DE2359877C3

DE2359877C3 - Anordnung zur Regelung der Ausrichtung einer Richtempfangsantenne

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Publication number: DE2359877C3
Application number: DE19732359877
Authority: DE
Inventors: Rodney John Chesham Buckinghamshire Kirkby; Donald Geoffrey Lilley Botton Luton Bedfordshire Pope
Original assignee: POST OFFICE LONDON
Current assignee: POST OFFICE LONDON
Priority date: 1972-12-01
Filing date: 1973-11-30
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR2209225B1; FR2209225A1; DE2359877B2; DE2359877A1; JPS5047541A; GB1448559A; NO136691B; JPS5731681B2; SE388504B; CA997466A; NL165009B; NO136691C; NL165009C; ES420981A1; NL7316390A

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung zur Regelung der Ausrichtung einer Richt-Empfangsantenne der Antennenanordnung auf einem Schiff; mit einer Baueinheit, die die Antenne aufweist und die Masse M kg besitzt, und mit einer Lageeinrichtung zur kardanischen und pendelartigen Aufhängung der Baueinheit auf dem Schiff, mit durch die Lagereinrichtung gebildeten Drehachsen der Baueinheit, wo-

bei die Drehachsen sich in einem Schwenklagerpunkt kreuzen.

Ein schiffsgebundenes Antennensystem bei dem Nachrichtenübermittlungsdienst auf See mittels Satelliten muß einen hohen Gewinn aufweisen, um die

ίο Leistungsaufnahme des Satelliten und damit die Kosten für die Nachrichtenübertragungsstrecke Satellit-Schiff möglichst klein zu halten. Wenn der Gewinn zunimmt, wird jedoch die Bandbreite enger, und damit nehmen die zulässigen Grenzen der Antennen-

ausrichtung ab. Jedes Schiff auf See wird, außer bei absoluter Flaute, in einem gewissen Maße rollen und stampfen, was zur Folge hat, daß die Antennenausrichtung geregelt werden muß, um eine ausreichende Möglichkeit der Nachrichtenübermittlung aufrecht-

»o zuerhalten, wenn das Ausmaß des Rollens und Stampfens größer ist als die Bandbreite des Antennensystems.

Für eine Einfach-Wendelantenne beträgt der Randstrahlengewinn relativ zum Kugelstrahler (iso-

»5 tropischen Strahler) 6 dB und die entsprechenden Größen für Parabolantennen mit 1 m Durchmesser bzw. 2V₄11. Durchmesser lauten 18 dB bzw. 26 dB. Die Halbwertsbreiten dieser Antennen betragen 64° bzw. 15° bzw. 6°. Von Trawlern ist bekannt, daß sie mehr als ±35° rollen können, weshalb eine gewisse Regelung der Antennenausrichtung selbst dann notwendig ist, wenn eine einfache Wendelantenne mit 6 dB Gewinn verwendet wird.

Es ist bekannt, eine Antennenplattform mittels Gyroskopen und Servosystemen zu stabilisieren, aber diese sind teuer und erreichen Stabilitäten in der Größenordnung von ± V₃ ⁰, was sogar sehr viel stabiler ist, als es selbst für eine Parabolantenne mit 2¹Z₄ m Durchmesser benötigt wird, die aber für viele Schiffe unpraktisch groß ist.

Es ist auch bekannt, Antennen mit geringem Gewinn ohne irgendeine Stabilisierung vorzusehen, was aber wie bereits erwähnt zu höheren Satellitenkosten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompromiß zu finden, durch den eine Antenne mit mäßigem Gewinn bei nahezu allen Bedingungen auf hoher See innerhalb von ± 5° der gewünschten Ausrichtung geregelt werden kann.

Allgemein ausgedrückt, zur Semi-Stabilisierung der Ausrichtung der Antennenanordnung auf einem Schiff wird eine kardanisch aufgehangene und auf einer Plattform befestigte Antennenanordnung verwendet, wobei die Semi-Stabilisierung während des Betriebes dadurch erreicht wird, daß die Antennenanordnung wie eben näher erläutert eine lange Eigenschwingungsdauer und ein hohes Trägheitsmoment aufweist.

Eine derartige Antenne soll im folgenden unter einer semi-stabilisierten Antenne verstanden werden; eine Antenne, die beispielsweise gyroskopisch um etwa ± V;° geregelt wird, ist als stabilisiert zu bezeichnen.

Unter langer Schwingungsdauer ist hier zu verstehen, daß die Schwingungsdauer langer ist als die längste signifikante Dauer der periodischen Anteile derjenigen, die das Schiff in der See bewegen. Ein hohes Drehmoment ist hier zu verstehen als ein so

. Drehmoment, daß die Größe der periodischen wnkelbewegung, die durch periodische Translafonsbewegungdes Schiffes auf See auf die Antennen-

nrdnune ausgeübt wird, etwa vergleichbar ist mit aJt Größe der periodischen Winkelbewegung, die A ,rch oeriodische Winkelbewegung des Schiffes auf See auf die Antennenanordnung ausgeübt wird.

nie Eipenschwingungsdauer ist dabei mindestens a** 2fache und vorzugsweise das 2'/,fache der längtpn signifikanten Schwingungsdauer des Schiffes in TV See so daß das Ausmaß der Übertragung der Be- «fJounfi des Schiffes auf die der Antennenanordnung w ⁸ heeseit wird

nie Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, H_a?durchSe Lagereinrichtung der Schwerpunkt der Baueinheit unterhalb des Schwenklagerpunkts angenrdneUst und von ihm einen Abstand aufweist, der S, Metern nicht das O,002fache des minimalen Werts ^L nnnfienten I/M überschreitet, wobei /, in kgnr, £ TwSSSoment der Baueinheit um jede der Drehachsen ist, und daß die Lagerdichtung ein Ge- ^ht der Coulombschen Reibung um

■'■ei ■λ

In Fig. 1 ist das Schiff bei IO m einer Ex

bei Trimmbewegung dargestellt, u H. es ist

weitesten Auslenkung von seiner normale

gungslinie in der Ebene 11. An dieser - i- nl

seine Beschleunigung in Richtung ..00 f

Trimm, das auftritt, wenn das Schif« .:: <

ist und die Wellen von der Seite komme=.

wird teilweise hervorgerufen durch <*...

Schiffes, die Welle hinunter*. Jeitei.

durch die Zirkularbewegung ues Wassers -v und tritt zusammen mn dem Rollen des ^, so daß das Schiff in dem Moment, in den die Ebene il hindurchtritt, eine Neigung am sie bei 13 dargestellt ist. Zu dem Zeitpun

*5 das Schiff, wie bei 14 dargestellt, d.e ander,

lage des Trimms erreicht hat ist es wiede.iir

chen senkrecht. In dieser anderen Endlage .

Beschleunigung in Richtung des P.e,- 15 fen.

~ Wenn das Schiff in der mit 0
ist, rollt es in Richtungdes Pfeils 16.
es in Richtung des Pfeils 14

des ^ Auf

^te DtaErfindüng wird in der Zeichnung an Hand von translatorische Schwankung in^ Richtung

fes zwischen Transversal-, Translations- und Winkelbewegung und der periodischen Winkelbewegung d.e dadurch auf eine auf dem Schiff befestigte pendelardes

Schwankungsamplitude, die durch auf dip rtendelartise Baueinh

ni1^^JS5SJ&nl«..«n_B der Bezie- „ hung zwischen Antennenbandbreite und der benötigfen Stabilität einer pendelartig befestigten Antenne,

Fig. 3 schematisch eine Frontansicht einer erf.ndungsgemäßen Antennenanordnung,

Fig. 4 eine Seitenansicht dazu

Fig. 5 eine erprobte kardanisch aufgehangene Plattformanordnung einer erf.ndungsgemaßen Antennenanordnung, und

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Teil der Anord-

nung nach Fig.-V .,hsoluter

Auf See unterliegt ein Schiff, außer bei absoluter

Flaute, Schwankungen, die in Pe"od'sche Bewe-

b^K^-iÄfaSaar

gung um eine Achse in Richtung Backbord-Steuer-Lrd. Krängung ist eine translatonsche Lanjsbcwegung, also eine Bewegung_r entlang eine Lm zwischen Bug und Achtern. Rollen ^{oder Sc}J^il'ⁿ^" ^ö5 ist eine Winkelbewegung um eine Längsachse, um. Trimm ist eine Translationsbewegung in Richtung Backbord-Steuerbord.

giuucii iLuuui uiw .»«^, ig zwischen de

wegung der pendelartigen Baueinheit ι Schiffes, so daß die Sehwankungsamplitu< das Rollen des Schiffes auf die pendelar heit übertragen wird, zunimmt. Deshalb η der Regelung der Lagerreibung andere M vorgesehen werden, die die durch das Schiffes hervorgerufenen Schwankungei ohne gleichzeitig die durch das Rollen übertragenen Schwankungen zunehme Gemäß der Erfindung wird dies erreich pendelartige Baueinheit der kardanisch nen und auf einer Plattform montierten . Drehmoment um

sitzt.

Der Zusammenhang zwischen Stampf ; ist ähnlich dem beschriebenen zwi Trimm. Die Betrachtung des Zu« ,u,„l zu einem ähnlichen Ergebnis, när pendelartige Baueinheit ein hohes Drei lange Schwingungsdauer aufweiser

Schwankungsamplituden, die durch die Bewegung des Schiffes übertragen werden, zu begrenzen.

Die benötigten Begrenzungen der Schwankungsamplitude einer kardanisch aufgehangenen und auf einer Plattform montierten Antennenanordnung kann aus Fig. 2 abgeleitet werden. In Fig. 2 gibt die Linie 20 die tatsächliche Ausrichtung eines Nachrichtensatelliten bezüglich des Schiffes und die Linie 21 die Ausrichtung der Antenne an einem seiner äußersten Grenzlagen seiner Winkelschwankungen wieder. Der Winkel A ist die zulässige Winkelstabilität der Antenne, der Winkel B ist die Halbwertsbandbreite (3 dB - Halbwertsbreite), und der Winkel C ist ein Toleranzwinkel, um der Notwendigkeit vorzubeugen, die Antennenstrahlrichtung ständig neu festlegen zu müssen. Ein schnelles Schiff auf einer Großkreisroute kann stündlich eine Strecke zurücklegen, die groß genug ist, um die Ausrichtung eines geo-stationären Satelliten bezüglich des Schiffes um mehr als 1° pro Stunde zu ändern. Als zumutbar und zulässig kann angenommen werden, die Ausrichtung der Antenne jede fünf Stunden neu einzustellen, weshalb eine Winkeltoleranz von 5° bei der Abschätzung der benötigten Stabilität der Antenne berücksichtigt werden muß. Das heißt, der Winkel C wird mit 5° veranschlagt. Die Geometrie der Fig. 2 ergibt A = (B- 5)/2 in Grad.

Die Bandbreite einer Parabolantenne mit 1 m Durchmesser beträgt, wie bereits ausgeführt, 15°, und daraus folgt, daß die benötigte Stabilität für eine derartige Antenne ±5° beträgt.

Mit einer Simulationsrechnung, beispielsweise mittels eines Rechners, kann dieses Ausmaß an Stabilität erreicht werden mit einer Antennenanordnung in Form einer pendelartigen Baueinheit, die die folgenden Parameter besitzt:

gesamtes Trägheitsmoment / = 2000 kgm², Masse der pendelartigen Baueinheit χ Abstand des Schwerpunkts der Baueinheit von der Drehoder Schwenklagerung ML = 4 kgm,
Gesamtdrehmoment der Coulombschen Reibung zwischen Schiff und dem auf einer Plattform befestigten Antennensystem T = 1,5 Nm. Eine Antennenanordnung mit Parametern dieser Werte erreicht die gewünschte Stabilität von ±5°, wenn es auf einem Frachter mit 14000 t Totgewicht angebracht ist, das der bei Windstärke 9 der Beaufort-Skala herrschenden See ausgesetzt ist.

Ein System mit Parametern dieser Werte erreicht auch die gewünschte Stabilität, wenn es bei den gleichen See- und Windbedingungen auf einem Trawler angebracht ist. Es kann angenommen werden, daß die gewünschte Stabilität selbst bei den genannten widrigen Bedingungen während mehr als 99% der Betriebszeit aufrechterhalten werden kann.

Da die Parameter AiL, / und T in den Bewegungsgleichungen nur als Verhältnisse auftauchen, können diese Parameter in ein weiteres Paar von Parametern umgeformt werden, nämlich in TIl und ML/I, für die die Werte mit den Verhältnissen der genannten Ausgangsparameter gleich sind.
Das heißt:

T/I = 1,5/2000 = 7,5 · 10"⁴ N/kgm
und

ML/I = 4/2000 = 2 · 10~³ m"¹.
Die Werte dieser Parameter sind die Grenzwerte für ein System, das die gewünschte Stabilität erreicht. Da der Parameter L, der lediglich den Abstand des Schwingungszentrums von dem Schwerpunkt des Systems darstellt, nach Wunsch geändert werden kann, kann der korrekte Wert des Parameters ML/I relativ einfach eingestellt werden. Der Parameter T/l ist deshalb der kritische Faktor. Ein Nadelrollenlager mit einem Nenndurchmesser von etwa 4 cm ergibt einen Wert für TIl etwa gleich dem Grenzwert. Da die Belastung auf das Lager durch ein System, das Parameter der genannten Werte aufweist, auch in der gleichen

»ο Weise von einem Nadelrollenlager getragen werden kann, das einen Durchmesser von nur etwa 0,5 cm hat, so folgt daraus, daß eine geeignete Konstruktion durch die Verwendung von Nadelrollenlagern mit Durchmessern zwischen diesen Werten erreicht werden kann.

In Fig. 3 und 4 ist eine semi-stabilisierte Antennenanordnung schematisch dargestellt, die Parameter besitzt, die den genannten Bedingungen genügen. Die insgesamt mit 23 bezeichnete Antennen-Baueinheit

ao besteht aus einer Parabolantenne 24 mit 1 m Durchmesser, die drehbar bei 25 am oberen Ende eines aufrechtstehenden Arms 26 gelagert ist. Um die Parabolantenne 24 um das Lager 25 so drehen zu können, daß ihre Höhenlage eingestellt bzw. wieder eingestellt

«5 werden kann, ist eine Justiereinrichtung zur Höhenlagenverstellung vorgesehen, und zwar in Form eines fernsteuerbaren elektrischen Motors 35a. Ein Halter 27 ist fest mit dem unteren Ende des Arms 26 verbunden.

Die Antennenbaugruppe, die die Parabolantenne 24, den Arm 26, den Halter 27 und den Motor 35a umfaßt, ist auf einer Plattform 28 befestigt, wobei eine Justiereinrichtung zur azimutalen Verstellung in Form eines fernsteuerbaren Motors 356 vorgesehen ist, um die Antennenbaugruppe um eine Achse drehen zu können, die senkrecht zur gemeinsamen Berührungsebene zwischen Halter 27 und Plattform 28 ist.

Wie aus dem Folgenden hervorgeht, ist die gemeinsame Berührungsebene zwischen Halter 27 und Plattform 28 im wesentlichen horizontal, so daß die Justiereinrichtungen zur azimutalen Verstellung lediglich zum Drehen der Antennenbaugrupe um eine im wesentlichen senkrechte Achse betrieben werden müssen. Die Justiereinrichtungen zur azimutalen Verstellung sind mit dem Schiffskompaß verbunden und regeln auf diese Weise die Antennenlagerung so, daß das Gieren und die Kursschwankungen des Schiffes aufgehoben werden.

»o Die Plattform 28 ist mittels eines Universalgelenks

29 auf einem mit 30 bezeichneten festen Teil der Schiffskonstruktion kardanisch aufgehangen. Das Teil

30 kann dabei ein Mast oder ein Teil der Deck- oder Brückenkonstruktion sein. Das Universalgelenk 29 weist ein Paar orthogonaler Achsen auf, die jeweils parallel zu den horizontalen Hauptachsen des Schiffes sind, nämlich der Längsachse Bug-Achtern und der Querachse Backbord-Steuerbord. Man kann eine kardanische Aufhängung, wie bei einem Universalge-

6e lenk, jedoch auch so betrachten, als ob sie Achsen habe, die sich in einem »Schwenklagerpunkt« schneiden, wobei als Schwenklagerpunkt ein Puiskt bezeichnet wird, um den die Drehbewegung einer Baueinheit erzwungen ist, die an dem Universalgelenk befestigt

«5 ist.

Von der Plattform 28 ragen in zwei orthogonalen Ebenen angeordnet vier Schenkel 31 hinaus.
Am äußeren Ende jeder der Schenkel 31 ist ein

Gewicht 32 befestigt. Die vier Gewichte 32 sind im Plattform. Die Plattform besteht aus einem Lagergewesentlichen von gleicher Masse und erfüllen einen häuse 37 und vier wegragenden, mit Gewichten versedoppelten Zweck. Einerseits haben sie genügend henen Armen 38. Die Oberseite des Gehäuses 37 ist Masse und sind in geeigneter Weise angeordnet, um derart ausgebildet, daß es einen Halter aufnehmen der Anordnung eine pendelartige Konstruktion zu ge- S und tragen kann, wie den, der in den Fig. 3 und 4 ben, die an dem Universalgelenk 29 dreh- und mit 27 bezeichnet ist. Am Ende jedes Arms 38 ist schwenkbar gelagert ist und die eine lange Schwin- ein Gewicht 39 angeschraubt und dort in einer gegungsdauer besitzt, und andererseits sind ihre Massen wünschten Stellung mittels einer Kontermutter 40 arund ihre Abstände von dem Schwenklagerpunkt des retiert. Jedes Gewicht 40 ist bleigefüllt und besitzt eine Universalgelenks 29 derart, daß die Antennenanord- ι· Masse von ungefähr 30 kg. Die Arme 38 sind in zwei nung ein hohes Trägheitsmoment besitzt. Die Para- koaxialen, zueinander orthogonalen Paaren angeordbolantenne 24 wird im wesentlichen mittels eines Ge- net, und die Gewichte 39 jedes Paars sind etwa 1,4 m gengewichtes 33 ausbalanciert, so daß Änderungen voneinander entfernt.

in der Höhenlage der Parabolantenne 24 weder eine Die Plattform wird mittels eines Universalgelenks

wesentliche Änderung des Trägheitsmoments der »5 innerhalb des Gehäuses 37 von einer Stütze 41 getra-Anordnung noch des Schwerpunkts der Baueinheit gen, die so ausgeführt ist, daß sie fest mit einem Teil nach sich zieht. der Schiffskonstruktion verbunden ist. Ein Verbin-

Jedes der Gewichte 32 besitzt die Masse 25 kg. Sie dungsteil des Universalgelenks ist mit dem oberen sind so angeordnet, daß der Schwerpunkt der Anord- Ende der Stütze 41 verbunden und das andere mit nung ungefähr ³/₄ mm unterhalb des Schwenklager- ·» der Unterseite eines Abstandshalters 42 gemäß der punkts liegt. Eine derartige Anordnung hat ein Trag- Fi g. 6. Bemerkenswert ist dabei, daß Abstandshalter heitsmoment von ungefähr 30 kgm² und eine 42 von verschiedenen vertikalen Abmessungen ver-Schwingungsdauer von ungefähr 45 Sekunden. wendet werden können, um die Lage der Plattform

Die Antennenanordnung ist von einem Radom 34 und der Antennenbaugruppe in vertikaler Richtung überspannt, das Windkräfte davon abhält, die Einstel- »U relativ zum Schwenklagerpunkt des Universalgelenks lung der Antenne zu verändern, und das die Anten- ändern zu können, so daß die Antennenanordnung nenanordnung vor den Umwelteinflüssen durch die nachstellbar ist. um Antennen verschiedener Größen See schützt. Das Radom 34 kann aus jedem Material und Formen verwenden zu können, oder daß die hergestellt sein, das von seiner Art her geeignet ist Plattform für sich ausbalanciert werden kann, wenn und das für elektromagnetische Strahlen der Arbeits- »«· dies erwünscht ist. Bei der erprobten Ausführungsfrequenz durchlässig ist, die im vorliegenden Fall bei form wurde ein Abstandshalter verwendet, durch den etwa 1,6 GHz liegt. der Schwerpunkt der Anordnung 0,75 mm unter dem

Die beschriebene Antennenanordnung ist derart, Schwenklagerpunkt des Universalgelenks angeordnet daß die Antenne für alle Schiffe, vom Trawler bis zum wurde. Das verwendete Gelenk war eine Eigenferti-Tanker, und bei eigentlich allen Bedingungen auf See 35 gung mit Nadelrollenlagern von etwa 11 mm Nenninnerhalb von ±5° stabilisiert werden kann. Dieses durchmesser. Das. Trägheitsmoment der erprobten Maß an Stabilität ermöglicht es, auf einem Schiff eine Anordnung lag etwas über 29 kgm².
Antenne zu verwenden, die so groß ist wie eine Para- In den Versuchen war die Stütze 41 auf der Gier-

bolantenne mit 1 m Durchmesser, wovon angenom- brücke eines unstabilisierten Schiffes von ungefähr men wird, daß dies eine vernünftige obere Grenze für 40 14501 Totgewicht befestigt, das mit einer Einrichtung Antennen ist, die an einer geeigneten Stelle bei der für einen künstlichen bzw. gyroskopischen Horizont Mehrheit der hochseetüchtigen Schiffe verwendet verbunden war, die ein genaues Referenzmaß gegenwerden können. Wenn auch die volle theoretische über einer echten Horizontalebene gab. Um Informa-Stabilität in der Praxis nicht realisiert werden kann, tionen über die momentanen Bewegungen der PIaU so ist doch eine Stabilisierung innerhalb von ungefähr « form infolge des Rollens und Stampfens relativ zum ± 7'/₇° erreichbar, was die Verwendung einer Vier- wahren Horizont zu erhalten, war die Plattform mti fach-Wendelantenne erlaubt, die einen Randstrah- Instrumenten versehen. Dabei wurden Winkelauflengewinn von 16 dB besitzt. Die Verwendung einer nehmer mit geringer Reibung verwendet und deren Vierfach-Wendelantenne hätte den Vorteil, daß die Meßwerte mit denen des künstlichen Horizonts verGröße des Radoms 34, und demnach die Kosten für 5«> glichen. Anschließend wurden die Momenlanwerte die Antennenanordnung, herabgesetzt werden kön- der Winkel durch das Rollen und Stampfen der Plattnen. Wenn das Schilf anderen periodischen Bewegun- form vektoriell addiert, um den absoluten Winkel bzw. gen unterworfen wird, als den bereits beschriebenen die Neigung der Plattform zu jedem Ze^;*.punkt zu ersignifikanten Bewegungen, kann doch angenommen ' halten. Die Neigungswinkel wurden einer statistischen werden, daß die Perioden derartiger Bewegungen & Analyse unterworfen, und ein Histogramm wurde geentweder so kurz sind wie beispielsweise bei den Vi- zeichnet.

brationen durch die Schiffsmaschine, daß sie nur einen Das Histogramm zeigt, daß der Neigungswinkel der

unbedeutenden Einfluß auf die Stabilität der Anten- Plattform den Wert ±5° während der Versuchszeit nenanordnung haben oder daß sie so lang sind wie nur in 0,15% der Zeit überschritt, obwohl angemerkt z. B. die Gezeitenbewegungen der See, daß sie in das ·· werden muß, daß dies eigentlich nur abhängig ist von System nur so viel Energie einbringen, wie es von der der zeitlichen Änderung der Umweltbedingungen auf Lagerreibung aufgenommen werden kann. Es muß See während dieser Zeit. Eine genauere Anzeige des auch bemerkt werden, daß das Trägheitsmoment ge- Stabilisierungseffekts wird durch die Tatsache gegegenüber den Einflüssen von beispielsweise Änderen- . ben, daß der Winkel beim Stampfen für das Schiff gen der Lagerreibung und der Nachgiebigkeit der Mo- «s für 0,13% der Zeit die ± 5° überschritt, während der torzuleitungen ·36 genügend groß ist, so daß diese Winkel beim Stampfen für die Plattform nur für Einflüsse vernachlässigbar sind. 0,05 % der Zeit die ± 5° überschritt, und zwar sowohl

F i e. 5 zeigt eine erprobte kardanisch aufgehangene nach vorn als auch nach hinten. Während der Winkel

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durch das Stampfen bei dem Schiff für 0,015% der Zeit die ± 10° überschritt, war der entsprechende Winkel für die Plattform nur für 0,001 % der Zeit größer als ± 10°. Die Plattform war also offensichtlich deutlich erheblich stabiler als das Schiff.

Bei einer späteren Überprüfung der erprobten Anordnung ergab sich, daß die Reibung in den Lagern des Universalgelenks größer als angenommen war. Das heißt also, daß Lager besserer Qualität die Ergebnisse bei der Anordnung noch verbessern. Eine weitere Verbesserung kann erreicht werden durch die Verwendung eines Universalgelenks vom Gleich-Geschwindigkeits-Typ, d. h. dessen Geschwindigkeitskomponenten konstant sind bzw. dessen Übertragungsverhältnis 1 ist. Das bei den Versuchen »5 verwendete Universalgelenk war eine Kreuzgelenkkupplung und war deshalb nicht von der gewünschten Art, d. h. eine Drehbewegung um eine Drehachse des Verbindungsstücks der Gelenkkupplung wurde nicht ununterbrochen gleichförmig in eine Drehbewegung »° des anderen Verbindungsstücks um seine Drehachse umgesetzt, wenn die Verbindungsstücke gemeinsam geneigt wurden. Es ergab sich also eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit des oberen Verbindungsstücks um seine Drehachse, also demjenigen, das mit der Plattform verbunden ist, woraus sich eine Rückkopplung um diese Drehachse ergibt, wodurch der gyroskopische Effekt sich als Bewegung um eine andere Drehachse zeigt und dadurch die Neigung der Plattform erhöht. Daraus kann entnommen werden, daß die Verwendung eines Universalgelenks des Übertragungsverhältnisses 1 dieses Problem überwindet. Es wurde auch festgestellt, daß die Reibung um beide Drehachsen des Universalgelenks unterschiedlich war, wodurch sich eine sehr kleine, aber im wesentlichen konstante Neigung oder Schlagseite ergab. Eine Antenne auf der Plattform kann trotz dieser Schlagseite genau eingestellt werden, aber es ist selbstverständlich vorzuziehen, die Anordnung symmetrisch auszuführen mit im wesentlichen dem gleichen Gesamtdrehmoment der Coulombschen Reibung um jede der beiden Drehachsen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Regelung der Ausrichtung einer Richtempfangsantenne einer Antennenan-Ordnung auf einem Schiff; mit einer Baueinheit, die die Antenne aufweist und die Masse M kg besitzt, und mit einer Lagereinrichtung zur kardanischen und pendelartigen Aufhängung der Baueinheit auf dem Schiff, mit durch die Lagereinrichtung gebildeten Drehachsen der Baueinheit, wobei die Drehachsen sich in einem Schwenklagerpunkt kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Lagereinrichtung (29) der Schwerpunkt der Baueinheit (23) unterhalb des Schwenklagerpunkts angeordnet ist und von ihm einen Abstand aufweist, der, in Metern, nicht das 0,002fache des minimalen Werts des Quotienten l/M überschreitet, wobei /, in kgm², das Trägheitsmoment der Baueinheit (23) um jede der Drehachsen ist, und daß die Lagereinrichtung (29) ein Gesamtdrehmoment der Coulombschen Reibung um jede der Drehachsen besitzt, das, in Nm, nicht größer ist als das 0,0075fache von /, wodurch die Ausrichtung der Antenne (24) semi-stabilisiert ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (23) eine Stellvorrichtung aufweist, um den Abstand des Schwerpunkts der Baueinheit (23) von dem Schwenklagerpunkt einzustellen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtdrehmoment der Coulombschen Reibung um jede der Drehachsen im wesentlichen gleich groß ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (29) ein Universalgelenk aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Universalgelenk vom Gleich-Geschwindigkeits-Typ ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (23) Justiereinrichtungen (35a, 3Sb) enthält, um die Antenne (24) in eine vorbestimmbare Ausrichtung zu bringen.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiereinrichtungen (35a, 3Sb) eine Justiereinrichtung (356) zur azimutalen Ausrichtung und eine Ju-Stiereinrichtung (35a) zur Höhenausrichtung der Antenne (24) aufweisen.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiereinrichtung (35b) zur azimutalen Ausrichtung während des Betriebes mit einem Schiffskompaß gekoppelt ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (23) von einem Radom (34) abgedeckt ist.