualmente sendo usada para comunicar e como acionar o pedestal em uma direção ou outra ou outra irá influenciar o ângulo de ponto do refletor de operação.

No caso descrito acima, os refletores C e Ku possuem ângulos de apontamento diferentes. Por exemplo, e como discutido acima, o pedestal de três eixos em geral se move em tomo de um eixo de azimute 39, um eixo de elevação 42, e um eixo de nível transversal 40. Quando um pedestal é equipado com múltiplos refletores, existem várias implicações a serem consideradas. Um aumento no sentido horário em azimute (isto é, rotação em tomo do eixo de azimute) é um aumento no sentido horário em ambos os refletores. No entanto, como os refletores em geral apontam em direção a horizontes opostos, um aumento na elevação (isto é, rotação em tomo do eixo de elevação) no refletor primário (por exemplo, 71, 71 d, 71e) é uma diminuição na elevação de apontamento no refletor secundário (por exemplo, 71’, 71d’ e 71e’), e vice versa. Ainda, um aumento no sentido horário no nível transversal (isto é, rotação em tomo do eixo de nível transversal) no refletor primário é um movimento no sentido anti-horário no refletor secundário, desta maneira, movimento em azimute é deslocado por 180°, movimento em elevação é invertido, e movimento em nível transversal é revertido.

De acordo com a presente invenção, o software da unidade de controle é especificamente configurado para compensar os vários fatores, tais como aparas para alinhamentos mecânicos, deslocamento de ângulo de polaridade, escala e tipo, rastreamento e tipo de sistema.

Em várias modalidades, o sistema de controle é configurado com apara de azimute e apara de elevação para auxiliar a compensar variações mecânicas de pedestal para pedestal. Alguém irá perceber que, devido a vários processos de fabricação e apesar de tolerâncias de fabricação, irão existir certas variâncias dimensionais de pedestal para pedestal. Em adição, vários refletores configurados para bandas diferentes terão dimensões e estrutura variantes. Desta maneira, o sistema de controle pode ser provido com ajustes de apara ajustáveis para compensar tais variações.

Em várias modalidades, o sistema de controle acomoda Tipo, Escala e Deslocamento de Polang (ângulo de polaridade). Deslocamento Polang é similar às aparas de azimute e elevação acima e funciona para alinhar o Angulo de Polaridade alimentado para cada antena para um deslocamento nominal. A Escala de Polang irá variar a quantidade de acionamento de motor que é usado para mover a alimentação. O Tipo de Polang também irá mudar de antena para antena já que este parâmetro é usado para armazenar informação sobre o motor e a resposta usados.

Nas várias modalidades, o sistema de controle acomoda processos de rastreamentos variáveis que incluem escaneamento de antena e tamanho de degrau. Estes parâmetros são usados para aumentar ou diminuir a quantidade correspondente de movimento quando enquanto a antena esta rastreando um satélite, isto é, tentando encontrar o ângulo de apontamento mais forte o qual pode ser usado para receber e transmitir sinais. Estes valores usualmente mudam dependendo do tamanho do refletor e do espectro de frequência o qual está atualmente sendo rastreado. Quando uma antena secundária menor é usada para receber um espectro de frequência diferente, este parâmetro terá que mudar.

Nas várias modalidades, o sistema de controle acomoda tipos de sistemas. Este parâmetro é usado para armazenar muitos ajustes diferentes que podem mudar quando uma antena diferente é usada para transmitir e/ou receber sinal. Um exemplo é polaridade de sinal de bloqueio e trava de modem. Se dois modems separados são usados para as duas antenas separadas, a polaridade dos modems pode ser diferente de antena para antena.

A mesma lógica pode ser usada para sinalizar um bloqueio para o modem. Outro exemplo é trava de modem externa. Isto pode ser usado para indicar que uma fonte externa está recebendo o sinal correto. Como modems separados podem ser suados para cada antena, isto também pode mudar de antena para antena. Mais um exemplo é voltagem de LNB (conversor descendente de bloqueio de ruído baixo). Como as duas antenas irão provavelmente utilizar dois LNBs diferentes, podem haver dois métodos diferentes de usar estes LNBs.

Desta maneira, o sistema de controle 67 será provido com um ou mais conjuntos annazenados de parâmetros os quais levam em conta as 15 variações entre as antenas primária e secundária. Estes conjuntos annazenados de parâmetros podem estar na forma de tabelas de observação ou outra informação armazenada adequada.

Em muitos aspectos várias funcionalidades modificadas das várias Figuras lembram aquelas das funcionalidades precedentes e os mesmos 20 numerais de referência seguidos de subscritos “a”, “b”, “c”, “d” e “e” designam partes correspondentes.

As descrições anteriores das modalidades exemplares específicas da presente invenção foram apresentadas para propósitos de ilustração e descrição. Eles não tem por intenção ser exaustiva ou limitar a 25 invenção às formas precisas divulgadas, e obviamente muitas modificações e variações são possíveis em luz dos ensinamentos acima, as modalidades exemplares foram escolhidas e descritas de maneira a explicar certos princípios da invenção e sua aplicação prática, para desta forma permitir que outros peritos na técnica façam e utilizem várias modalidades da presente invenção, bem como várias alternativas e modificações da mesma, tem-se por intenção que o escopo da invenção seja definido pelas Reivindicações anexas aqui e seus equivalentes. Também se tem por intenção que os termos “compreendendo”, “incluindo” e “tendo” são terminologia aberta, permitindo 5 a inclusão de outros componentes em adição a aqueles recitados.

Claims (19)

1. Sistema de antena de rastreamento que se estabiliza rotativamente adequado para montagem em uma estrutura móvel, caracterizado pelo fato de que compreende: um pedestal de três eixos (32) para suportar uma antena (33) em torno de um eixo de azimute (39), um eixo de nível transversal (40), e um eixo de elevação (42); uma unidade de acionamento de três eixos incluindo um acionador de azimute (51) para girar uma unidade de suporte vertical (46) relativa a uma unidade de base (44) em torno do eixo de azimute, um acionador de nível transversal (53) para pivotar uma unidade de armação de nível transversal (47) relativa à unidade de suporte vertical em torno do eixo de nível transversal, e um acionador de elevação (54) para pivotar uma unidade de armação de elevação (49) e a antena relativa à unidade de armação de nível transversal em torno do eixo de elevação (42); uma unidade de plataforma de movimento (56) afixada a e móvel com a unidade de armação de elevação, três sensores de taxa angular ortogonalmente montados (60, 60’, 60’’) dispostos na unidade de plataforma de movimento para sensorear movimento em torno dos eixos X, Y, e Z predeterminados da unidade de armação de elevação, um acelerômetro de gravidade de três eixos montado na unidade de plataforma de movimento e configurado para determinar uma vetor de gravidade da Terra; e uma unidade de controle (67) para determinar a posição real da unidade de armação de elevação com base no movimento sensoreado em torno dos ditos eixos X, Y e Z predeterminados e o dito vetor de gravidade da Terra, e para controlar os acionadores de elevação, azimute e nível transversal para posicionar a unidade de armação de elevação em uma posição desejada.

2. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os eixos X, Y e Z predeterminados são ortogonais entre si.

3. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acelerômetro de gravidade de três eixos inclui um primeiro acelerômetro de gravidade de dois eixos (65) montado na unidade de plataforma de movimento e um segundo acelerômetro de gravidade (65’) montado na unidade de plataforma de movimento, o segundo acelerômetro de gravidade montado ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade.

4. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o segundo acelerômetro de gravidade é um acelerômetro de gravidade de dois eixos montado ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade.

5. Sistema de antena de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a unidade de plataforma de movimento ainda compreende: um recinto (58), afixado a e móvel com a unidade de armação de elevação, e uma subunidade de plataforma de movimento (61) dentro do recinto, em que os três sensores de taxa angular montados ortogonalmente são dispostos na subunidade de plataforma de movimento para sensorear movimento em torno dos eixos X, Y, e Z predeterminados da unidade de armação de elevação, e em que o acelerômetro de gravidade de três eixos é montado na subunidade de plataforma de movimento e configurado para determinar o vetor de gravidade da Terra.

6. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que: o pedestal inclui uma unidade de base (44) dimensionada e configurada para montagem na estrutura móvel, uma unidade de suporte vertical (46) rotativamente montada na unidade de base em torno do eixo de azimute, a unidade de armação de nível transversal montada pivotavelmente na unidade de suporte vertical em torno do eixo de nível transversal, e a unidade de armação de elevação que suporta a antena de rastreamento e pivotavelmente montada na unidade de armação de nível transversal em torno do eixo de elevação; a unidade de acionamento de três eixos inclui o acionador de azimute para girar a unidade de suporte vertical em relação à unidade de base, o acionador de nível transversal (53) para pivotar a unidade de armação de nível transversal em relação à unidade de suporte vertical, e o acionador de elevação (54) para pivotar a unidade de armação de elevação em relação à unidade de armação de nível transversal; e a unidade de plataforma de movimento inclui um recinto (58) afixado a e móvel com a unidade de armação de elevação, os três sensores de taxa angular montados ortogonalmente sendo dispostos dentro do recinto, um primeiro acelerômetro de gravidade de dois eixos (65) montado dentro do recinto, e um segundo acelerômetro de gravidade (65’) sendo montado dentro do recinto ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade, em que os primeiro e segundo acelerômetros de gravidade são configurados para determinar o vetor de gravidade da Terra.

7. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a unidade de armação de elevação possui uma faixa rotacional de pelo menos 90°.

8. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro e segundo acelerômetros de gravidade são precisos em até 1° independentemente do ângulo da unidade de armação de elevação.

9. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade é um acelerômetro de sistema microeletromecânico (MEMS).

10. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade é conectado operativamente à unidade de controle com um arnês de cabo não trançado.

11. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo acelerômetros de gravidade possui um erro máximo de 1° dentro de uma faixa de temperatura de operação de -40°C a +125°C.

12. Sistema de antena de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 11, caracterizado pelo fato de que o pedestal inclui uma unidade de base dimensionada e configurada para montagem na estrutura móvel, uma unidade de suporte vertical rotativamente montada na unidade de base em torno do primeiro eixo de azimute, uma unidade de armação de nível transversal montada pivotavelmente na unidade de suporte vertical em torno do segundo eixo de nível transversal, e uma unidade de armação de elevação que suporta a antena de rastreamento e pivotavelmente montada na unidade de armação de nível transversal em torno do terceiro eixo de elevação; a unidade de acionamento de três eixos que inclui um acionador de azimute para girar a unidade de suporte vertical em relação à unidade de base, um acionador de nível transversal para pivotar a unidade de armação de nível transversal em relação à unidade de suporte vertical, e um acionador de elevação para pivotar a unidade de armação de elevação em relação à unidade de armação de nível transversal; o primeiro acelerômetro de gravidade de dois eixos é montado em uma subunidade de plataforma de movimento dentro do recinto, e o segundo acelerômetro de gravidade é montado na subunidade de plataforma de movimento ortogonalmente ao primeiro acelerômetro de gravidade.

13. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma antena primária (33c) afixada em relação à unidade de armação de nível; e uma antena secundária (33c’) afixada em relação à unidade de armação de nível; em que a unidade de controle seleciona a operação de uma selecionada das antenas primária e secundária, determinando a posição real da unidade de armação de elevação com base no movimento sensoreado em torno dos ditos eixos X, Y, e Z, e para controlar os acionadores de elevação, azimute e nível transversal para posicionar a selecionada das antenas primária e secundária em uma posição desejada para rastrear um satélite de comunicações.

14. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a antena secundária possui um declive de aproximadamente 70° a 85° ou 105° a 120° em relação à antena primária.

15. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a antena primária é uma antena descentrada.

16. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a antena primária possui um ângulo de visão que é de aproximadamente 5 a 20° abaixo da horizontal quando a armação de nível transversal é posicionada em 0° com relação à horizontal.

17. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que uma das antenas primária e secundária inclui uma unidade de alimentação (73) que inclui um polarizador remotamente ajustável (76).

18. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o polarizador remotamente ajustável inclui um corpo tubular que é girado por um motor elétrico (74) disposto na unidade de alimentação.

19. Sistema de antena de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ambas as antenas primária e secundária são operativamente conectadas à unidade de controle através de um único cabo coaxial (80).

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