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Die
Erfindung betrifft ein Antennensystem mit Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung für die Messung
einer Parallelverlagerung/Neigung eines Meßbereichs relativ zu einem
Referenz-Meßbereich
auf dem Gebiet der Präzisionsmeßtechnik, um
Ausrichtungsfehler zu korrigieren. Insbesondere betrifft die Erfindung
ein Antennensystem gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Beispielsweise
auf dem Gebiet der Radioastronomie gibt es seit einiger Zeit einen
Bedarf für
die Beobachtung von Radiowellen mit einer höheren Frequenz von einer Millimeterwelle
bis zu einer Submillimeterwelle. Wenn die Beobachtung der Radiowellen-Himmelssphäre bei hoher
Frequenz durchgeführt
wird, ist die höhere
Präzision
bei der Richtungsverfolgung der reflektierenden Spiegelfläche des
Teleskops und des Strahls erforderlich.
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Dagegen
wird eine größere Aperturgröße des Teleskops
erforderlich, um den Beobachtungswirkungsgrad zu steigern, und ferner
ist es erforderlich, sämtliche
Wetterbeobachtungen Tag und Nacht durchzuführen. Da die Aperturgröße zunimmt,
nimmt die Eigengewicht-Verformung des Teleskops zu, und im übrigen wird
die thermische Verformung aufgrund der Sonnenstrahlung oder die
Verformung durch Winddruck größer.
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Es
ist daher schwierig, die hohe Präzision der
Richtungsverfolgung zu erhalten. Um die Forderung nach einer derart
hohen Präzision
der Richtungsverfolgung zu befriedigen, wird eine Technologie zur
Messung/Korrektur des Ausrichtungsfehlers des reflektierenden Spiegels
des Teleskops in Echtzeit benötigt.
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6 ist
eine Konfigurationsansicht, die ein bekanntes Antennenwinkelerfassungsystem
zeigt, das beispielsweise in der nicht geprüften
JP-Patentanmeldung Nr. Hei 3-3402 bzw.
in
JP 03003402 AA angegeben
ist. In
6 ist
1 ein Hauptreflexionsspiegel,
2 ist
ein Antennensockel, und
3 ist ein AZ-Winkelsensor der Antenne,
der an dem Antennensockel
2 fest angebracht ist. Ferner
ist
4 ein EL-Winkelsensor der Antenne,
5 ist ein
EL-Winkelsensor vom gleichen Typ wie der EL-Winkelsensor
4 oder
eine Halterung, die nur ein Gehäuse
hat, das gleich dem von dem EL-Winkelsensor ist.
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Ferner
ist 6 ein Lichtstrahlerzeuger, und es sind zwei Lichtstrahlerzeuger 6 an
dem AZ-Winkelsensor 3 vorgesehen, und 7 ist ein
optischer AZ-Achsenpositionssensor, der an den EL-Winkelsensoren 4 bzw. 5 angebracht
ist. Der von dem Lichtstrahlerzeuger 6 abgegebene Lichtstrahl
wird auf den optischen AZ-Achsenpositionssensor 7 abgestrahlt.
Ferner ist 8 ein Lichtstrahlerzeuger, der an den EL-Winkelsensoren 4 bzw. 5 vorgesehen
ist, und 9 ist ein optischer EL-Achsenpositionssensor,
der an dem AZ-Winkelsensor 3 vorgesehen ist.
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Der
von dem Lichtstrahlerzeuger 8 abgegebene Lichtstrahl wird
auf den optischen EL-Achsenpositionssensor 9 abgestrahlt.
Der optische AZ-Achsenpositionssensor 7 und der optische
EL-Achsenpositionssensor 9 sind von einer zweigeteilten
Fotodiode gebildet und so angeordnet, daß sie die Strahlabweichung
nur in Richtung der Y-Achse erfassen.
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Als
nächstes
wird die Funktionsweise erläutert.
Wenn der Antennensockel 2 verformt wird, dann werden die
Verdrehverformung auf die Achse und eine Parallelverformung erzeugt.
Bei dem in 6 gezeigten System sind zwei
Gruppen der Lichtstrahlerzeuger 6 und der optischen AZ-Achsenpositionssensoren 7 für die AZ-Achse vorgesehen,
und zwei Gruppen der Lichtstrahlerzeuger 8 und der optischen EL-Achsenpositionssensoren 9 sind
für die
EL-Achse vorgesehen.
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Der
Verdrehbetrag in der AZ-Achse wird auf der Basis der Differenz zwischen
den Ausgangswerten der beiden Gruppen der optischen AZ-Achsenpositionssensoren 7 errechnet.
Ferner wird ein Verdrehbetrag in der EL-Achse auf der Basis der
Differenz zwischen einer Summe von Ausgangswerten von zwei Gruppen
der opti schen EL-Achsenpositionssensoren 9 und einer Summe
von Ausgangswerten von zwei Gruppen der optischen AZ-Achsenpositionssensoren 7 errechnet.
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Die
Richtung der wahren Antennenausrichtung wird errechnet durch Addition/Subtraktion
von entsprechenden Verdrehbeträgen
der Achsen, die auf diese Weise erfaßt werden, zu/von Winkelsignalen,
die von den EL-Winkelsensoren 4, 5 bzw. dem AZ-Winkelsensor 3 erfaßt werden.
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Da
das Antennenwinkelerfassungssystem beim Stand der Technik wie oben
beschrieben aufgebaut ist, müssen
die optischen Positionssensoren und die Lichtstrahlerzeuger an den
EL-Winkelsensoren und dem AZ-Winkelsensor angeordnet sein. Dabei
stellt sich das Problem, daß die
Anordnung dieser Einrichtungen die Antennenkonstruktion einschränkt. Ferner
sind die verwendeten Sensoren optische Positionssensoren, die den
Lichtstrahl erfassen.
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Daher
ergibt sich das weitere Problem, daß die Einschränkung besteht,
daß die
Markierung zur Anzeige der Verlagerung der Meßstelle von dem Hochleistungs-Lichtstrahlerzeuger
realisiert werden muß.
Außerdem
werden bei dem bekannten Antennenwinkelerfassungssystem die Ausgangswerte
der Winkelsensoren auf den jeweiligen Achsen auf der Basis der wahren
erfaßten
Ausrichtung korrigiert.
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In
diesem Fall kann insbesondere der Ausrichtungsfehler bei der hohen
Frequenz nicht korrigiert werden, indem nur die Ausgangswerte der
Winkelsensoren korrigiert werden, und somit besteht das weitere
Problem, daß die
hohe Präzision
bei der Antennenrichtungsverfolgung nicht erreicht werden kann.
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Ein
Antennensystem gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus der
JP 03 003 402 AA bekannt. Dort ist ein System
zum Erfassen der Neigung eines Parabolspiegels relativ zu dem Antennensockel
beschrieben. Zu diesem Zweck sind AZ- und EL-Winkelsensoren vorgesehen,
um die Größe der Verdrehung
des Parabolspiegels relativ zu dem Antennensockel einerseits um
die Azimutachse (AZ-Achse) und andererseits um die Elevationsachse
(EL-Achse) zu erfassen.
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Bei
dem herkömmlichen
Antennensystem geht es darum, mit Hilfe von berührungslos arbeitenden Winkelsensoren
den Azimut-Winkel und den Elevations-Winkel eines auf einem Antennensockel
verschwenkbar gehaltenen Parabolspiegels zu erfassen. Mit diesen
erfaßten
Winkeln kann dann anschließend
die Ausrichtung des Parabolspiegels berechnet werden. Dabei sind
optische Positionssensoren und Lichtstrahlerzeuger vorgesehen, die
derart angeordnet sind, daß über eine
Abweichung eines auf die optischen Positionssensoren auftreffenden Lichtstrahls
auf den Betrag einer Verdrehung um die AZ-Achse und auf einen Betrag
der Verdrehung um die EL-Achse rückgeschlossen
werden kann.
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Bei
dem herkömmlichen
Antennensystem tritt aber die Schwierigkeit auf, daß eine präzise Erfassung
der Antennenausrichtung kaum möglich
ist, weil die Richtung der tatsächlichen
Antennenausrichtung erst mit Hilfe der erfaßten Azimut-Winkel und Elevations-Winkel errechnet
wird. Damit ist aber keine wirkungsvolle Korrektur von Ausrichtungsfehlern möglich, weil
die AZ-Winkelsensoren und EL-Winkelsensoren lediglich dazu ausgelegt
sind, die Verdrehung des Parabolspiegels relativ zu dem Antennensockel
um die Azimutachse bzw. die Elevationsachse zu erfassen. Insbesondere
ist es nicht möglich,
eine parallele Verlagerung, beispielsweise des Parabolspiegels relativ
zu dem Antennensockel zu erfassen. Derartige Parallelverlagerungen
treten vor allem bei Windlasten auf und führen zu einem Antennenausrichtungsfehler,
der dort völlig
unberücksichtigt
bleibt.
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Aus
der
DE 40 41 723 A1 ist
ein System zum Bestimmen der Position eines Meßpunktes relativ zu einem Bezugspunkt
bekannt. Das bekannte System ist dahingehend ausgelegt, den Vortrieb
einer Bohrung zu steuern bzw. zu kontrollieren. Zu diesem Zweck
sind mindestens zwei Kameras und mindestens zwei Zielmarkierungen
vorgesehen, die jeweils in einer festen räumlichen Anordnung zu jeweils
einer der Kameras angeordnet sind und eine definierte geometrische
Struktur aufweisen. Andererseits sind die Kameras dort so angeordnet,
daß sich
jeweils zwei Kameras gegenseitig im Blickfeld befinden.
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Um
die Position eines Meßpunktes
relativ zu einem Bezugspunkt mit diesem herkömmlichen System zu bestimmen,
werden die von jeder Kamera aufgenommenen Bilder analysiert. Im
einzelnen wird ein Vektor berechnet, der den Meßpunkt mit dem Bezugspunkt
verbindet. Dies erfolgt analytisch aus der Verzerrung, die auftritt,
wenn die Zielmarkierung mit Kameras unterschiedlicher Ausrichtung
aufgenommen werden. Das herkömmliche
System ist allerdings nicht dazu ausgelegt, die Verdrehung zwischen zwei
Objekten zu bestimmen; vielmehr kann das herkömmliche System nur dazu dienen,
eine Bestimmung durchzuführen,
ob beispielsweise ein Bohrloch geradlinig verläuft. Die Problematik der Erfassung von
Fehlausrichtungen bei Antennen und die Korrektur dieser Fehlausrichtungen
ist dort nicht berücksichtigt.
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Die
DE 33 35 336 C2 betrifft
ein optisches Meßsystem
zum Ausrichten einer ersten Halterung gegenüber einer zweiten Halterung.
Dabei werden eine Detektoreinheit sowie ein Sender verwendet, die einander
gegenüberliegend
angeordnet sind und lediglich dazu dienen, einen Parallelversatz
zwischen der ersten Halterung und der zweiten Halterung zu erfassen.
Dieser Druckschrift lassen sich aber keinerlei Hinweise entnehmen,
an zwei verschiedenen Positionen die jeweils auftretenden Parallelversatzwerte zu
erfassen und daraus eine Verlagerung sowie eine Neigung zu ermitteln,
um dann wiederum ein Antennensystem entsprechend zu justieren.
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Die
nachveröffentlichte
Druckschrift
DE 102 06
162 A1 betrifft allgemein eine Anordnung und ein Verfahren
zum Ermitteln der relativen Ausrichtung zweier Körper. Die speziellen Belange
einer Ausrichtung eines Antennensystems sind dort nicht berücksichtigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antennensystem mit Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung
anzugeben, das in der Lage ist, eine Parallelverlagerung sowie eine
Neigung in geeigneter Weise zu messen sowie einen Antennenausrichtungsfehler
unter Verwendung der Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung
zu korrigieren.
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Die
Aufgabe wird mit einem Antennensystem gemäß dem Anspruch 1 in zufriedenstellender
Weise gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Antennensystems sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Antennensystem weist
folgendes auf:
einen Antennensockel zur Halterung einer Elevationsantriebsachse
einer Antenne;
erste Markierungen, um Positionen anzuzeigen;
erste
Bildsensoren zur Erfassung einer positionsmäßigen Verlagerung der ersten
Markierungen relativ zu den ersten Bildsensoren;
zweite Markierungen,
um Positionen anzuzeigen; und
zweite Bildsensoren zur Erfassung
einer positionsmäßigen Verlagerung
der zweiten Markierungen relativ zu den zweiten Bildsensoren.
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Das
erfindungsgemäße Antennensystem
ist dadurch gekennzeichnet, daß die
ersten Markierungen in einem rechten und einem linken Bereich eines oberen
Bereichs des Antennensockels und die ersten Bildsensoren in einem
rechten und einem linken Bereich eines unteren Bereichs des Antennensockels
jeweils einer ersten Markierung vertikal gegenüberliegend angeordnet sind;
daß die zweiten
Markierungen in einem rechten und einem linken Bereich des unteren
Bereichs des Antennensockels und die zweiten Bildsensoren in einem
rechten und einem linken Bereich des oberen Bereichs des Antennensockels
jeweils einer zweiten Markierung vertikal gegenüberliegend angeordnet sind;
daß die
ersten und zweiten Bildsensoren jeweils ausgelegt sind, die positionsmäßige Verlagerung
der vertikal gegenüberliegenden
ersten und zweiten Markierungen relativ zum Bildsensor in einer
zweidimensionalen Ebene zu erfassen.
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Das
Antennensystem weist ferner folgendes auf:
einen Positionsberechnungsbereich
zum Berechnen von Positionen der ersten und der zweiten Markierungen,
die von den ersten und den zweiten Bildsensoren aufgenommen werden;
einen
Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich zum Berechnen von Parallelverlagerungen
und Neigungen der rechten und linken Bereiche des oberen Bereichs
des Antennensockels auf der Basis der von dem Positionsberechnungsbereich
berechneten Positionen der ersten und zweiten Markierungen; und einen
Anzeigefehlerberechnungsbereich zum Berechnen eines Antennenanzeigefehlers
auf der Basis der von dem Verlagerungs-/Neigungs-Berech nungsbereich
berechneten Parallelverlagerungen und Neigungen der rechten und
linken Bereiche des oberen Bereichs des Antennensockels.
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In
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antennensystems
ist vorgesehen, daß dieses
einen Antennentreiberbereich zum Antreiben der Antenne auf einer
Azimutwinkel- oder Elevationswinkelachse auf der Basis des von dem
Anzeigefehlerberechnungsbereich berechneten Antennenanzeigefehlers aufweist,
um eine Richtung der Antennenausrichtung zu korrigieren.
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In
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antennensystems
ist vorgesehen, daß dieses
einen Teilreflektortreiberbereich zum Antreiben eines Teilreflektors
auf der Basis des von dem Anzeigefehlerberechnungsbereich berechneten
Antennenanzeigefehlers aufweist, um eine Richtung der Antennenausrichtung
zu korrigieren.
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In
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antennensystems
ist vorgesehen, daß dieses
ferner einen Antriebsbereich zum Antreiben eines mit Hochgeschwindigkeit
angetriebenen Spiegels auf der Basis des von dem Anzeigefehlerberechnungsbereich berechneten
Antennenanzeigefehlers aufweist, um eine Richtung der Antennenausrichtung
zu korrigieren.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Antennensystem
wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Durch
die spezielle Anordnung der ersten und der zweiten Markierungen
relativ zu den ersten und den zweiten Bildsensoren ist es möglich, parallele Verlagerungen
sowie Neigungen direkt zu erfassen und diese Werte dann zur Korrektur
der Ausrichtung des Antennensystems einzusetzen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Diese
zeigen in:
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1 eine
Konfigurationsansicht, die ein Beispiel einer Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Ansicht, die das Prinzip der Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt;
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3 eine
schematische Ansicht, die das Prinzip der Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt;
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4 eine
schematische Ansicht, die das Prinzip der Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt;
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5 eine
Konfigurationsansicht, die ein Beispiel eines Antennensystems gemäß einer
Ausführungsform
2 der Erfindung zeigt; und
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6 eine
Konfigurationsansicht, die ein bekanntes Antennenwinkel-Erfassungssystem
zeigt.
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Ausführungsform
1
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird nachstehend eine Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
1 der Erfindung beschrieben. 1 ist eine
Konfigurationsansicht, die ein Beispiel der Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 zeigt. In 1 bezeichnet 10 einen
Meßbereich,
dessen Verlagerung und Neigung gemessen werden, und 11 ist
ein Referenz-Meßbereich,
der als Meßreferenz
dient.
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12a und 12b sind
Laserzeiger, die als Markierungen dienen, 13a und 13b sind
zweidimensionale Bildsensoren, die Bilder der Laserzeiger 12a und 12b aufnehmen,
und 14a und 14b sind Bilddaten, die von dem Bildsensor 13a und
dem Bildsensor 13b ausgegeben werden. 15 ist ein
Positionsberechnungsbereich, der den Schwerpunkt des Laserstrahls
berechnet, der von den Laserzeigern 12a bzw. 12b abgegeben
wird.
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Die
Bilddaten 14a und 14b werden in Schwerpunktposition-Berechnungsschaltungen 15a bzw. 15b eingegeben,
und ihre Schwerpunkte werden berechnet. Ferner sind 16a und 16b Schwerpunktdaten
der Laserstrahlen, die von den Schwerpunktposition-Berechnungsschaltungen 15a und 15b berechnet
werden, und 17 ist ein Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich,
der die Verlagerung und die Neigung des Meßbereichs aus den Schwerpunktdaten 16a und 16b errechnet.
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Als
nächstes
wird das Prinzip der Messung von Verlagerung und Neigung erläutert. In 2 sind 18a und 18b Bilder
von den Bildsensoren 13a und 13b. 2 zeigt
den ursprünglich
eingestellten Zustand, 3 zeigt den Zustand, in dem
eine Parallelverlagerung ΔX
erzeugt ist, und 4 zeigt den Zustand, in dem
eine Rotation θy
erzeugt ist.
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Der
Bildsensor erfaßt
die positionsmäßige Verlagerung
des Laserstrahls in der zweidimensionalen Ebene. In diesem Fall
sind der Laserzeiger und der Bildsensor, die vertikal positioniert
sind, als ein Meßsystem
eingerichtet, und dann sind zwei Meßsysteme so angeordnet, daß jeweilige
Laserstrahlen in entgegengesetzte Richtungen abgestrahlt werden können.
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Wie 1 zeigt,
sind dabei ein Laserzeiger und ein Bildsensor in dem Referenz-Meßbereich
angeordnet, und ferner sind ein anderer Laserzeiger und ein anderer
Bildsensor in dem Meßbereich
angeordnet. Die Parallelverlagerung ΔX und die Neigung θ werden
separat auf der Basis der Meßergebnisse dieser
beiden Meßsysteme
errechnet.
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Wie 3 zeigt,
wird angenommen, daß die Positionen
der Laserstrahlen der Bilder 18a und 18b mit P1(X1,
Y1), P2(X2, Y2) vorgegeben sind; wenn der Meßbereich um ΔX in Richtung
der X-Achse verlagert ist, ist ΔX
gegeben durch ΔX = X1 = –X2 (1).
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Wenn
dagegen, wie 4 zeigt, der Meßbereich
um Δθy auf der
Y-Achse gedreht wird, wird bei einer Entfernung L zwischen dem Meßbereich 10 und dem
Referenz-Meßbereich 11 nur
der Wert X2 geändert
und ist gegeben durch tan(Δθy) = X2/L (2).
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Wenn
die Verlagerung ΔX
und die Rotation Δθ gleichzeitig
erzeugt werden, sind auf der Grundlage dieser Fakten ΔX
= X1 (3) tan(Δθy) = (X1
+ X2)/L (4)gegeben.
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Gemäß der Gleichung
(4) wird Δθy berechnet
als Δθy = tan–1((X1
+ X2)/L) (5).
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Somit
kann die Parallelverlagerung mittels Gleichung (3) und die Rotation
mittels Gleichung (5) berechnet werden.
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Wenn
in diesem Fall die von dem Laserzeiger 12a und dem Laserzeiger 12b abgegebenen
Laserstrahlen hinreichend schmal sind, können die von dem Bildsensor 13a und
dem Bildsensor 13b gemessenen Positionen der Laserstrahlen
durch Pixel auf dem Bildsensor 13a und dem Bildsensor 13b erkannt werden.
Dann können
die Pixelpositionen von der Schwerpunktposition-Berechnungsschaltung 15a und
der Schwerpunktposition-Berechnungsschaltung 15b ausgegeben
werden.
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Tatsächlich ist
jedoch der von dem Laserzeiger abgegebene Laserstrahl dicker als
die Pixelgröße des Bildsensors,
und daher wird der Laserstrahl auf eine Vielzahl von Pixeln des
Bildsensors abgestrahlt. In diesem Fall wird zum Zweck der Bestimmung,
auf welches Pixel des Bildsensors der Laserstrahl hauptsächlich abgestrahlt
wird, der Schwerpunkt erfaßt.
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Als
Möglichkeit
zum Erfassen des Schwerpunkts des Laserstrahls gibt es das Verfahren,
das den Punkt, an dem die Gesamtsumme der Produkte von Ausgangswerten
jeweiliger Pixel des Bildsensors und von Distanzen von der Mittelposition
zu 0 wird, als Schwerpunktposition (Schwerpunktpixel) bestimmt.
Wenn beispielsweise ein Ausgangssignal des Bildsensors mit 1 und
0 dargestellt wird, so wird die Schwerpunktposition des Laserstrahls
als flächenzentrierte
Position des Strahlungsbereichs des Laserstrahls gegeben.
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Ausführungsform
2
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Ein
Antennensystem gemäß einer
Ausführungsform
2 der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 ist
eine Konfigurationsansicht eines Beispiels des Antennensystems gemäß Ausführungsform
2 der Erfindung. In 5 ist 19 eine Elevationswinkelachse
bzw. EL-Achse der Antenne, und 20 ist ein Azimutwinkel bzw.
eine AZ-Achse der Antenne. Ferner sind 21a und 21b EL-Achsenlager,
die für
die Elevationswinkelachse 19 vorgesehen sind.
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Diese
EL-Achsenlager 21a und 21b stützen eine Antenne 1 so
ab, daß die
Antenne 1 auf der Elevationswinkelachse 19 des
Antennensockels 2 gedreht werden kann. Ferner ist 22 ein
AZ-Achsenlager, und dieses AZ-Achsenlager 22 stützt den
Antennensockel 2 drehbar auf der Azimutwinkelachse ab.
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Ferner
sind 23a und 23b Antennenstützbereiche, die unter den EL-Achsenlagern 21a und 21b angeordnet
und an oberen Bereichen des Antennensockels 2 positioniert
sind. Die oberen Bereiche 23a und 23b des Antennensockels 2 entsprechen
dem Meßbereich 10 bei
der Ausführungsform
1.
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Ferner
sind 24a und 24b Antennensockel-Montagebereiche,
die über
dem AZ-Achsenlager 22 und an unteren Bereichen des Antennensockels 2 positioniert
sind. Die unteren Bereiche 24a und 24b des Antennensockels 2 entsprechen
dem Referenz-Meßbereich 11 der
Ausführungsform
1. Ferner ist 25 ein Laserzeiger, der als Markierung dient,
und 26 ist ein zweidimensionaler Bildsensor, der das Bild
des Laserzeigers aufnimmt.
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Der
Laserzeiger 25 und der Bildsensor 26 sind an insgesamt
vier Stellen der oberen Bereiche 23a und 23b des
Antennensockels 2 und der unteren Bereiche 24a und 24b des
Antennensockels 2 vorgesehen. Eine Gruppe aus dem Laserzeiger 25 und dem
Bildsensor 26, auf den der Laserstrahl abgestrahlt wird,
ist vertikal als eine Gruppe vorgesehen, um die Strahlung des Laserstrahls
zuzuführen,
die in 5 durch eine gestrichelte Linie mit Pfeil angedeutet
ist.
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In 5 bezeichnet
ferner 27 die Bilddaten, die von vier Bildsensoren 26 geliefert
werden. 28 sind Verlagerungs- und Neigungsdaten der oberen
Bereiche 23a und 23b des Antennensockels 2,
die von dem Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich 17 berechnet
werden, und 29 ist ein Ausrichtungsfehlerberechnungsbereich,
der den Ausrichtungsfehler auf der Basis der Verlagerungs- und Neigungsdaten 28 berechnet.
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Ferner
ist 30 ein Antennentreiberbereich zum Treiben des Hauptreflektors 1 der
Antenne auf der Azimutwinkelachse und der Elevationswinkelachse
auf der Basis des Ausrichtungsfehlers, der von dem Ausrichtungsfehlerberechnungsbereich 29 berechnet
wird, 31 ist ein Hilfsreflektortreiberbereich zum Treiben
eines Hilfsreflektors auf der Basis des von dem Ausrichtungsfehlerberechnungsbereich 29 berechneten
Ausrichtungsfehlers.
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32 ist
ein Hochgeschwindigkeitstreiberbereich zum Treiben eines Spiegels,
dessen Richtung für
die Ausrichtung mit Hochgeschwindigkeit angetrieben bzw. eingestellt
werden kann, und zwar auf der Basis des von dem Anzeigefehlerberechnungsbereich 29 berechneten
Anzeigefehlers. In diesem Fall bezeichnen in 5 diejenigen
Bereiche, die die gleichen Bezugszeichen wie in 1 tragen,
die Bereiche, die mit den genannten Bereichen identisch oder dazu äquivalent
sind.
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Bei
der Ausführungsform
2 werden die unteren Bereiche 24a und 24b des
Antennensockels 2, an denen die Verformung klein ist, die
als Ursache für den
Anzeigefehler der Antenne wirkt, als Referenz-Meßbereich genutzt. Ferner werden
die oberen Bereiche 23a und 23b des Antennensockels 2 als Meßbereich
genutzt. Es ist zu bedenken, daß dann, wenn
die thermische Verformung des Gesamtantennensystems oder die windbedingte
Verformung auftritt, die Parallelverlagerung und die Neigung in
den oberen Bereichen 23a und 23b des Antennensockels 2 erzeugt
werden, so daß die
Ausrichtung der Antenne durch die Parallelverlagerung und die Neigung
geändert
wird.
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Der
Laserzeiger 25 und der Bildsensor 26 sind in diesen
Bereichen 23a und 23b bzw. 24a und 24b angeordnet.
Zwei Gruppen des Laserzeigers 25 und des Bildsensors 26 (der
obere und der untere Laserzeiger und der obere und der untere Bildsensor, die
durch eine gestrichelte Linie mit Pfeil in 5 miteinander
verbunden sind, werden als eine Gruppe verwendet) sind an der rechten
und der linken Seite des Antennensockels 2 vorgesehen,
d. h. insgesamt sind vier Gruppen davon vorgesehen.
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Wenn
die Laserzeiger 25 und die Bildsensoren 26 auf
diese Weise vorgesehen sind, können
die Parallelverlagerung und die Neigung des rechten und linken Meßbereichs
des Antennensockels 2, d. h. der oberen Bereiche 23a und 23b des
Antennensockels 2, jeweils berechnet werden. Wenn der obere
Bereich 23a und der untere Bereich 24a des Antennensockels 2 beispielsweise
speziell beobachtet werden, bildet diese Anordnung die in 1 gezeigte
Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung.
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Die
Einrichtungen und das Verfahren zum Berechnen der Parallelverlagerung
und der Neigung des Meßbereichs
mit dieser Meßvorrichtung
sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1. Wenn ferner der
obere Bereich 23b und der untere Bereich 24b des
Antennensockels 2 betrachtet werden, gilt das gleiche.
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Der
Anzeigefehlerberechnungsbereich 29 berechnet den Antennenanzeigefehler
auf der Basis der Parallelverlagerung und der Neigung, die an den oberen
Berei chen 23a und 23b des Antennensockels 2 gemessen/berechnet
werden. Es sei angenommen, daß ein
Neigungsbetrag auf der X-Achse (der Elevationswinkelachse), der
an den oberen Bereichen 23a und 23b des Antennensockels 2 gemessen/berechnet
wird, Δθxa bzw. ΔΘxb ist;
dann können
der Anzeigefehler θx
auf der EL-Achse und der Anzeigefehler θz auf der AZ-Achse mit den
nachstehenden Gleichungen berechnet werden. θx
= (Δθxa + ΔΘxb)/2 (6) θz
= (Δθxa – ΔΘxb)/2 (7)
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Der
Antennentreiberbereich 30 treibt die Antenne über eine
Rückkopplung
auf der Azimutwinkelachse und der Elevationswinkelachse auf der
Basis des auf diese Weise berechneten Anzeigefehlers an, um den
Anzeigefehler zu korrigieren. Was den Anzeigefehler betrifft, der
bei der hohen Frequenz geändert
wird, so treibt der Teilreflektorantriebsbereich 31 einen
Teilreflektor an, dessen Masse und Trägheitsmoment kleiner als die
Antenne 1 und der Antennensockel 2 sind, oder
der Antriebsbereich 32 für den mit Hochgeschwindigkeit
angetriebenen Spiegel treibt diese Spiegel mittels Rückkopplung
an, um den Anzeigefehler zu korrigieren.
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In
diesem Fall dient bei den Ausführungsformen
1 und 2 der Laserzeiger als Markierung für den Bildsensor. Da Markierungen,
wie etwa Dichtungen, unterschiedliche Farben haben, deren unterschiedliche
Abbildungen erkannt werden können,
können
sie als die Markierungen für
den Bildsensor verwendet werden, und die Vielseitigkeit kann gegenüber dem beim
Stand der Technik verwendeten Meßsystem erweitert werden.
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Bei
der Erfindung gemäß dem Aspekt
1 wird eine einfache Konstruktion verwendet, bei der die Markierung
und der Bildsensor in dem Meßbereich bzw.
dem Referenz-Meßbereich
einander gegenüberliegend
angeordnet sind. Dadurch können
die Einschränkungen
hinsichtlich der Anordnung dieser Meßeinrichtung verringert werden,
und die Parallelverlagerung und die Neigung können gemessen werden.
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Bei
der Erfindung gemäß dem Aspekt
2 sind die Markierung und der Bildsensor in dem oberen Bereich und
dem unteren Bereich des Antennensockels einander gegenüberliegend
angeordnet. Daher können
Einschränkungen
hinsichtlich der Anordnung dieser Meßeinrichtungen verringert werden,
und die Parallelverlagerung und Neigung des oberen Bereichs des
Antennensockels können
gemessen werden, und damit kann ein Antennenanzeigefehler mit höherer Präzision berechnet
werden.
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Bei
der Erfindung gemäß dem Aspekt
3 sind die Markierung und der Bildsensor in dem rechten und linken
Bereich des oberen Bereichs und dem rechten und linken Bereich des
unteren Bereichs des Antennensockels einander gegenüberliegend
angeordnet. Daher können
Einschränkungen
hinsichtlich der Anordnung dieser Meßeinrichtungen verringert werden,
und ein Antennenanzeigefehler kann berechnet werden.
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Bei
der in den Aspekten 4 bis 6 angegebenen Erfindung wird die Ausrichtung
der Antenne auf der Basis des Antennenanzeigefehlers korrigiert,
der durch Anordnen der Markierung und des Bildsensors in dem rechten
und linken Bereich des oberen Bereichs und dem rechten und linken
Bereich des unteren Bereichs des Antennensockels jeweils einander gegenüberliegend
berechnet wird. Dadurch kann eine hohe Präzision bei der Antennennachführung erreicht
werden.