DE3744244A1 - Instrument zur einstellung der elevations- und azimutwinkel bei satellitenkommunikationsantennen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Instrument zur Einstellung und/oder Nachprüfung der Elevations- und Azimutwinkel bei Kommunikations­ antennnen.

Bei der Aufstellung oder Wartungsarbeiten von Satellitenkommunikations­ antennen muß die Antenne eingestellt bzw. die Einstellung nachgeprüft werden und zwar bezogen auf die Azimut- und Elevationswinkelwerte. Die Winkelwerte müssen sehr genau - in der Regel unter 1° Genauigkeit - eingestellt bzw nachgemessen werden. Die Einstellung oder Nachprüfung ist zeitraubend und muß bisher mit zwei verschiedenen mechanischen Meß­ geräten die nicht miteinander koordiniert sind bzw. mit einem hochwerti­ gen elektronischen Meßgerät, z.B. Spektrumanalyser, durchgeführt werden.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung die Einstell- und Kontroll­ zeiten zu verringern.

Nach der Erfindung werden diese Aufgaben dadurch gelöst, daß die zwei Instrumente Neigungsmesser und Kompaß miteinander verbunden werden gem. Anspruch 1.

Die Erfindung wird gem. Anspruch 2 weitergebildet. Die flexible Gestal­ tung der Haltevorrichtung oder die Einbauvorrichtung vereinfacht die Einstellung und Nachprüfung der Winkelwerte erheblich.

Ein besonders einfaches Arbeiten ergibt sich dabei durch die in dem Anspruch 3 angegebenen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, denn ein solches Interferenzmuster reagiert sehr empfindlich auch auf kleine Winkeländerungen und ermöglicht die Feineinstellung, wie sie für den Empfang von Satellitensignalen, ohne daß wie bisher ein hochgenaues elektronisches Meßgerät benötigt wird, erforderlich ist.

Zudem ist die Anbringung des Kompasses am Winkelmesser sowie die seit­ liche Ablesung durch die Gradverschiebung für eine bequeme und schnelle Einstellung oder Nachprüfung der Elevations- und Azimutwinkel von hoher Bedeutung.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegegenstand des Anspruchs 4.

Durch die Befestigung am Antennenempfangskopf oder durch den Einbau in einer genau definierten Lage in der Empfangsanlage wird somit der Elevations- und Azimutwinkel direkt gemessen bzw nachgeprüft.

Die weiteren Einzelheiten und vorteilhaften Weiterbildungen der Erfin­ dung ergeben sich aus den folgenden Ansprüchen, insbesondere ist auf die Anordnung der Teilinstrumente zueinander, die ein dreiachsiges System bilden, mit den dadurch erzielten Freiheitsgraden hervorzuheben.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungen; sie sind in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehen, sowie aus den weiteren Unteransprüchen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine symbolisch dargestellte Empfangsanlage von der Seite be­ trachtet. Elevationswinkel E = Winkel gegenüber Horizont.

Fig. 2 eine symbolisch dargestellte Empfangsanlage von oben be­ trachtet. Azimutwinkel A = Winkel zur Nullmeridian.

Fig. 3 eine symbolisch dargestellte Empfangsanlage mit Beispielen der Anbringung des bevorzugten Instrumentes.

Fig. 4 einen bevorzugten Kompaß sowie die Zuordnung zum Winkelmesser.

Fig. 5 einen bevorzugten Winkelmesser/Kompaß sowie verschiedene Befestigungsvorrichtungen.

Fig. 6 einen bevorzugten Winkelmesser/Kompaß für den Einbau in eine Einbauvorrichtung oder Verwendung ohne Befestigungsvorrichtung.

Fig. 7 einen bevorzugten Winkelmesser/Kompaß in verschiedenen Raumlagen.

Fig. 1 und 2 zeigen die zwei Winkelstellungen Elevation und Azimut, die mit der Erfindung eingestellt bzw nachgeprüft werden. Die Erfindung ist nicht auf diese Anbringung oder Einbaumöglichkeiten oder nur auf diesen Antennentyp beschränkt.

Die bevorzugte Form der Erfindung ist in Fig. 3 am Empfangskopf (30), an dem Antennenspiegel (31) oder Gerüst (32) und im eingebauten Zustand (33) gezeigt. Die Antenne kann seitlich (Azimut) und in der Höhe (Ele­ vation) geschwenkt werden, um auf den zu empfangenden Satelliten gerich­ tet zu werden. Die Erfindung zeigt diese beiden Werte in der bevorzuten Ausführung an.

Fig. 4 zeigt im Detail die Erfindung. Der Winkelmesser (1) bekannter Bauart hat ein Gehäuse (4, 23). Ein Drehknopf (3) dient zur Vorgabe eines Winkelsollwertes entsprechend der Elevationswinkel oder zur Nach­ prüfung des eingestellten Winkels. Die Einstellung, mittels Drehknopf (3), wirkt auf einer drehbaren Scheibe (5), die mit einer Skala (6), die vom Nullpunkt nach links und nach rechts gradiert ist. Die drehbare Scheibe (5) ist mit einem Linienraster (7) versehen. Wenn die Scheibe (5), auf den gewünschten Elevationswinkel, auf der beweglichen Skala (6), zum Nullpunkt auf der Noniusskala (9), eingestellt wird, dreht sich das Raster (7) mit. Innerhalb der Scheibe (5) befindet sich, auf Kugellager gelagert, eine Scheibe mit einem zweiten Raster (8) und unterhalb des Rasters (8) befindet sich ein Gewicht (2), das infolge Schwerkraftwirkung immer die größte Nähe zum Erdmittelpunkt sucht und daher das Raster (8) in exakt horizontale Lage zieht. Bei exaktem Parallelität der beiden Raster (7 und 8) sind im Anzeigerfenster des Winkelmessers breite parallele Linien zu sehen d.h. der an der Skala (6) eingestellte Winkel stimmt mit dem Winkel des Gehäuses (4, 23) oder Befestigungsvorrichtung (25, 26, 22) überein. Bei einer Abweichung der Parallelität erscheinen im Anzeigerfenster des Winkelmessers ein Pfeilmuster.

Durch die Noniusskala (9) kann der Elevationswinkel mit einer Genauig­ keit von 0,2° eingestellt bzw abgelesen werden.

Naturgemäß können auch beliebig andere Winkelmesser verwendet werden, wobei sich aber in der Praxis der beschriebene Winkelmesser als beson­ ders Vorteilhaft erwiesen hat.

Fig. 4 zeigt auch die Anordnung und Befestigung des Kompasses (10). Der Kompaß (10) ist an dem unteren Teil der Scheibe (5) unterhalb und parallel zu dem Raster (7) befestigt. Dadurch dreht sich der Kompaß (10) bei einer Drehung der Scheibe (5) über die Einstellschraube (3) mit und ist bei parallelen Linien im Anzeigerfenster immer exakt in horizon­ taler Lage Zwischen der Befestigung (19) und dem Kompaßträger (17) ist eine Scharnier- oder Klappvorrichtung (14) vorhanden. Durch die Schar­ nier- oder Klappvorrichtung (14) kann der Kompaß (10) immer, auch bei eventueller seitlicher Schräglage des Winkelmessers Fig. 7, in die Horizontale gebracht werden. Der Kompaß (10) wird bei Nichtgebrauch gegen den Winkelmesser (1) hochgeklappt und dient, durch die Kompaß­ trägerscheibe (17) als Schutz für sowohl Kompaß wie auch Winkelmesser.

Fig. 4 zeigt auch den beweglichen Kompaß (10) mit Skalenring (12) auf der schwebende Windrose sowie den äußeren Skalenring (15) und das Peil/Winkelanzeigerfenster (11). Der Skalenring (12) auf der beweglichen Windrose ist im Verhältnis zur Kompaßnadel (16) die im Normalfall nach Norden 0° zeigt, auf Ost um 90° versetzt. Dadurch wird erreicht, daß beim Feilen oder Winkelbestimmung im Fenster (11) der Winkelwert in Richtung (18) d.h. um 90° versetzt angezeigt wird.

Die Versetzung der Kompaßnadel erfüllt den Zweck, daß der richtige Winkelwert des Azimut seitlich zur Antennenabstrahlrichtung (18) ab­ gelesen werden kann.

Der Kompaß kann auch durch das Drehen des Gehäuses (10) um 90° im Uhrzeigersinn als Direktpeilkompaß (21) in der Längsrichtung (21, 18) des Winkelmessers eingesetzt werden. Es ist dabei die Kompensation von 90° bei der Winkelbestimmung zu berücksichtigen.

Fig. 5 zeigt einen anderen bevorzugten Gehäuseform (23) des Winkel­ messers (1) sowie verschiedene Befestigungsvorrichtungen (25, 26). Die Befestigungsvorrichtung (25) besteht aus einem U-Profil und ist mit Befestigungselementen (29) versehen. Als Befestigungselement (29) können Schrauben (wie abgebildet), Spannbleche, Federn etc verwendet werden. Das U-Profil (25) ist in der Breite so ausgelegt, daß ver­ schiedene Trägergrößen z.B. Antennenempfangskopf durch die Befesti­ gungselemente überbrückt werden können. Die Befestigungsschiene (26) ist zur Vergrößerung der Anliegefläche des Instrumentes bestimmt.

Fig. 6 zeigt eine Gehäuseauslegung für den Einbau des Instrumentes in einen Einbaurahmen (22) oder ähnliche Einbauvorrichtung, die an dem Antennenkörper oder dessen Trägergerüst an einem auf die Antennen­ strahlachse bezogenen Winkel befestigt ist.

Fig. 7 zeigt verschiedene Lagen der Antennenanlage zur Horizontale und verschiedene Lagen des bevorzugten Instrumentes, hierbei wird die hervorragende Lösung des dreiachsigen Systems verdeutlicht.

Claims (15)

1. Verfahren zur Einstellung der Elevationswinkel (Fig. 1) - Einfalls­ winkel zum Horizontalen - und Azimutwinkel (Fig. 2) - Orbitposition des Satelliten d.h. Winkelabstand vom Nullmeridian - bei Satelliten­ kommunikationsantennen, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevations­ winkel mit einem Winkelmesser und der Azimutwinkel mit einem Kompaß die in einem Instrument zueinander fixiert angeordnet sind, einge­ stellt oder nachgeprüft werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem vorgegebenen Referenzpunkt an der Satellitensende- und empfangsanlage, eingebaut oder mit einer Befestigungsvorrichtung, das Instrument an die Antenne, Empfangskopf oder Gerüst befestigt oder gehalten wird und die Elevations- und Azimutwinkel eingestellt oder nachgeprüft werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (Elevationswinkel) mit einem auf dem optischen Interfe­ renzprinzip beruhenden Winkelmessers eingestellt oder gemessen wird, bei dem die Lage des einen Linienrasters durch Schwerkraft bestimmt ist und die Lage des anderen Linienrasters durch einen am Winkelmesser ent­ sprechend dem Elevationswinkel eingestellten Sollwinkel bestimmt wird, und daß der Winkel zum Nullmeridian (Azimutwinkel) mit einem am Winkel­ messer seitlich ablesbaren, durch 90° Verschiebung der Gradeinteilung oder Kompaßnadel (Polarisierung) befestigtem Kompaß, bestimmt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, also zur Einstellung oder Nachprüfung der Azimut- und Elevationswinkel bei Satellitenkommunikationsantennen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Befestigung am Antennenempfangs­ kopf (30), Antennenspiegel (31) oder Antennengerüst (32) dienende Haltevorrichtung (25, 26) oder zum festen Einbau (33) dienenden Einbau­ rahmen (22) vorgesehen ist, und daß an dieser Haltevorrichtung (25, 26) oder Einbaurahmen (22) ein Instrument bestehend aus Winkelmeßgerät (1) zur Messung der Elevationswinkel relativ zur Horizontalen oder relativ zur Vertikalen und ein Kompass (10) zur Messung der Azimutwinkel relativ zur Nullmeridian, angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkel­ meßgerät (1) mit einer Einstellvorrichtung (3) zur Einstellung eines Sollwertes für Elevationswinkel (34) oder zur Überprüfung der Elevations­ winkel, und daß der Kompaß (10) mit einer Peilvorrichtung (11) zur Ein­ stellung oder Überprüfung der Azimutwinkel (35) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelmeßgerät (1) mit einer Vorrichtung (7, 8) zur optischen Anzeige von Winkelstellungen der Haltevorrichtung (25, 26) oder Einbauvorrichtung (22) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich­ tung als optisches Interferenzmuster (7, 8) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelmeßgerät (1) eine mit einer drehbaren Skala (5, 6) verbundene transparente Rasteranordnung (7) sowie eine zweite, relativ zu ihr verdrehbare und durch Schwerkraftwirkung jeweils in eine bestimmte Lage zur Senkrechten einstellbaren Raster­ anordnung (8) aufweist. Diese Rasteranordnung ergibt bei Koinzidenz von Soll- und Istwert ein bestimmtes optisches Interferenzbild.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompaß mit einer um 90° im Uhrzeiger­ sinn versetzten Gradteilung (12), für die um 90° zu Peilrichtung ver­ versetzten Peilung (20), und einem drehbaren oder festen Kompaß­ gehäuse (15) für die Peilung in die Peilrichtung (21), versehen ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompaß (10) an dem Winkelmesser (1) parallel zur Peilrichtung (18) und parallel zum Winkelmesser (1), drehbare Scheibe (15), Haltevorrichtung (25, 26) oder Einbaurahmen (22) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompaß (10) an dem Winkelmesser (1), an der durch die Einstellvor­ richtung (3) einstellbare Scheibe (5) mit einer Befestigungsanordnung (19) befestigt ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Kompaß (10) und der Bestigungsanordnung (19) mit einer Scharnier- oder Klappvor­ richtung (14) versehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharnier- oder Klappvorrichtung (14) für eine Einstellung des Kompasses (10) von eingeklappt - relativ zum Winkelmesser - bis stufenlos nach unten ausgelegt ist.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (25) einem U-Profil (24) oder ähnliches Gebilde mit Befestigungsschrauben (29) oder Klammer versehen ist.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (25, 26) und die Ein­ bauvorrichtung (22) zu der Scheibe (5) und Kompaß (10) parallel ange­ ordnet ist.