DE1591375A1

DE1591375A1 - Satellitenverfolgungsanordnung

Info

Publication number: DE1591375A1
Application number: DE19671591375
Authority: DE
Inventors: Richards Clement John; Selby Ronald Paul
Original assignee: Plessey Co Ltd
Current assignee: Plessey Co Ltd
Priority date: 1966-07-29
Filing date: 1967-07-28
Publication date: 1970-09-10
Also published as: GB1194535A; US3546704A; FR1550143A

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz ~ Dr. Gertrud Hauser ^e00° ^M0"^el1·" ⁶⁰· 2 7. JuU 1967

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Dipl.-Ing. Gottfried Leiter

Patentanwälte ^ J" Q Λ O O C

Telegramme: Labyrinth Mönchen

Telefon! 83 15 10
Postscheckkonto: München 117078

Unser Zeichen; P 1915

THE PLESSEY COMPANY LIMITED

56 Vicarage Lane, Ilford, Essex / Großbritannien

Satellitenverfolgungsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf Satellitenverfolgungsanordnungen und insbesondere auf Anordnungen zum Verfolgen sogenannter synchroner Satelliten, das sind Satelliten, welche sich im wesentlichen längs äquatorialer Umlaufbahnen bewegen und bezüglich' der Erde anscheinend feststehen.

Zur Kursverfolgung von synchronen Satelliten kann eine parabolische Empfangsreflektorantenne vorgesehen werden, diein Azimut und Höhenwinkel verstellt werden kann, so daß die Brennachse des parabolischen Heflektors auf den Satelliten ausgerichtet werden kann, welcher sich an einer bestimmten

Stelle

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Stelle in einer äquatorialen Umlaufbahn befindet. Unter anderem infolge «te* der leichten Taumebewegung der Erde stehen synchrone Satelliten bezüglich der Erde nicht vollständig fest, sondern führen tatsächlich eine verhältnismäßig kleine Bewegung in Form der Ziffer Acht bezüglich der Erde während einer vollständigen Umdrehung der Erde um ihre Polachse aus. Es wird daher nötig, den Parabolreflektor in entsprechender Weise zu steuern, um die Verfolgung des Satelliten jederzeit aufrecht zu erhalten. Die Bewegung der Antenne im Azimut kann durch ein Drehgetriebe an der Basis der Reflektorantennenanordnung hervorgerufen werden, welches die Anordnung um 360 drehen kann, während die Höhenwinkelbewegung des Antennenreflektors über beispielsweise etwa 90 durch ein weiteres Antriebsgetriebe mit Quadranten-Getriebeeinrichtungen hervorgerufen, werden kann. Unabhängig von der tatsächlichen Größe des erforderlichen Dreh- und Antriebsgetriebes zur Erzeugung dieser Bewegungen muß das Getriebe im wesentlichen frei von jedem toten Gang oder Spiel sein, was wiederum die Verwendung von Präzisionsgetrieben erfordert, die den Nachteil haben, daß sie sehr teuer sind.

Die vorliegende Erfindung sucht allgemein eine Verfolgun^sanordnung für synchrone Satelliten zu schaffen, bei welcher eine Einrichtung zur Erzeugung oder Erleichtung einer groben

äquatorialen

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äquatorialen Bewegung eines Antennenreflektors vorgesehen ist, der beispielsweise in einer Kuppel angeordnet sein kann, in Verbindung¹ mit einer Einrichtung zur Festlegung des Reflektors gegen eine solche Bewegung, wenn die Brennachse des Reflektors den verfolgten Satelliten schneidet, sowie mit einer Einrichtung zur Bewegung des Reflektors in Azimut und Höhenwinkel über einen verhältnismäßig kleinen Winkel, welcher jedoch genügend weit ist, um eine Verfolgung des Satelliten durch den Reflektor über seine oben erläuterte Achterbewegung zu ermöglichen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Einrichtung zur Erleichterung einer groben äquatorialen Bewegung des Empfängerreflektors rollende Organe aufweisen, welche abgesenkt werden können, so daß d±e ganze Antennenanordnung auf den rollenden Organen getragen wird. Die Anordnung kann sodann um eine vertikale Achse beispielsweise von Hand gedreht werden, um eine äquatoriale Bewegung des Empfängerreflektors zu bewirken, so daß die grobe äquatoriale Lage des Reflektors für einen umlaufenden synchronen Satelliten erzielt wird. Wenn der Reflektor in dieser Lage angeordnet ist, können die rollenden Organe angehoben werden, so daß die ganze Anordnung auf den Fuß oder eine andere Basis, die mit der Erde in Verbindung steht, abgesenkt werden kann. Der Fuß oder die Basis der ganzen Anordnung kann sodann in irgendeiner zweckmäßigen Weise sicher

an

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an der Erde festgelegt werden.

Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung kann die grobe äquatoriale Bewegung des Reflektors durch schwenkbare Lagerung desselben erzielt werden, so daß er eine Schwenkbewegung um eine parallel zur Polachse der Erde verlaufende Achse ausführen kann. Diese grobe Bewegung kann vorteilhafterweise durch einen einfachen und verhältnismäßig billigen Antrieb hervorgerufen werden, welcher vorzugsweise die Form eines Motor-Kettenantriebs besitzt. Wenn einmal die richtige äquatoriale Lage erreicht ist, kann die Reflektorantenne gegen eine weitere Antriebsbewegung durch den Kettenantrieb beispielsweise durch Festlegen eines Reflektorzwischenträgers an einem starren Teil des Turms festgelegt werden. Dieses Festlegen kann durch geeignet geformte Festlegplatten bewirkt werden, welche durch Bolzen festgeklemmt werden, um den Zwischenträger beispielsweise an einem Betonklotz des Turms festzulegen. Es wird bemerkt, daß, da nur eine grobe Lageeinstellung des Empfängerreflektors vom Kettenantrieb bewirkt werden muß, bevor die Lage des Trägers durch Betätigung der Festlegeinrichtung festgelegt wird, das Vorhandensein eines toten Ganges im Kettenantrieb nicht wesentlich ist.

ISn eine begrenzte Azimut- und/oder Hcihenwinkelbewegung der

Reflektorantenne

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Reflektorantenne (beispielsweise, eine Bewegung von 15 in jeder Richtung) zu erzeugen, so daß die beschränkte Achterbewegung des synchronen Satelliten bei jeder Umdrehung der Erde um ihre Polachse berücksichtigt wird, sind vorzugsweise mehrere Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen vorgesehen, um den Reflektor um gegenseitig geneigte Achsen (beispielsweise senkrechte Achsen) in Abhängigkeit von der Betätigung der Kugel-Schrauben zu drehen. Die Kugel-Schrauben-Vorrichtungen können über geeignete Reduktionsgetriebe motorgetrieben sein und es wird vorgesehen, daß jeglicher tote Gang im Antrieb beispielsweise durch Vorbelastung der umlaufenden Kugeln der Kugel-Schraubenvorrichtungen ausgeschaltet wird.

Statt dessen können die Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen durch hydraulische oder pneumatische Einrichtungen ersetzt werden, welche ebenfalls eine Schwenkbewegung der Reflektorantenne bei ihrer Betätigung hervorrufen. Un während Hebevorgängen die Bewegung der Kugel-Schrauben oder anderer geeigneter Einrichtungen in Richtungen quer zur Betätigungsrichtung· der Kugel-Schrauben zu erleichtern, kann diese Einrichtung kaidanisch gelagert sein oder auf andere Weise eine karcfenische Bewegung an Punkten längs derselben ausführen können, beispielsweise mittels geeignet angeordneter Kugelgelenk e .

Die

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Die Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen sind zwischen einem Zwischenträger und dem Antennenreflektor vorgesehen. Bei einer Bauweise, bei der die grobe Azimutbewegung des Reflektors durch Drehung des ganzen Turms auf Rollen bewirkt wird, welche zweckmäßigerweise von sogenannten umlaufenden Gleitrollen gebildet werden, kann dieser Zwischenträger durch einen Kipp- oder Halterahmen gebildet werden, welcher .snhwenkbar auf dem Turm gelagert ist, so daß er eine Bewegung um eine Achse ausführen kann und eine Kugel-Schrauben-Hebevorrichtung aufweist, welche den Empfängerreflektor mit dem Kipprahmen an einem Punkt auf oder nahe der genannten Achse anlenkt, wobei der Jäpprahmen so angeordnet ist, daß er um diese Achse durch eine andere Kugel-Schrauben-Hebevorrichtung betätigt werden kann, welche am Turm befestigt ist.

Bei der anderen Anordnung, bei welcher die grobe äquatoriale Bewegung der Reflektorantenne durch "Verschwenken des Reflektors um die Polachse bewirkt wird, können zwei Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen an in geeigneten^ Abstand voneinander angeordneten Stellen vorgesehen werden, um eine Bewegung des Antennenreflektors um aufeinander senkrechte Achsen hervorzurufen, wobei die Bewegung des Reflektors um eine der Achsen eine Bewegung des Reflektors im Azimut in Abhängigkeit

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von einer Differenzbewegung zwischen den zwei Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen bewirkt, während die Bewegung des Reflektors um die aufeinander senkrechten Achsen eine Höhenwinkelbewegung des Antennenreflektors bewirkt.

Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnung werden die Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen zur Erzeugung der Achterbeweguiig des Antennenreflektors durch die geeignete Anschaltung von Antriebsmotorsei in zweckmäßigerVeise über Rückkopplungs-Steuerschleifen gesteuert, welche in Abhängigkeit von der Stärke des von der Reflektorantenne empfangenen Signals mit Strom versorgt werden. Solange die Brennachse der Parabolantenne den Satelliten schneidet, wird ein maximales Ansprechen in der Empfängeranlage erzielt und die Motoren sind beide stromlos, wenn jedoch das empfangene Signal schwindet und dadurch ein Verlust der Verfolgung des Satelliten angezeigt wird, werden einer oder beide Kugel-Schrauben-Antriebsmotoren· eingeschaltet , um den Reflektor geeignet anzutieLben, damit die Verfolgung wieder aufgenommen wird.

Das empfangene Signal, welches durch ein auf einem kleinen Turm befestigtes Hornelement empfangen wird, wobei dieses Element im Brennpunkt des Parabolreflektors angeordnet ist, wandert längs Wellenleitern zu einer in einer Bedienungskabine

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kabine befindlichen Empfängeranlage, welche zweckmäßigerweise an dem Turin befestigt sein kann. Dadurch entstehen in dem Fall Schwierigkeiten, daß die grobe äquatoriale Bewegung des Antennenreflektors durch Schwankbewegung dos Reflektors um die Polachse bewirkt wird, da zur Vermeidung einer Drehung der Kabine in verschiedene ¥inkelstellun~en bei verschiedenen äquatorialen Einstellungen der Reflektorantenne die Wellenleiteranordnunr normalerweise beträchtlich abgeändert und dadurch die Bahnlänge des Wellenleiters verändert werden müßte und dies wiederum unvermeidlich zu höheren Verlusten führen würde. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine Drehung der Empfängeranlage einschließlich eines Teiles der Wellenlei fceranordnun,; innerhalb der Kabine in Abhängigkeit von der groben äquatorialen Einstellung des Antennenreflektors vorgeschlagen, während die Kabine selbst feststehend bleibt. Wenn die grobe Einstellbewegung beendet ist und die ouen erwähnte Festlegeinrichtung den Reflektor gegen eine weitere grobe Kiiistellbewegung festgelegt hat, kann sich die Kabine mit; dei;i Reflektor im Höhenwinkel bewegen, jedoch ist das Ausmaß und die Geschwindigkeit dieser Bewegung für eine Bedienungsperson innerhalb der Kabine vollständig erträglich. Dioso Kabine soll beispielsweise durch einen flexibel abgedeckten Durchgang erreicht werden, welcher eine oder mehrere gleitende

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de und geeignet verbundene Zugangslei tern enthält.

Der Zwischenträger oder äquatoriale Träger bei der zuletzt beschriebenen Anordnung kann als Gegengewicht für die liefIjJ■;. fcorantennenanordnung dienen, indem er beispielsweise mit Beton gefüllt wird. Der Träger kann eine halbkonische Forsi besitzen, jedoch kann sich die Form/iatürlich entsprechend dem Abstand des Turms vom Äquator und infolgedessen der Bahn des Satelliten, betrachtet vom Turm aus, verändern. Wenn beispielsweise der Turin auf dem Äquator angeordnet ist, dann würde die Polachse horizontal verlaufen und der Träger könnte beispielsweise zylindrisch sein. Mit einer geneigten Polachse kann jedoch der Endauflagedruck auf ein unteres Lager des äquatorialen Zwischenträgers beträchtlich vermindert werden, indem das Gex^icht teilweise auf freilaufenden Rollen aufgenommen wird, welche von dem starren Rahmen oder Turm getragen worden und an der einen großen Durchmesser besitzenden Stirnfläche des halbkonischen Trägers anliegen* Es kann auch vorteilhaft sein, solche Rollen am anderen Ende des Trägers vorzusehen, um die Belastung am oberen Lager bei hohen, längs der Polachse nach oben wirkenden WindkräfteiJ aufzunehmen.

Bei der Herstellung von Reflektorantennenanordnungen wird gewöhnlich der Stütz- oder Halterahmen mit groben Toleranzen

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llllillli"

gebaub, jedoch muß die reflektierende Oberfläche, welche von den gegossenen Oberflächen einer Anzahl von zusammenwirkenden Platten gebildet wird, präzis profiliert sein. Der reflektierende Oberflächen teil Jeder Platte Lann die Form einer metallisierten Folie besitzen, welche beispielsweise durch einen Stützkörper gebragen wird, der zweci.uiäßigerweise aus Aluminiumwaben besteht. Da die reflektierende Oberfläche des Heflektors präzis profiliert sein nmi3, während der Stütz- oder Halterahmen mit groben Toleranzen hergestellt wird, soll die Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Reflektorplatten am Stützrahmen eine Einstellung des Reflektoroberflächenprofils ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird eine solche Einstellung erzielt, indem in den Reflektorplatten becherförmige Einsätze vorgesehen werden, welche kardanisch bewegliche Teile von mit Schraubengewinden versehenen Verankerungsorganen aufnehmen, die eine allseitige Bewegung dieser Organe erleichtern, wenn die Teile von den becherförmigen Einsätzen aufgenommen sind, wobei Festlegeinrichtungen vorgesehen sind, um ein Herausziehen der Organe aus den Einsätzen zu verhindern, und die Organe in im Winkel verstellbare kupplungseinrichtungen zum Ankuppeln der Stützkörper am Stützrahmen geschraubt sind. Auf diese Weise können nach Einsetzen der

allseitig

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allseitig; oder kardanisch beweglichen Teile in die entsprechenden becherförmigen Einsätze und Befestigung der im Winkel verstellbaren Kupplungseinrichtungen an den Rahmenteilen des Stütz- oder Halterahmens die mit Schraubengewinde versehenen Organe in die entsprechenden Kupplungseinrichtungen in geeignetem Ausmaß eingeschraubt werden, uüj die Lage der reflektierenden Oberfläche in Beziehung auf eine Schablonenanordnung einzustellen und das genaue reflektierende Oberflächenprofil zu erzielen.

Der allseitig bewegliche Teil eines mit Schraubengewinde versehenen Organs ist vorzugsweise innerhalb seines zugehörigen becherförmigen Einsatzes mittels eines Sprengrings festgelegt, welcher durch damit zusammmenwirkenden Nuten in den allseitig beweglichen Teil und der umgebenden Bohrung des becherförmigen Einsatzes aufgenommen ist. Die Einsätze können bearbeitete innere zylindrische Oberflächen aufweisen und die allseitig beweglichen Teile können einfach aus allgemein zylindrischen Organen bestehen, welche auf einer Kugel oder einem Kardangelenk des mit Schraubengewinde versehenen Organs drehbar sind.

Zusätzlich zu dem oder statt des Sprengrings kann der zylindrische, allseitig bewegliche Teil an der inneren Bohrung des becherförmigen Einsatzes gebunden sein.

Anhand

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Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Figuren 1 und 2 eine teilweise geschnittene, schematische seitliche bzw. rückwärtige Ansicht einer Ausfülirungsforn der Antennenanordnurii, zur Verfolgung eines synchronen Satelliten,

Figur 3 eine Schrägansicht der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnung, wobei Teile weggebrochen sind, um verschiedene Einzelheiten zu zeigen,

Figur 3A eine Schrägansicht eines ivettenantriebsrados dos äquatorialen Grobantriebs der den Figuren 1-3 gezeigten Anordnung,

Figur k eine schematische Ansicht einer von zwei kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen zur Feineinstellung von Azimut oder Höhe des Antennenreflektors,

Figur 5 eine Teilansicht, in welcher die Befestigung des Antennenreflektors und der Bedienungskabine dargestellt ist,

Figur ^ljA einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur Ί,

Figur 0 eine schema tische Darstelliui des aqua tori i\ 1 on <5robantriübs der in den Figuren 1-3 gezeigton Anordnuu,·.,

F i gur

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Fi₁ ¹VUx¹ υΛ eine vergrößerte Darstellung des in Figur 6 mit einen] Kreis umgebenon Bereiches ,

Fi;].ur ύ73 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie B-U in Figur OA ,

Figuren '/ und 8 schematische Seiten- bzw. Schrägansicht einer anderen Ausführungform der ο rfindungsgemäßen Verfolr-;un "seinrichtung für synchrone Satelliten und

Figur 9 eine schematische Ansicht einer Anordn ung zur Erzeugunj·; der Feineinstellung der reflektierendenOberflachen von gekrümmten Antennenreflektoren.

¥ie aus den Figuren 1-3 und ύ ersichtlich, weist die Antennenanordrmng zur Satellitenverfolgung insbesondere eine parabolische Empfangsantenne 1 auf, welche aus einem eine pax'abolische Ref lektorfläche darbietenden Körper besteht, der an einem haltenden oder unterstützenden Rahmen 2 befestigt ist. Diese Reflektorantenne 1 kann so bewegt werden, daß sie durch Schwenkbewegung eines allgemein halbkonischen, äquatorialen Zwischenträgers 3 um eine Achse k, welche paralld zur Polachse der Erde verläuft, den Äquator abtastet. Un diese Schwenkbewegung des Trägers 3 zu erleichtern, kann der letztere starr an einer Welle 5 (Figur 1) befestigt sein,

welche

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welche in einem oberen bzw. unteren Bocklager υ bzw. 7 drehbar gelagert ist. Wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich, kann der Träger massiv ausgeführt, beispielsweise mib Beton gefüllt werden, so daß er ein wirksames Gegengewicht für den Antennenreflektor bildet. Es wird ,jedoch bemerkt, daß die Masse der Antenne und des aus dein Träger 3 bestehenden Gegengewichts einen beträchtlichen Auflagedruck auf das untere Bocklager 7 ausübt. Dieser Auflagedruck wird durch freilaufende Rollen wesentlich verringert, von welchen eine bei 8 in Figuren 1 und 6 gezeigt ist und welche gegen die untere, allgemein halbkreisförmige Oberfläche 9 des Trägers 3 anliegen. Diese Rollen nehmen dadurch teilweise die Endbelastung auf, welche sonst voll vom Bocklager 7 aufgenommen würde. Zum Drehen des konischen Trägers 3 um die Polachse k ist ein Elektromotor 10 (Fig.1 und ö) vorgesehen, welcher ein Zahnrad 11 über einen Doppelschnecken-Reduktionsgetriebekasten 12 antreibt. Das Zahnrad treibt seinerseits ein lCet b en zahnrad 13 , das fest auf einer Welle 14 sitzt, welche ein mib dem Zahnrad 11 kämmendes Getrieberad 15 trägt. Die Zähne des Kettenzahnrads 13 greifen in die Glieder einer Kette ein, welche um das einen großen Durchmesser aufweisende Ende des Trägers 3 festgelegt ist, wie in Figur 3A gezeigt. Daher wird entsprechend der Drehrichbung des Motors 10 der Träger 3 durch den Kettenantrieb zur Erzlelun,, einer äquatorialen Einstellung der Reflek-

tοrantenne

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torantenne gedreht. Dieser Kettenantrieb stellt eine billige Antriebseinrichtung dar und da er nur zum Antrieb des Tr-ägers benötigt wird, um eine ungefähre Äquatoreinstellung der Reflektorantenne durchzuführen und sodann in dieser Stellung festgelegt wird, spielt irgendein Spiel oder eine Schlaffheit im Kettenantrieb keine Holle.

Wie oben erwähnt, ruft der Kettenantrieb eine grobe Bewegung des Trägers 3 hervor. Das Festlegen des Trägers 3 wird bewirkt, indem geeignet geformte Platten, wie sie bei 17 in Figur 6B dargestellt sind, beispielsweise an einem Betonklotz 18 angebolzt werden, welcher einen Teil des starren Gestells oder Turms 19 für die Reflektorantennen bildet. Die Platten 17 weisen VorSprünge 20 auf, welche verriegelnd in Nuten 21 eingreifen, die in einem Umfangsflansch 22 des Trägers 3 ausgebildet sind. Wenn daher die Platten in der in Figur OB gezeigten Weise angeordnet sind, legen sie den Halter 3 wirksam am starren Gestell 19 fest.

Nachfolgend soll die Anordnung zum Hervorrufen einer verhältnismäßig feinen oder eingeschränkten Bewegung des Antennenreflektors 1, so daß dieser der Achterbewegung des Satelliten bezüglich der Erde bei jeder Umdrehung der Erde um ihre Achse folgt, beschrieben werden. Die Anordnung weist ein Paar von Kugel-Schrauben-IIebevorrichtungen 23 und 2k auf, von welchen

eine

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eine in Figur k ausführlicher gezeigt ist. Diese zwei Vorrichtungen 23 und 24 sind auf der Vorderseite der ganzen Antennenanordnung angebracht und durch Betätigung dieser Vorrichtungen entweder einzeln oder zusammen bewegt sich der Antennenreflektor 1 um Lager 25 und 26 , deren Achse senkrecht zur Polachse verläuft, um eine Höhenbewegung des Reflektors 1 zu bewirken. Eine Differenzbewegung zwischen den Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen erzeugt eine Azimutverschiebung des Reflektors 1 um die Achse 27. Es kann in der Praxis so eingerichtet werden, daß der Qesamtbereich, welcher durch eine volle Höhen- und Azimutverschiebung des Reflektors 1 überstrichen werden kann, in beiden Richtungen etwa 15 beträgt. Dies ist für eine Anpassung an die Achterbewegung des verfolgten Satelliten vollständig ausreichend. Wie aus Figur 4 ersichtlich, weist die Kugel-Schraubenvorrichtung eine mit Außengewinde versehene ¥elle 28 auf, welche in ein mit Innengewinde versehenes Antriebsorgan £9 geschraubt ist, das durch einen Motor 30 über ein schneckengetriebenes Antriebszahnrad 3I gedreht werden kann, wobei das Organ 29 gegen Bewegung in Axialrichtung der Schraubenwelle ZS durch Stützlager festgelegt ist. Der Motor und das mit Innengewinde versehene Organ 29 ist zusammen mit dem Antrieb auf einem Rahmen 32 befestigt, welcher mittels einer kardanisclien Verbindung 33 am Träger 3 gelagert ist. Das untere Ende der Schraubenwelle 28 ist frei beweglich, das obere Ende ist Jedoch am Halte- oder Stützrahmen der Reflektorantenne 1 über

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ein kardanisch.es Kugelgelenk 3^· befestigt. Das Gewicht des !Reflektors dient zur Belastung der Kugel-Schraubenvorrichtung, Um einen toten Gang in der Kugel-Schraubenvorrichtung zu vermeiden, welche umlaufende Kugeln enthält, werden die Kugeln vorbelastet, um jegliches axiale. Spiel zwischen Schraubenwelle und Antriebsorgan 29 aufzunehmen. Dadurch ist die Reflektorantenne 1 fest an den Turm oder das Gestell angekuppelt.

Bei Betrieb der Anordnung werden die zu den jeweiligen Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen gehörenden Motoren in Abhängigkeit vom Ansprechen der weiter unten zu beschreibenden Empfängeranlage betätigt, so daß die Motoren beispielsweise

durch die Verwendung eines Rückkopplungssystems mit geschlossener Schleife den Antennenreflektor derart ausgerichtet halten, daß die Empfängeranlage maximal anspricht.

Figur 5 zeigt Teile der Reflektorantenne 1 und des äquatorialen Halters 3 mit seinen Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen und Lagern. Außerdem zeigt Figur 5 die Wellenleiteranordnung zur Übertragung der von einem verfolgten Satelliten empfangenen Signale zu der Empfängeranlage. Diese Wellenleiteranordnung weist ein slcalares Horn 35» einen Kreispolarisator 36, einen Diplexer 37 und Anodenunterdrücker 3& auf. Der Wellenleiterteil 39 sowie der Teil kO, welcher von einem von zwei Priii'hörjtiern 41 herkommt, treten in einen hohlen zylindrischen

Teil

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Teil 42 ein, dessen Achse mit der Polach.se zusammenfällt und auf welchem eine Kabine 43 drehbar gelagert ist oder frei hängt. Die Kabine 43 enthält die Etnpfängeranlage und den allgemein mit 44 bezeichneten Teil dieser Anlage. Durch diese Anordnung kann sich die Reflektorantenne 1 um die Polachse 4 drehen, ohne eine entsprechende Bewegung der Kabine 43 hervorzurufen, da die Kabine ihre vertikal hängende Stellung durch Drehung um den zylindrischen Teil 42 beizubehalten sucht. Die innerhalb der Kabine 42 befindliche ¥ellenleiteranordnung und Empfängeranlage dreht sich jedoch so, daß die Wellenleiteranordnung für verschiedene äquatoriale Grobeinstellungen des Trägers 3 und der Reflektorantenne 1 nicht verändert werden muß. Dementsprechend kann die Wellenleiteranordnung für optimalen Wirkungsgrad ausgelegt werden, welcher gewährleistet werden kann, wie auch die äquatoriale Einstellung der Antenne gewählt wird.

Obwohl dia Kabine 43 frei hängt und sich während der äquatorialen Grobeinstellung der Reflektorantenne nicht dreht, bewegt sich die Kabine in Abhängigkeit von einer Höhenbewegimg des Reflektors. Wie oben erwähnt, ist diese Höhenbewegung jedoch eingeschränkt , da sie nur auf der Verfolgung des Satelliten in seiner Achterbewegung beruht und da diese Bewegung· verhältnismäßig eng ist und sehr langsam stattfindet, ist die Bewegung der Bedienungskabine 43 durchaus erträglich.

Uh)

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Um diese Bewegung der Kabine 43 zu ermöglichen, während ein Zugang zu derselben vom daruntergelegenen Turm 19 aus gewährleistet ist, weist die Kabine einen zu derselben führenden ziehharmonikaartigen Durchgang 45 auf, "tfie aus den Figuren 1-3 ersichtlich, welcher gleitende und geeignet verbundene Leitern 46 aufnimmt, die einen Zugang zur Kabine vom oberen Abteil 47 des Turms 19 ermöglichen. Wie am besten aus Figur 1 ersiohtlich, weist der Turm 19 andere Abteile 48 , 49 unl 50 in verschiedenen Höhen auf, wobei Zugangsleitern zwischen denselben vorgesehen sind, und diese /bteile können je nach Wunsch zur Aufnahme verschiedener Anlagen verwendet werden, wobei das untere Abteil zweckmäßigerweise als Hauptkontrollraum dient. Bei der gerade beschriebenen Ausführungsform sind zwar die Rollen, wie die Rolle 8, am unteren Ende des äquatorialen Trägers angeordnet. Es wird jedoch in Betracht gezogen, daß entsprechende Rollen vorteilhaft am oberen Ende des Trägers angeordnet sein können, um den nach oben auf das Bocklager 6 wirkenden Druck zu verringern, falls hohe Windkräfte mit einer längs der Polachse nach oben wirkenden Komponente auftreten. Weiter ändert sich natürlich der Winkel des Polachsenhalters entsprechend der Stellung der Verfolgungsantenne gegen den Äquator. Je mehr dieser Winkel die Horizontale annähert, desto größer wird der Vorteil einer Verwendung von idruckmindernden Rollen an beiden Enden des

äquatorialen

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äquatorialen Trägers. Außerdem wird die Form des Trägers 3 entsprechend seiner Stellung bezüglich des Erdäquators verändert .

Figuren 7 und 8 zeigen verschiedene Ansichten einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform besteht der tragende Turm für die Reflektorantenne 1 aus einem offenen Rahmen 51 mit einem unteren Hauptabschnitt j>2, welcher einen vorderen und rückwärtigen Aufriß mit rechteckiger Form besitzt. Der Rahmen 51 weist außerdem einen oberen Rahmenteil 53 mit allgemein dreieckiger Forin auf. An diesem oberen Rahmen 53 ist an drei im Abstand voneinander befindlichen Punkten, welche allgemein den drei Scheitelpunkten des oberen Rahmens 53 entsprechen, ein allgemein dreieckiger Kipp- oder Ansatzrahmen 5^- befestigt. Dieser Kipprahmen $h ist schwenkbar mit dem oberen Rahmen 53 an Punkten 55 und 56 verbunden, so daß der Rahmen 5^ sich um eine Achse 57 verschwenken kann (Figur 8). Um eine Bewegung um die Achse 57 hervorzurufen, ist eine motorgetriebene Kugel-Schraubenvorrichtung 58 (Figur 8) von der gleichen allgemeinen Art, wie sie bereits in Bezug auf Figur k beschrieben wurde, mit ihrem mit Innengewinde versehenen, axial eingeschnürten Teil auf dem oberen Rahmen 53 an der Stelle 59 verankert, wobei die Schraubenwelle der Vorrichtung über ein Kugelgelenk an der Stelle oO des kipprahmens 5^ befestigt if<t.

Diese

EAD ORiQiNA?..

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Diese Stelle υθ ist mit der Rückseite des Antennentragrahiiiens 2 schwenkbar verbunden. Eine zweite Kugel-Schrauben-Vorrichtung o1, welche vom Motor 61A angetrieben wird, ist mit ihrem mit Innengewinde versehenen, axial eingeschnürten Teil am Kipprahmen 5^- bei 62 befestigt, während die Schraubenwelle an einem Kardangelenk 63 am Antennentragrahmen 2 befestigt ist. Ein dritter kaxdanischer Verankerungspunkt am Tragrahmen 2 besteht am oberen Scheitel 6k (Figur 7) des Kipprahinens ^ljh.

Bezüglich der äquatorialen Einstellung· der Antenne wird bemerkt, daß die Kursverfolgungsanordnung der beschriebenen Ausführungsform zum Verfolgen von synchronen Satelliten auf ' äquatorialen Umlaufbahnen mit verhältnismäßig geringer Höhe (Beispielsweise etwa 27 ) geeignet ist. Um daher die Antenne in die genaue äquatoriale Einstellung zu bringen, ist es lediglich nötig, den Turm 51 um eine vertikale Achse zu drehen, bis die jeweils gewünschte äquatoriale Einstellung erreicht ist. Zu diesem Zweck kann der Turm 51 mit nicht gezeigten Gleitrollen versehen sein, welche aus umlaufenden Rollen bestehen, die beispielsweise durch Schrauben-Hebevorrichtungen abgesenkt werden können, so daß der Turm auf die Gleitrollen gehoben wird. Wenn der Turmfuß oder eine ando3re Turmbasis vom Boden abgehoben fet, kann der Turm beispielsäweise von Hand in die geeignete Winkelstellung gedreht werden, worauf der Fuß oder die BasLs des Turms durch Ablassen

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der Gleitrollen-Hebevorrichtung abgesenkt werden kann.
Der Fuß oder die Basis können beispielsweise in Beton gesetzt werden, um den Turm in seiner Stellung festzulegen. So kann der Antennenreflektor grob äquatorial angeordnet
werden. Für eine feine Verfolgungsbewegung des Reflektors werden die Antriebsmotoren der Kugel-Schrauben-Hebevorrichtungen 58 und 61 betätigt, wie oben bei der ersten Ausführungsform beschrieben, um ein maximales Ansprechen
der Empfängeranlage auf die von dem verfolgten Satelliten ausgehenden Signale aufrecht zu erhalten. Durch die Bewegung des Reflektors um zwei Achsen, welche gegeneinander um 60 geneigt sind und beispielsweise den zwei Seiten des Kipprahmens entsprechen, wird ermöglicht, daß der Reflektor der eingeschränkten Achterbewegung des verfolgten Satelliten folgt.

Aus dem Vorangehenden ist zu entnehmen, daß die Antriebseinrichtungen für die begrenzte Bewegung der Reflektorantenne im Gegensatz zu einem Dreh- und Antriebsgetriebe zur Erzeugung einer vollen Bewegung der Reflektorantenne über ein Azimut von 360 und beispielsweise einen Höhenwinkel von 90° verhältnismäßig einfach und billig sind. Da gemäß der Erfindung die grobe äquatoriale Bewegung anfänglich
durch die äquatoriale Drehung der Reflektoranordnung erzielt wird und sodann die Reflektoranordnung gegen eine weitere

irobo

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grobe Bewegung festgelegt wird, kann die Antriebseinrichtung für den äquatorialen Träger oder die eine äquatoriale Bewegung erleichternde Einrichtung (d.h. Gleitrollen), je nach der Verwendung, eine billige und einfache Bauweise besitzen und so zu sehr beträchtlichen Kosteneinsparungen führen.

Bs wird insbesondere angenommen, daß Reflektorgrößen für die zwei beschriebenen Verfolgungsanordnungen mit einem Durchmesser von 25,9 m (85 feet) bzw. 13,7 m (^5 feet) gewählt werden, jedoch können natürlich diese Größen verändert werden.

Wie oben erwähnt, schafft die Erfindung auch eine Anordnung zum Einstellen des Profils der reflektierenden Oberfläche einer Reflektorantenne. Diese reflektierende Oberfläche kann aus einer Anzahl von Platten hergestellt werden, welche an dem Stütz- oder Tragrahmen einer Reflektorantenne befestigt sind. Infolge der Tatsache, daß der Stützrahmen mit groben Toleranzen hergestellt ist, weist die Einrichtung zur Befestigung der Platten am Rahmen zweckmäßigerweise Mittel zur allseitigen Lageeinstellung der reflektierenden Oberflächen der Platten auf. Figur 9 zeigt ein geeignetes Befestigungsmittel für diesen Zweck.

In Figur 9 ist ein Teil einer der Reflektorplatten mit ö5 bezeichnet. Diese Platte weist einen Stützkörper 66 aus

A-1 uminiumwaben

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Aluminiurawaben auf, an welchem eine reflektierende Oberfläche in Form einer dünnen Folie o/ aus metallisiertem Material befestigt ist. Beispielsweise durch Epoxyhai¹z öü in Hohlräumen des Körpers, von welchen nur einer in der Figur dargestellt ist, sind mehrere metallische (beispielsweise aus Aluminium bestehende), becherförmige Organe gehalten, von welchen eines bei 69 dargestellt ist. Jodes dieser becherförmigen Organe isb auf seinen inneren Umfang bearbeitet, so daß eine abgestufte xind mit Aussparungen versehene Borhung erzielt wird, wie aus der Figur ersichtlich. Diese dient zur Aufnahme eines Kardangelenks "/0, welches an einem Ende eines mit Schraubengewinde versehenen Verankerungsteiles 71 vorgesehen ist. Das Gelenk ?Ό weist einen allgemein ringförmigen Teil '"/2 auf, welcher auf einer Kugel ?_'i verschwenkbar ist. Um ein Herausziehen des. Teils "/2 aus der Bohrung des Organs 69 zu verhindern, ist 'dasselbe mittels eines Sprengrings "/h festgelegt, welcher in radial gefluchteten Nuten der Teile (59 und ^r/2 eingepaßt ist.

Das untere Ende des Verankerungsbolzens /1 ist in einen mit einer Bohrung versehenen Schwenkblock "/¹J geschraubt, welcher sich um einen bolzen V⁰ verschwenken kann, der duroi, oüirii nach oben stehenden Flansch 77 eines allgemein U-förini,- on Halters 7& geführt ist. Der Halter '/U dient zur lief oh ti_; .im. an einem der K-dimenteile des Stütz- oder llalterahiiium; .

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Bei Verwendung der PiOf!!einstelleinrichtung wird eine Plat be mit beispielsweise vier daran bef estigten Verankerunysbolzen rait Rahman bellen des Stützrahmens über die jexieiligen, der Winkeleinstellung dienenden SchwenkblocK- und Halter-Kupjjeleiiirichtungen angekuppelt. Die Verankoruiijsbojzen werden sodann festgezogen, um die reflektierende Oberfläche der Platbe in die gewünschte Stellung bezüglich der reflektierenden Oberflächen von benachbarten Platten zu ziehen und ein reflektierendes Oberflachennrof.il zu bilden, welches durch eine in Verbindung ruit der Befestigungseinrichtung verwendete Schablone bestimmt wird, lieiin das gewünschte reflektierende Oberflächenprofil erzielt ist , können Schwenkblock und Halter in ihren endgültigen gegenseitigen Winkelstollungen zusammengeschweißt werden, während die wirksame Länge des Verankerungsbolzens festgelegt werden kann. Auf diese Weise ist das Prom,der reflektierenden Oberfläche tatsächlich voreingestellt. Wenn gewünscht, kann der äußere Umfang des ringförmigen Organs "/2 an der Bohrung des becherförmigen Einsatzes t>9 gebunden werden.

Patent-Ansprüche

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Claims

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Pat ent — Ansprüche

1. Verfolgungsanordnun;¹; für synchrone Satelliten, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung oder Erleichterung einer groben äquatorialen Bewegung, eines Antennenreflektor-s in Verbindung mit einer Einrichtung zur Festlegung des Heflektors gegen diese Bewegung, wenn die Bremsachse des Reflektors den verfolgten Satelliten schneidet, und durch eine Einrichtung zur Bewegung des Reflektors in Azimut und Höhenwinkel über einen verhältnismäßig kleinen Winkel, welcher ausreichend weit ist, um eine Verfolgun, des Satelliten über seine Achterbewegung durch den Heflektor zu ermöglichen.

2. Satellitenverfolgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erleichterung einer groben äquatorialen Bewegung des Empfängerreflektors Rollenorgane aufweist, welche absenkbar sind, so daß die ganze Antennenanordnung auf den Rollenorganen getragen wird und um eine vertikale Achse drehbar ist.

3. Satellitenverfolgungaanoi'dnung· nach Anspruch 1, dadurrh ge kennzeichnet, daß die grobe äquatoriale Bewegung dos Hofbktors durch schwenkbare Lagerung des Reflektors um oine

Achse

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Achse parallel zur Polachse der Erde und Anordnung einer zugehörigen Antriebseinrichtung ermöglicht ist,

h. Satellitenverfolgun^sanordnung nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß die zugehörige Antriebseinrichtung einen Motor-Kettenantrieb aufweist.

5, Satellitenverfolgungsanordnung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der richtigen äquatorialen Stellung des Reflektors derselbe gegen eine weitere Antriebsbewegung durch den Kettenantrieb festgelegt wird, indem ein Reflektor-Zwischenträger an einem starren Teil eines Turms festgelegt wird.

o. Satellitenverfolgungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung durch geeignet geformte Festlegplatten bewirkt ist, welche durch Bolzen festgeklemmt sind, um den Reflektor-Zwischenträger an einem Klotz des Turms festzulegen.

7· Satellitenverfolgungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine begrenzte Azimut· und/oder Höhenwinkelbewegung der Reflektorantenne zur Berücksichtigung der beschränkten Achterbewegung des synchronen Satelliten bei jeder Umdrehung der Erde um ihre Polachse

d Ui- ch

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durch die .',eeignete Betätigung von Kugel-Schrauben-Ilfilnvorrichtun, en zur Drehung des Reflektors um gegenseitig geneigte (beispielsweise senkrechte) Achsen in Abhängigkeit von der Betätigung der Kugel-Suhraiiben ermöglicht wird .

8. Satellitenverfolgungsanordnung nach Anspruch '/, dadurch gekennzeichnet, daß die Jvugel-Scnrauben-Anordnungen üb ei' geeignete Reduktionsgetriebe motorgetrieben sind und oin toter Gang im Antrieb durch Vorbelastung der umlaufenden Kugeln der iaivel-Schraubenvorricntungeii ausgeschaltet ipt

9. Satellitenverfolgun.;sanordnung nach einem der Ansnj ücne

1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische odor pneumatische Einrichtung zum BewirJcen der begi'enzteu Azimut- und/oder Tiölienwinkelbewegung den· Kef 1 ektornu tüiiik! vorgesehen ist.

10. Satellitenverfolgungsanordnung nach Ansoruch 7 oder 8, da durch gekennzeichnet, daß die ivugel-Schrauben-Hebevorrichtungen kardanisch gelagert sind oder auf andere Weise eine allseitige Bewegung ausführen können.

11. Satellitenverfolgungsanordnung nach Ansprüchen Il und ,, dadurcli gekennzoichne t, daß die ίνα, ;eJ -Hehraubeii-llel'ovp r-

j- ic h I mi.'(M

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r i ·ίί tiui ' in zwischen ohnuin Zwischen t rä:,er und doiii Antonneiiref le.':. Cwr vorgaseheii sind, wobei der Zwischen fcräcor dare"; einen Kipp- oiler Hal I;.«rahmen ^ebi.ldeb wii'd , wo Ic hör sent. Tiu:bar auf einem farm ;,olasürfc ist, hu ι la JJ er eine ije.-o an., tun eine Achs« ausführen J.aiin, und wobei eine ilu οL-oehrauben-ilebevorr ί.<·ί) buii_;·,' den ünipfUn^errel'lekbor jjii t; dtii'i uinprahiiien an oiiiüt: dbelln auf oder naiio der Achse veri.'iH'-'ot und der Kipprahmen uiii diese Ac.hso durch eine we L here Ku^el-Sciirauben-ilebevorrichbun^- La bäbif/bar ist, hi' am Turm befesti_t;;b LHt.

Ml, üiiteHitsnverfol^ungsaiiordriuny nach den Ansjij· Vnen '3 und "/, da-lurch ,gekennzeichnet, daß zwei Ku^.fii-Schrauben-Hebovor- * richtungen an in geeignetem Abstand eingeordneten Stellen Αία jjrzeiu-un,^ einer üewe^'uii^ des An tennenref le!c tors am aufeinander senkrechte Achten vorgesehen sind, wobei die Be-WOgUD^ des Reflektors um eine der Achsen eine tiewegun;; des ufir.lö.^:.fcors im Azimut in Abhän,:;!,-,kei t von der J)if f erenzbev,^rβ,-απ . isiäsiiben den zwei Ku-el-Schrauben-üebevo.rrichtuiiijen ij- ' .'nrruft, während oi.ni: iJuwou'uufi· des Refiel,.tors um die aufeinander ,senkrechten Achsen eine Höhet)winl;.elbewegung des Antennenreflektors hervorruft.

1'j. Sa bo.l 1. i ten vori'olßuiißöanortlimng nacli Anspruch !J₁ dadurch gekennzeichnet, daß die LmpfUniVoranlai^o mit einem Teil der Uoilen 1 öitüranordnung innerlialb einer Uedionun^skabine in

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AbhänglAkeit

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— ) U —

Abhängigkeit von dnr Bewegung des Reflektors um die Polachse gedi'ent uird, während die Kabine selüflt fest- α unhand bleibt .

I^ . Sa tel Li ten vorf olgungsariordnun , nach Anspruch i>, dadurch jit'l eiiiizeichnet, daß der Reflektor-Zwischen träger als Gegengewicht für die Reflektorantenne dient.

15. ~>a tellitenverf olgun -sanordnung nach Ansprvich Ik, dadurch gekennzeichnet, daii der Träger halbkonisch ausgebildet ist und seine Achse parallel zur Polachse verläuft und daß der auf ein unteres Lager des Zwischenträgers wirkende Auflagedi'uck dadurch vermindert,wird, daß das Gewicht des Trägers teilweise auf freilaufenden UoI Lon aufgenommen wird, welche vom Turm getragen werden und an der ■•iinon großen Durchmesser besitzenden Stirnfläche des halbkonisohen Trägers anliegen.

Ιο. Sa tellitenverfolgungsanordnung nach Anspruch ;1, dadurch gekennzeichnet, daß freilaufende Rollen an beiden Enden des Trägers vorgesehen sind,

I'/. Anordij ung zum Einstellen dos Refloktoroberflächonprofils einer Reflektorantenne, dadurch gekemi/öichnot, daß die Reflektorplabten becherförmige Einsätze aufweisen, welche allseitig bewegliche Teile von init Schraubengewinde versehenen

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selienen Verankei^ungsorganen aufnehmen, die eine allseitige Bewegung dieser Organe erleichtern, wenn die Teile von den becherförmigen Einsätzen aufgenommen sind, wobei Festlegeinrichtungen vorgesehen sind, um ein Herausziehen der Organe aus den Einsätzen zu verhindern, und die Organe in im Winkel einstellbare ivupplungseinrichtungen geschraubt sind, uin die Stützplatten an einei.j Stützrahmen anzukuppeln, wobei nach Einsetzen der allseitig beweglichen Teile in die jeweiligen becherför-migen Einsätze sowie Befestigung der im Winkel einstellbaren Kuppluiißseinrichtungen an Rahmenteilen des Stützrahmens die mit Schraubengewinde versehenen Organe in die jeweiligen Kupplungseinrichtungen in geeignetem Ausmaß eingeschraubt werden können, um die Lage der reflektierenden Oberfläche in Bezug auf eine Schablone einzustellen und das genaue reflektierende Oberflächenprofil herzustellen.

18. Anordnung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dai3 der allseitig bewegliche Teil des mit Schraubengewinde versehenen Organs vorzugsweise innerhalb des zugehörigen becherförmigen Einsatzes mittels eines Sprengrings festgelegt ist, welcher in damit zusammenwirkenden Nuten in dem allseitig beweglichen Teil und der umgebenden Bohrung des becherförmigen Einsatzes aufgenommen ist.

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19· Λ η Ordnung lmcli Anspruch Ί'ό, dadurch gekeiinzeicliriel;,

daß die Einsätze boarbeJ.to ta iniiore zylindrische " -avr.l.äclien aufweisen und die aljsoili;; hoAve,' 1 :i.(ihoii Teile von allf;ehie:i η zylindrisclion Organen gel)i.ldot worden, welche axif einer Kugel oder einem Kardangelenk eines mit Schraubengewinde versehenen Organs di-elibar sind.

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