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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Antenne, die imstande ist, eine
Mehrzahl von Kommunikationssatelliten auf einmal zu erfassen und
zu verfolgen und auf einer Bodenstation eines Satelliten-Kommunikationssystems
benutzt wird.
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Gegenwärtig sind
etwa zweihundert umlaufende Kommunikations-Satelliten von der Erde
gestartet, und es ist möglich,
von jedem Punkt auf der Erde mit mindestens einigen Satelliten zu
kommunizieren. Als ein Satelliten-Kommunikationssystem, das diese umlaufenden
Kommunikations-Satelliten verwendet,
werden das Iridium-System und ein Sky-Bridge-System vorgeschlagen und für die praktische
Verwendung entwickelt.
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Bei
diesem Satelliten-Kommunikationssystem ist es notwendig, da ein
umlaufender Satellit den Scheitelpunkt in 10 min oder so durchläuft, Satelliten des
Kommunikationsteilnehmers sequentiell umzuschalten, um eine sequentielle
Kommunikation in der Bodenstation einzurichten. Daher muss eine
Mehrzahl von Antennen, die imstande sind, umlaufende Kommunikationssatelliten
zu erfassen und zu verfolgen, in der Bodenstation bereitgestellt
werden. Während
eine Antenne einen Satelliten verfolgt und mit diesem Satelliten
kommuniziert, beginnt eine andere Antenne einen andren umlaufenden
Satelliten zu erfassen und zu verfolgen, und schaltet den Kommunikationsteilnehmer
um, bevor die Kommunikation mit dem vorhergehenden Satelliten ausfällt.
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Bei
der herkömmlichen
Antenne, die einen umlaufenden Satelliten erfasst und verfolgt,
wird ein Antennenabschnitt vom parabolischen Typ oder Phasen-Array-Typ
an einem Treibersteuermechanismus zum Drehen des Antennenabschnitts
um die Azimutachse oder Elevationsachse angebracht. Dieser Treibersteuermechanismus
dreht den Antennenabschnitt in Übereinstimmung
mit der Bewegung eines Satelliten des Kommunikationsteilnehmers,
wodurch der Antennenstrahl in die Richtung des Satelliten gerichtet
wird.
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Das
oben erwähnte
Satelliten-Kommunikationssystems benutzt eine Mehrzahl der oben
erwähnten
Antennen als Einrichtungen der Bodenstation, und es ist notwendig,
jede Antenne so anzuordnen, dass sie keinen Antennenstrahl blockiert.
Wenn beispielsweise zwei Parabolantennen angeordnet werden, die
jeweils einen runden Reflexspiegel von 45 cm Durchmesser aufweisen,
ist es notwendig, sie in einem Abstand von etwa 3 m anzuordnen,
um nicht jeden Strahl in der horizontalen Richtung zu blockieren.
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Somit
ist ein großer
Raum erforderlich, um eine Mehrzahl von Antennen einzustellen, und
es ist extrem schwierig, sie in einer üblichen Wohnung oder Haus einzurichten.
Daher ist eine Antenne erwünscht,
die eine Mehrzahl von Kommunikationssatelliten verfolgen und die
kompakt in einem relativ kleinen Raum eingerichtet werden kann,
um das Satelliten-Kommunikationssystem in einer Wohnung zu verteilen,
wenn der Betrieb des Satelliten-Kommunikationssystems
gestartet wird. Ferner ist ein einfaches Herstellungs- und Montageverfahren
bei der Herstellung der Antenne erwünscht.
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Wie
oben erwähnt,
kann die herkömmliche Antenne
zum Erfassen und Verfolgen eines umlaufenden Satelliten nur einen
Satelliten verfolgen. Daher ist es notwendig, eine Mehrzahl von
Antennen zu verwenden, um eine Mehrzahl von umlaufenden Kommunikationssatelliten
auf einmal zu erfassen und zu verfolgen. In diesem Fall muss jede
Antenne in einem guten Abstand positioniert sein, um einander nicht
zu blockieren, wodurch ein großer
Raum für die
Installation erforderlich ist. Somit ist eine Antenne erwünscht, die
eine Mehrzahl von Kommunikationssatelliten erfassen und verfolgen
kann, und die kompakt in einem relativ kleinen Raum eingerichtet
werden kann, um das Satelliten-Kommunikationssystem weit zu verbreiten.
Ferner ist ein einfaches Herstellungs- und Montageverfahren der
Antenne bei dem Herstellungsprozess der Antenne erwünscht. Eine weitere
Antenne des Stands der Technik wird in der FR 2 770 343 offenbart.
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Um
die obigen Anforderungen zu verwirklichen, besteht eine Aufgabe
der Erfindung darin, ein Verfahren für die einfache Herstellung
und Montage der Antenne bereitzustellen, die eine verbesserte elektrische
Eigenschaften aufweist, wenn eine Antenne bereitgestellt wird, die
eine Mehrzahl von umlaufenden Kommunikationssatelliten auf einmal
erfassen und verfolgen kann, und die kompakt in einem relativ kleinen
Raum eingerichtet werden kann.
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Um
die obigen Probleme zu lösen,
umfasst eine erfindungsgemäße Antenne
eine sphärische Linse
zum Bündeln
von elektronischen Wellen; eine Mehrzahl von sendenden und empfangenden
Modulen, die sich unabhängig
bei einem im wesentlichen konstanten Abstand von einer unteren sphärischen Oberfläche der
sphärischen
Linse bewegen; eine Antriebseinheit zum Bewegen der Mehrzahl von übertragenen
und empfangenen Modulen zu beliebigen Positionen; und ein Radom
zum Abdecken mindestens einer oberen hemisphärischen Oberfläche, die eine
Elektro-Strahl-Bildungsoberfläche
der sphärischen
Linse wird, bei dem eine Schaummaterialschicht dazwischen angeordnet
ist, um die sphärische
Linse und das Radom einstückig
auszubilden, und das Radom angepasst ist, um die sphärische Linse
zu tragen.
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Gemäß der obigen
Konfiguration kann, da eine Mehrzahl von leistungsversorgenden Abschnitten
an einer sphärischen
Linse angeordnet sein kann, die Antenne eine Mehrzahl von Kommunikationssatelliten
verfolgen, und sie kann in einem kleinen Raum eingerichtet werden.
Da es außerdem
unnötig ist,
ein tragendes Element zum Tragen der sphärischen Linse in dem Hauptkörper der
Antenne bereitzustellen, kann die Antenne kompakter ausgeführt werden.
Da kein tragendes Element erforderlich ist, wird verhindert, dass
der Wellenstrahl außerdem durch
das tragende Element gestört
wird, und es wird möglich,
den Wellenstrahl bis zu in einem niedrigen Wellenwinkel zu schwenken,
so dass es möglich wird,
einen erlaubten Bereich einer Mehrzahl von leistungsversorgenden
Vorrichtungen über
den gesamten Bereich einer unteren sphärischen Fläche der sphärischen Linse zu vergrößern.
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Das
Schaummaterial ist aus einem Material gebildet, das eine Dielektrizitätskonstante
aufweist, die niedriger als die der sphärischen Linse ist. Dadurch
kann der Einfluss auf einen Funk-Wellenstrahl im wesentlichen aufgehoben
werden.
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Eine
Mehrzahl von konkaven Abschnitten und eine Mehrzahl von konvexen
Abschnitten, die zueinander in einer Tiefe angepasst (oder in Eingriff
genommen) werden müssen,
die viel kleiner als die Wellenlänge
des Funk-Wellenstrahls ist, werden mindestens an einer Seite zwischen
der sphärischen
Linse und der Schaummaterialschicht und zwischen der Schaummaterialschicht
und dem Radom ausgebildet. Gemäß dieser
Struktur kann die Verbindungsfestigkeit zwischen der sphärischen
Linse und der Schaummaterialschicht oder zwischen der Schaummaterialschicht
und dem Radom erhöht
werden, ohne Funk-Wellenstrahlen zu beeinflussen.
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Bei
einem Verfahren zum einstückigen
Ausbilden einer sphärischen
Linse und eines Radoms für die
Antenne wird Schaummaterial in einem Raum zwischen der sphärischen
Linse und dem Radom in einem Zustand gefüllt, bei dem die sphärische Linse und
das Radom positioniert sind. Gemäß diesem Verfahren
wird, da die sphärische
Linse und das Radom in einer einstückigen Weise, beispielsweise
an einem Installationsplatz der Antenne, gebildet werden können, die
Transportfähigkeit
der jeweiligen Teile der Antenne verbessert, es leichter, die Antenne zusammen
zu bauen, und das Arbeiten an Ort und Stelle wird vereinfacht.
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Bei
einem Montageverfahren wird, nachdem die sphärische Linse in einem Zustand
positioniert ist, bei dem das Radom umgekehrt ist, Schaummaterial zwischen
der sphärischen
Linse und dem Radom gefüllt,
damit sie miteinander einstückig
sind, und das Radom wird an einem vorbestimmten Abstand des Hauptkörpers befestigt.
Gemäß diesem
Verfahren werden Füllarbeiten
vereinfacht.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle notwendigen Merkmale, so dass die Erfindung ebenfalls eine
Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
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Die
Erfindung kann vollständiger
aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden
werden, in denen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die die Struktur einer Antenne gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 eine
Teil-Querschnittsansicht gemäß der gleichen
Ausführungsform;
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3 eine
schematische Ansicht, die die Funktion einer sphärischen Linse gemäß der gleichen
Ausführungsform
zeigt;
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4 eine
perspektivische Ansicht, die den Umriss einer Positionierungssteuerung
eines Sende- und Empfangsmoduls gemäß der gleichen Ausführungsform
zeigt;
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5 ein
Ablaufdiagramm, das den Umriss der Positionierungssteuerung des
sendenden und empfangenden Moduls gemäß der gleichen Ausführungsform
zeigt;
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6A und 6B Querschnittsansichten, die
jeweils ein Verfahren zum Bilden einer Schicht aus dem bei der gleichen
Ausführungsform
verwendeten Schaummaterial zeigt;
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7A und 7B Querschnittsansichten zum
Beschreiben eines Verfahrens zum Verbessern der Verbindung des Radoms
und der Schaummaterialschicht sowie der Verbindung der sphärischen
Linse und der Schaummaterialschicht, die bei der gleichen Ausführungsform
verwendet wird;
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8A und 8B Querschnittsansichten zum
Beschreiben eines Verfahrens zum Verbessern der Verbindung der sphärischen
Linse und der Schaummaterialschicht, die bei der gleichen Ausführungsform
verwendet wird; und
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9A und 9B Querschnittsansichten zum
Beschreiben eines Verfahrens zum Verbessern der Verbindung der sphärischen
Linse und der Schaummaterialschicht, die bei der gleichen Ausführungsform
verwendet werden.
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Hier
wird nachstehend eine Ausführungsform
der Erfindung ausführlich
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 und 2 sind schematische
Aufbauansichten, die eine Antenne 11 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigen. 1 ist eine perspektivische Ansicht,
die einen Teilausschnitt zeigt, und 2 ist eine
Teil-Querschnittsansicht.
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In 1 und 2 ist
die Antenne 11 gemäß der Ausführungsform
der Erfindung ausgestaltet, so dass eine im wesentlichen kreisförmige drehbare
Basis 13 auf einer im wesentlichen kreisförmigen festen Basis 12 um
eine erste Rotationsachse (Azimutachse) Y drehbar angebracht ist,
und dass eine sphärische
Linse 12 eingestellt ist, so dass ihre Mitte an der ersten
Rotationsachse Y angeordnet ist.
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Die
feste Basis 12 ist ausgestaltet, so dass sich einige von
dem Umfangsabschnitt zu der Mitte erstreckende Stützelemente
oder Timber 122 auf einer Basisplatte 121 ausgebildet
sind, die an dem Boden oder einem Gebäude befestigt ist, und dass
ein Lager 123 für
eine Riemenscheibe an dem distalen Ende jedes Timbers 122 angebracht
ist. Ferner sind auf der Basisplatte 121 ein Motor 15 zum
Drehen der drehbaren Basis 13 und ein Controller für sendende und
empfangende Module 18 zum Zuführen der Leistung an ein Paar
von sendenden und empfangenden Modulen 16 und 17,
die später
beschrieben werden, die ein Signal senden bzw. empfangen, und die
eine Positionierungssteuerung daran durchführen, zwischen den Timbern 122 positioniert.
Der Motor 15 ist auf eine Weise angebracht, um seine Rotationsachse nach
oben in den Zeichnungen zu richten, und eine Walze 19 ist
an der Rotationsachse angebracht.
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Die
drehbare Basis 13 ist mit dem obigen Lager 123 an
dem Boden eines zylindrischen Trägers 131 im
Eingriff, wobei ein hervorstehender Abschnitt 132 zum Tragen
der gesamten drehbaren Basis 13 auf eine drehbare Weise
mit der drehbaren Basis 13 einstückig ausgebildet ist, und ein
hervorstehender Abschnitt 133 zum Drehen der gesamten drehbaren Basis 13 in
engem Kontakt mit der Walze 19 durch die Rotation der Walze 19,
die an der Rotationsachse des Motors 15 angebracht ist,
ist mit der drehbaren Basis 13 um deren Umfangsoberfläche einstückig ausgebildet.
Ferner sind an der lateralen Seite des Trägers 131 ein Paar
von Armen 134 und 135 mit der drehbaren Basis 13 an
den gegenüberliegenden
Positionen der ersten Rotationsachse Y integriert. Diese Arme 134 und 135 erstrecken
sich von dem Träger 131 entlang
der Oberfläche
der sphärischen
Linse 14 in einer U-Form, und die distalen Endabschnitte
der Arme sind an Positionen platziert, die der Mitte des sphärischen
Linse 14 entsprechen, an einer zweiten Rotationsachse (Elevationsachse)
X in einem rechten Winkel von der ersten Rotationsachse.
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Ein
Durchgangsloch ist an jedem distalen Endabschnitt des Paars von
Armen 134 und 135 an der Position ausgebildet,
die der zweiten Rotationsachse X entspricht. Tragende Stifte 21 und 22,
die an den beiden Endabschnitten einer Führungsschiene 20 befestigt
sind, werden in diese durch Löcher
eingeführt.
Die Führungsschiene 20 ist
in einer Bogenform mit einem konstanten Abstand von der Mitte der sphärischen
Linse 14 ausgebildet und wird auf eine drehbare Weise um
die zweite Rotationsachse X durch Einführen der tragenden Stifte 21 und 22 in
die Durchgangslöcher
des Paars der Arme 134 und 135 getragen.
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Der
an einem Endabschnitt der Führungsschiene 20 befestigte
tragende Stift 21 wird in das Durchgangsloch des Arms 134 eingeführt, und
eine Unterlegscheibe 23 ist an dem Endabschnitt befestigt,
damit der Stift 21 nicht abfällt. Der an dem anderen Ende
der Führungsschiene 20 befestigte
tragende Stift 22 wird in das Durchgangsloch des Arms 135 eingeführt, und
eine Riemenscheibe 24 wird an dem anderen Ende angebracht,
damit der Stift 22 nicht abfällt. Ein weiteres Durchgangsloch
wird unter dem Durchgangsloch des Arms 135 parallel zu
dem gleichen Durchgangsloch ausgebildet, und ein Elevationswinkel-Einstellmotor 25 ist
an dem Arm 135 auf eine Weise angebracht, so dass seine
Rotationsachse in diesem Durchgangsloch liegt. Eine Riemenscheibe 26 mit
kleinerem Durchmesser als der der Riemenscheibe 24 wird
an dem Endabschnitt der Rotationsachse des Motors 25 angebracht,
und ein Riemen 27 wird zwischen der Riemenscheibe 24 und
der Riemenscheibe 26 bereitgestellt. Somit wird die Rotation
des Motors 25 zu dem tragendem Stift 22 durch die
Riemenscheibe 26, dem Riemen 27 und der Riemenscheibe 24 auf
eine Weise übertragen,
so dass die Geschwindigkeit verringert wird, wodurch sich die Führungsschiene 20 um
die zweite Rotationsachse X dreht.
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Ein
Paar von sendenden und empfangenden Modulen 16 und 17 sind
automatisch in der Führungsschiene 20 installiert.
Obwohl es verschiedene Verfahren eines automatischen Installationsmechanismus
gibt, wird dessen Beschreibung hier weggelassen, da er sich nicht
direkt auf die Erfindung bezieht. Die sendenden und empfangenden
Module 16 und 17 sind mit dem Controller 18 jeweils
durch Spiralkabel 28 und 29 verbunden, um frei
auf der Führungsschiene 20 gemäß einem
Treibersteuersignal von dem Controller 28 zu laufen und
bei einer spezifizierten Position anzuhalten. Die jeweiligen sendenden
und empfangenden Module 16 und 17 sind mit kastenförmigen Antennenelementen 30 und 31 an der
gegenüberliegenden
Oberfläche
der sphärischen Linse 14 versehen,
die angepasst sind, um den Strahl zu der Mitte der sphärischen
Linse 14 zu drehen. Elektrische Wellen werden zu der Mitte
der sphärischen
Linse 14 gestrahlt, und die aus der Richtung der sphärischen
Linse 14 zurückkehrenden elektrischen
Wellen werden durch Bereitstellen der Leistung von dem Controller 18 zu
den Antennenelementen 30 und 31 empfangen.
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Die
oben erwähnte
Struktur ist vollständig
mit einem tassenförmigen
Radom 33 abgedeckt, und der Boden des Radoms 33 ist
mit dem Umfangsabschnitt des Basements 121 verbunden. Dieses
Radom 33 ist aus dem Material hergestellt, das die Permeabilität von elektrischen
Wellen und die niedrige Wärmeleitfähigkeit
von beispielsweise Harz aufweist.
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Die
sphärische
Linse 14 wird ebenfalls eine sphärische dielektrische Linse
genannt, und ihre sphärische
Oberfläche
ist mit einer dielektrischen Substanz beschichtet, um die nahezu
parallel durch diese Schicht laufenden elektrischen Wellen an einem
Punkt zu bündeln. 3 ist
eine schematische Ansicht, die die Funktion der sphärischen
Linse 14 zeigt. Obwohl die in 3 gezeigte
sphärische
Linse 14 eine vierschichtige Struktur aufweist, ist die
Anzahl der Schichten des Dielektrikums nicht darauf beschränkt. Bei
der sphärischen
Linse 14 wird im allgemeinen die Dielektrizitätskonstante
des geschichteten Dielektrikums in der äußeren Schicht niedriger. Aufgrund
des Unterschieds in der dielektrischen Leitfähigkeit jeder Schicht können die
durchlaufenden elektrischen Wellen auf die gleiche Weise wie einer optischen
Linse gebrochen werden. Schaummaterial, wie beispielsweise Polystyrol
(expandiertes Polystyrol) wird für
jede Schicht verwendet, und die Dielektrizitätskonstante wird durch Ändern der
Schaumrate verändert.
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Der
Controller für
die sendenden und empfangenden Module 18 ist mit einer
Host-Einheit (nicht dargestellt) verbunden, die in einem Gehäuse positioniert
ist, wobei Informationen bezogen auf die Position eines Satelliten
von der Host-Einheit
eingegeben wird, um anzufragen, wo die beiden sendenden und empfangenden
Module 16 und 17 zu platzieren sind, und der erste
Rotationsachsen-treibende Motor 15 und, der zweite Rotationsachsen-treibende
Motor 25 werden angetrieben, um die sendenden und empfangenden
Module 16 und 17 an den entsprechenden Positionen
zu platzieren, bei denen die jeweiligen Module 16 und 17 frei
laufen sollen.
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Die
Funktion einer Antenne gemäß der obigen
Struktur wird mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. 4 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Umriss einer Positionierungssteuerung
eines sendenden und empfangenden Moduls zeigt, und 5 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Prozedur der Positionierungssteuerung
eines sendenden und empfangenden Moduls zeigt.
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Zuerst
werden grobe Positionen s1 und s2 der beiden ausgewählten Satelliten 41 und 42,
die für eine
Kommunikation geeignet sind, von der Host-Einheit an den Controller 18 geliefert
(SCHRITT 11).
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Wie
in 4 dargestellt ist, berechnet der Controller 18 zwei
Positionen P1 und P2, an denen die sendenden und empfangenden Module 16 und 17 (genauer
gesagt, deren Antennenelemente 30 und 31) platziert
sein sollten, um die beiden sendenden und empfangenden Module 16 und 17 an
a1 und a2 zu platzieren, die sich von den gelieferten Positionen s1
und s2 der beiden Satelliten durch die Mitte der sphärischen
Linse 14 erstrecken (SCHRITT 12).
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Der
Controller 18 dreht die drehbare Basis 13 durch
Treiben des Motors 15, um die zweite Rotationsachse X an
den Schnittpunkten einer ersten virtuellen Ebene S zu platzieren,
die die beiden Positionen P1 und P2 enthält, an denen die sendenden
und empfangenden Module 16 und 17 positioniert
sein sollten und der Mitte O der sphärischen Linse 14,
und eine zweite virtuelle Ebene H, die in einem rechten Winkel der
ersten Rotationsachse Y der drehbaren Basis 13 steht, sowie
auch durch die Mitte der sphärischen
Linse 14 laufen (SCHRITT 13).
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Nach
der Rotation der drehbaren Basis 13 oder zur gleichen Zeit
der Rotation der drehbaren Basis 13 treibt der Controller 18 den
Elevationswinkel-Einstellmotor 25, um die Führungsschiene 20 um die
zweite Rotationsachse X zu drehen, um die Führungsschiene 20 an
den Positionen P1 und P2 zu überlagern
(SCHRITT 14).
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Nach
dem Treiben des Elevationswinkel-Einstellmotors 25 oder
zur gleichen Zeit des Treibens des Elevationswinkel-Einstellmotors 25 steuert
der Controller 18 die sendenden und empfangenden Module 16 und 17 an
der Führungsschiene
20, um sie zu den Positionen P1 und P2 zu bewegen (SCHRITT 15).
Dies kann durch die Anfangspositionierung der sendenden und empfangenden
Module 16 und 17 erreicht werden.
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Die
beiden umlaufenden Satelliten 41 und 42 bewegen
sich auf der Umlaufbahn in etwa 10 Minuten von der Zeit der Erscheinens
bis zu der Zeit des Verschwindens hinter dem Horizont. Die Antenne 11 gemäß der Form
der Erfindung verfolgt die sich mit einer hohen Geschwindigkeit
bewegenden Satelliten s1 und s2 wie folgt.
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Nach
Erreichen der Anfangspositionierung wird die genauere Position um
einen der beiden Satelliten 41 und 42, beispielsweise
des Satelliten 41 (einschließlich ebenfalls der Position
nach der Bewegung) gesucht (erster Suchprozess: SCHRITT 21). Die
Position des Satelliten 41 wird wie folgt gesucht.
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Der
Elevationswinkel-Einstellmotor 25 wird bidirektional in
kleinsten Beträgen
gedreht, um die Führungsschiene 20 bidirektional
um die zweite Rotationsachse X in kleinsten Beträgen zu drehen, und um das sendende
und empfangenden Modul 16, das an der Führungsschiene 20 positioniert
ist, entsprechend dem Satelliten 41 zur gleichen Zeit bidirektional
in Tracerbeträgen
zu bewegen. Dies kann das sendende und empfangende Modul 16 innerhalb
der kleinen zweidimensionalen sphärischen Oberfläche bewegen.
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Während der
Bewegung in dieser sphärischen
Oberfläche
wird ein Punkt Q1 gesucht, der eine gute Kommunikation zwischen
dem Satelliten 41 und dem sendenden und empfangenden Modul 16 erhalten
kann. Der Zustand, gut oder schlecht, der Kommunikation kann durch Überwachen
der Stärke eines
empfangenen Signals beurteilt werden. Der Punkt Q1 kann beurteilt
werden, an einer Achse positioniert zu sein, die sich von der genaueren
Position des Satelliten 41 durch die Mitte O der sphärischen Linse 14 erstreckt.
Die Suche nach dem Punkt Q1 kann nämlich die genauere Position
des Satelliten 41 verraten.
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Es
werden Positionen an jeder Achse berechnet, die sich von der Position
des Satelliten 41, die von dem ersten Suchprozess gesucht
wurde, durch die Mitte O der sphärischen
Linse 14 erstreckt und die sich von der Position des anderen
Satelliten 42 vor einer Suche nach der Positionsänderung
in dem ersten Suchprozess durch die Mitte O der sphärischen
Linse 14 erstreckt. In diesem Fall werden die beiden Positionen
Q1 und P2 erkannt (SCHRITT 22).
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Der
Motor 15 wird angetrieben, um die drehbare Basis 13 zu
drehen, um die zweite Rotationsachse X an den Schnittpunkten der
zweiten virtuellen Ebene H und der ersten virtuellen Ebene S, die
die beiden Positionen Q1 und P2, bei denen die sendenden und empfangenden
Module 16 und 17 als nächstes positioniert sein sollten,
so wie auch der Mitte O der sphärischen
Linse enthält,
zu platzieren (SCHRITT 23).
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Nach
der Rotation der drehbaren Basis 13 oder zur gleichen Zeit
der Rotation der drehbaren Basis 13 treibt der Controller 18 den
Elevationswinkel-Einstellmotor 25, um die Führungsschiene 20 um die
zweite Rotationsachse X zu drehen, um sie mit den Positionen Q1
und P2 zu überlagern
(SCHRITT 24).
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Nach
dem Treiben des Elevationswinkel-Einstellmotors 25 oder
zur gleichen Zeit des Antriebs des Elevationswinkel-Einstellmotors 25 bewegt
der Controller 18 die sendenden und empfangenden Module 16 und 17 zu
den Positionen Q1 und P2 entlang der Führungsschiene 20 (SCHRITT 25).
Dies kann die Verfolgungspositionierung des sendenden und empfangenden Moduls 16 erreichen,
während
die Position P2 des sendenden und empfangenden Moduls 17 beibehalten
wird. Die Form dieser Steuerung ist als eine nicht wechselwirkende
Steuerung zu bezeichnen.
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Nach
Erreichen der Verfolgungspositionierung des sendenden und empfangenden
Moduls 16 wird die genauere Position des anderen Satelliten 42 zu
dieser Zeit (einschließlich
der Position nach der Positionsänderung)
der beiden Satelliten 41 und 42 gesucht (zweiter
Suchprozess: SCHRITT 31). Die Suche nach der Position des
Satelliten 42 wird auf die gleiche Weise wie die Suche
nach der Position des Satelliten 41 durchgeführt.
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Es
werden die Positionen an jeder Achse berechnet, die sich von der
Position des Satelliten 42, der bei dem zweiten Suchprozess
gesucht wurde, durch die Mitte O der sphärischen Linse 14 erstreckt, und
die sich von der Position des Satelliten 41 vor der Suche
nach der Position in dem zweiten Suchprozess (nach der Suche nach
der Position bei dem ersten Suchprozess) durch die Mitte O der sphärischen Linse 14 erstreckt.
In diesem Fall werden die beiden Positionen Q1 und Q2 erkannt (SCHRITT 32).
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Der
Motor 15 wird angetrieben, um die drehbare Basis 13 zu
drehen, um die zweite Rotationsachse X an den Schnittpunkten der
zweiten virtuellen Ebene H und der ersten virtuellen Ebene S, die
die beiden Positionen Q1 und Q2, bei denen die sendenden und empfangenden
Module 16 und 17 als nächstes positioniert sein sollten,
sowie auch die Mitte O der sphärischen
Linse 14 enthält,
zu platzieren (SCHRITT 33).
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Nach
Rotation der drehbaren Basis 13 oder zur gleichen Zeit
der Rotation der drehbaren Basis 13 treibt der Controller 18 den
Elevationswinkel-Einstellmotor 25, um die Führungsschiene 20 um
die zweite Rotationsachse X zu drehen, um die Führungsschiene 20 mit
den Positionen Q1 und Q2 zu überlagern (SCHRITT 34).
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Nach
dem Treiben des Elevationswinkel-Einstellmotors 25 oder
zur gleichen Zeit des Treibens des Elevationswinkel-Einstellmotors 25 bewegt
der Controller 18 die senden den und empfangenden Module 16 und 17 zu
den Positionen Q1 und Q2 entlang der Führungsschiene 20 (SCHRITT 35).
Dies kann die Verfolgungspositionierung des sendenden und empfangen
den Moduls 17 nicht-interaktiv erreichen, während die
Position Q1 des sendenden und empfangenden Moduls 16 beibehalten
wird.
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Hier
ist es nachstehend möglich,
die beiden Satelliten 41 und 42 sequentiell zu
verfolgen, indem sich ein sequentielles Durchführen der Verfolgungspositionierung
des sendenden und empfangenden Moduls 16 und der Verfolgungspositionierung
des sendenden und empfangenden Moduls 17 abwechseln. Wenn
sich die beiden Satelliten 41 und 42 einander
nähern
und einer den anderen überholt,
wird ein zu verfolgender Satellit zwischen den sendenden und empfangenden
Modulen 16 und 17 an diesem Durchlaufpunkt umgeschaltet,
wobei eine Verfolgungssteuerung mit Leichtigkeit ermöglicht wird.
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Wenn
elektrische Wellen von den sendenden und empfangenden Modulen 16 und 17 abgestrahlt
werden, die auf diese Weise positioniert sind, werden die gestrahlten
Wellen in Wellen umgewandelt, die parallel fortschreiten, in dem
sie sequentiell durch die beschichteten dielektrischen Substanzen laufen,
und sie werden an die Satelliten 41 und 42 als die
parallelen elektrischen Wellen gesendet (siehe 3).
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Während die
parallel von den Satelliten 41 und 42 abgestrahlten
elektrischen Wellen durch die sphärische Linse 14 laufen,
werden sie im Brennpunkt gebündelt,
wo die sendenden und empfangenden Module 16 und 17 platziert
sind und von den sendenden und empfangenden Module 16 und 17 wirksam
empfangen werden (siehe 3).
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Wie
oben erwähnt
sind bei der Antenne, die die obige Struktur aufweist, die beiden
sendenden und empfangenden Module 16 und 17 an
der gegenüberliegenden
Seite einer sphärischen
Linse 14 platziert, um keine Bewegung zu stören, wodurch
die Verfolgung der beiden Satelliten 41 und 42 auf
einmal und die Installation in einem kleinen Raum ermöglicht wird.
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Die
tragende Struktur der sphärischen
Linse 14 wird zu einem Problem. Das heißt, dass die sphärische Linse 14 so
schwer und sphärisch
ist, dass sie schwierig zu tragen ist. Ferner ist es unmöglich, da die
sendenden und empfangenden Module 16 und 17 an
einer beliebigen Position an der Seite der unteren Hemisphäre der sphärischen
Linse 14 platziert werden, die sphärische Linse 14 an
ihrer unteren Seite zu tragen. Ferner blockiert eine Tragevorrichtung
notwendigerweise die Oberfläche
des Durchgangs der elektrischen Welle, was eine Beeinträchtigung
der elektrischen Eigenschaft der sphärischen Linse 14 verursacht.
Dies erfordert, dass die tragende Struktur eine starre Festigkeit
aufweist, die ausreicht, um mit der Anwendungsumgebung fertig zu
werden, sowie auch imstande ist, eine bevorzugte elektrische Eigenschaft
beizubehalten.
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Als
ein einfaches Verfahren gibt es ein Trage-Verfahren zum Halten der
sphärischen
Linse zwischen den beiden Seiten, und ein Achsen- bzw. Wellen-verwendendes
Verfahren eines Haltens einer Welle, die in die sphärische Linse
eingeführt
ist.
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In
dem Fall des Trage-Verfahrens erfordert ein tragendes Element zum
Halten der sphärischen Linse
eine erhebliche Festigkeit, die ausreicht, um mit der Masse der
sphärischen
Linse fertig zu werden. Sogar wenn das Material mit guter Permeabilität von elektrischen
Wellen für
das tragende Instrument verwendet wird, erhöht sich die elektrische Beeinträchtigung
stark. Da der tragende Abschnitt insbesondere mit Bezug auf die
Achse nicht in allen Richtungen symmetrisch ist, verursacht der
tragende Abschnitt eine Beeinträchtigung
durch Beschädigen
der elektrischen Symmetrie um die Achse, was eine Eigenschaft der
sphärischen
Linse ist. Da die sphärische
Linse eine hohe Schaumrate in dem Schaummaterial auf ihrer Oberfläche aufweist,
hat sie ferner keine Oberflächenfestigkeit,
die ausreicht, um die gesamte Masse zu tragen.
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Andererseits
ist es in dem Fall des Wellen-verwendenden Verfahrens möglich, die
Welle aus dem gleichen Material mit der gleichen Schaumrate herzustellen,
wie die der Innenschicht der sphärischen
Linse, um die Festigkeit ausreichend beizubehalten, um die gesamte
sphärische
Linse zu tragen. Dieses Verfahren verschlechtert auch die elektrische Eigenschaften.
Da die Welle nicht symmetrisch in Bezug auf die Achse ausgebildet
werden kann, verursacht dies eine Beeinträchtigung der elektrischen Symmetrie,
die für
die sphärische
Linse charakteristisch ist.
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Dann
ist unter Berücksichtigung
des an dem oberen Abschnitt der sphärischen Linse 14 positionierten
Radoms 33 die Erfindung ausgestaltet, um die sphärische Linse 14 mit
dem Radom 33 durch Einfüllen
des Schaummaterials zwischen der sphärischen Linse 14 und
dem Radom 33 zu kombinieren, um eine Schaummaterialschicht 34 zu
bilden, wodurch die sphärische
Linse 19 von der Seite des Radoms 33 getragen
wird.
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Neben
Polystyrol (expandiertes Polystyrol) kann Schaumpolyurethan oder
Schaumpolyethylen als das Schaummaterial für die Verwendung bei der Schaummaterialschicht 34 verwendet
werden. Obwohl der glasfaserverstärkte Kunststoff (GFRP) im allgemeinen
für das
Radom 33 verwendet werden kann, kann Polyethylen ebenfalls
in einigen Fällen verwendet
werden. Dies hängt
von dem Kompromiss der elektrischen Eigenschaft, der Formbarkeit
und der mechanischen Eigenschaft ab. Hier ist es notwendig, die
Dielektrizitätskonstante
der Schaummaterialschicht 34 auf die gleiche Dielektrizitätskonstante,
wie die des äußersten
Umfangabschnitts der sphärischen
Linse 14 oder auf die niedrigere Dielektrizitätskonstante
als die des äußersten
peripheren Abschnitts festzulegen.
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Die
Kurvenrate des Radoms 33 ist nicht notwendigerweise auf
die der sphärischen
Linse 14 eingestellt, soweit wie es die elektrische Eigenschaft
erfüllt,
wobei das Radom jedoch in einem halbovalen Querschnittsabschnitt
ausgebildet werden kann. Obwohl die Dicke des Radoms 33 gleichmäßig in den
Figuren dargestellt ist, kann der untere Abschnitt dicker sein,
um die Festigkeit sicherzustellen.
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Wenn
die Verbindung der sphärischen
Linse 14 und des Radoms 33 durch die Schaummaterialschicht 34 an
der Montagestelle durchgeführt
wird, kann die Positionsgenauigkeit der sphärischen Linse 14 und
der sendenden und empfangenden Module 16 und 17 erlangt
werden.
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Das
Verfahren zum Bilden der Schaummaterialschicht 34 wird
in 6 gezeigt.
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Bei
dem in 6A gezeigten Verfahren wird zuerst
ein Randabschnitt 51a zum Befestigen des Radoms 33 an
der ebenen Platte ausgebildet, ein Positionierungs-Trägerelement 51 mit
einer tragenden Basis 51b zum Einstellen der Position und
der Höhe der
sphärischen
Linse 14 wird an der Mitte ausgebildet, die sphärische Linse 14 wird
auf der tragenden Basis 51b installiert, das Radom 33 deckt
sie nach unten ab und ist an dem Randabschnitt 51a befestigt. Zu
dieser Zeit wird ein flacher Trennwand-Ring 52 zwischen
der sphärischen
Linse 14 und dem Radom 33 eingestellt. Ein Loch
zur Injektion wird zuvor in den Deckenabschnitt des Radoms 33 gebohrt,
und das Schaummaterial wird durch dieses Loch hineingedrückt. Nach
Aushärten
des Schaummaterials wird der flache Ring 52 von dem Schaummaterial
weggenommen und von dem tragenden Instrument 53 entfernt,
wodurch die Arbeit des Bildens der Schaummaterialschicht abgeschlossen
wird. Auf diese Weise wird die Schaummaterialschicht 34 zwischen
der sphärischen
Linse 14 und dem Radom 33 ausgebildet, um beide
zu kombinieren.
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Bei
dem Verfahren, wie in 6B gezeigt, wird das Radom 33 eingeführt, um
auf dem konkaven tragenden Instrument 53 installiert zu
sein. An dem Boden in dem Radom 33 ist ein oder mehrere
tassenförmig
herausragende Elemente 54 zum Positionieren der sphärischen
Linse 14 positioniert, und die sphärische Linse 19 wird
darauf installiert. Ein flacher Trennwand-Ring 55 wird
zwischen der sphärischen Linse 14 und
dem Radom 33 eingestellt. Ein Loch für die Injektion zuvor in einem
Teil des flachen Rings 55 gebohrt, und das Schaummaterial
wird durch dieses Loch hineingedrückt. Nach Aushärten des
Schaummaterials wird der flache Ring 55 weggenommen und von
dem tragenden Instrument 53 entfernt, womit die Arbeit
des Bildens der Schaummaterialschicht abgeschlossen ist. Auf diese
Weise wird die Schaummaterialschicht 34 zwischen der sphärischen
Linse 14 und dem Radom 33 gebildet, um beide zu
kombinieren.
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Bei
dem Verfahren, wie in 6B gezeigt, wird, obwohl das
hervorstehende Element 54 in der Schaummaterialschicht 34 verbleibt,
das hervorstehende Element 54 aus dem Material hoher Permeabilität hergestellt
und in eine Tassenform geformt, um den elektrischen Einfluss viel
stärker
zu verringern.
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Hier
kann, wie in 7A dargestellt, wenn eine große Anzahl
kleiner hervorstehenden Abschnitte A an beiden Seiten der sphärischen
Linsen 14 und des Radoms 33 an der verbindenden
Oberfläche
mit der Schaummaterialschicht im Voraus ausgebildet sind, um die
Verbindung der sphärischen
Linse 14 und der Schaummaterialschicht 34 sowie
die Verbindung des Radoms 33 und der Schaummaterialschicht 34 zu
verstärken,
eine starrere Verbindung der beiden nach Einfüllen des Schaummaterials erhalten
werden. Anstatt des kleinen hervorstehenden Abschnitts, wie in 7B dargestellt,
kann, wenn Rillenabschnitte B an der sphärischen Linse 14 und dem
Radom 33 an der verbindenden Oberfläche mit der Schaummaterialschicht
ausgebildet sind, die Fläche
der Verbindungsoberfläche
erhöht
werden, wodurch die Verbindungsfestigkeit weiter verbessert wird.
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Bei
dem oben erwähnten
Verfahren wird das Schaummaterial eingefüllt, um die sphärische Linse 14 direkt
mit dem Radom 33 zu verbinden. Nebenbei bemerkt, gibt es
ein Verfahren zum Bilden der Schaummaterialschicht 34 in
dem Radom 33 im Voraus und zum Befestigen der asphärischen
Linse 14 durch das Klebemittel mit hoher Permeabilität von elektrischen
Wellen. In dem Fall, in dem die Verbindung durch das Klebemittel
keine ausreichende Festigkeit sicherstellen kann, wird ein hervorstehender Abschnitt
C mit einer geeigneten Elastizität
auf der Schaummaterialoberfläche 34 an
einem Teil oder dem gesamten peripheren Abschnitt dessen verbindender
Oberfläche
mit der sphärischen
Linse 14 ausgebildet, wie in 8A dargestellt,
und ein konkaver Abschnitt D an der sphärischen Linse 14 an
dessen verbindender Oberfläche
mit der Schaummaterialschicht 34 an der gegenüberliegenden
Position des hervorstehenden Abschnitts C ausgebildet. Nach Anbringen
des Klebemittels an der Verbindungsoberfläche der Schaummaterialschicht 34 ist
die sphärische Linse 14 mit
der Verbindungsoberfläche
der Schaummaterialschicht 34 durch Einbetten des vorstehenden Abschnitts
C an der Seite der Schaummaterialschicht 34 in den konkaven
Abschnitt D an der Seite der sphärischen
Linse 14 durch Verwenden der Elastizität des hervorstehenden Abschnitts
C der Schaummaterialschicht 34 in Kontakt, wie in 8B dargestellt.
Auf diese Weise kann das Einbetten des Projektionsabschnitts C in
den konkaven Abschnitt D die Verbindung durch das Klebemittel verstärken.
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Auf
die gleiche Weise kann es ein Verfahren zum Bilden der Schaummaterialschicht 34 einstückig mit
der sphärischen
Linse 14 im Voraus und Verbinden der Verbindungsoberfläche der
Schaummaterialschicht 34 mit der Innenseite des Radoms 33 durch das
Klebemittel, und zusätzlich
zu dem obigen Verfahren ein Verfahren zum Bilden eines hervorstehenden
Abschnitts E an einer Mehrzahl von Positionen oder um die gesamte
Umfangsoberfläche
in dem Radom 33 herum, wie in 9A dargestellt
ist, und Tragen des Endabschnitts der Schaummaterialschicht 34 durch
den hervorstehenden Abschnitt E, wenn die Schaummaterialschicht 34 mit
der inneren Oberfläche
des Radoms 33 verbunden wird, wie in 9B dargestellt.
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Wie
oben erwähnt,
kann die Erfindung, bei der sphärische
Linse 14 mit dem Radom 33 durch die Schaummaterialschicht 34 verbunden
ist, die sphärische
Linse 14 ohne Erstellen irgendeiner tragenden Struktur
in der drehbaren Basis 13 tragen. In diesem Fall können die
folgenden charakteristischen Wirkungen erhalten werden.
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Da
das Radom 33 die sphärische
Linse 14 trägt,
ist kein besonderes tragendes Gerät notwendig. Die elektrische
Beeinträchtigung
tritt nur an dem Radom 33 und nicht an dem tragenden Gerät auf. Da das
Radom 33 im allgemeinen nur wenig durch die elektrische
Beeinträchtigung
beeinflusst wird und sein Durchlässigkeitsverhältnis von
elektrischen Wellen gleichmäßig ist,
werden die durchlässigen
elektrischen Wellen wenig beeinflusst.
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Da
das Radom 33 ausgestaltet ist, um die sphärische Linse 14 zu
umgeben, um die gesamte Linse zu tragen, tritt keine Abweichung
auf, und die elektrische Symmetrie um die Achse, die eine Eigenschaft
der sphärischen
Linse 14 ist, kann gewährleistet
werden.
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Da
die zwischen dem Radom 33 und der sphärischen Linse 14 liegende
Schaummaterialschicht 34 eine Dielektrizitätskonstante
hat, die niedriger als die der äußersten
Schicht der sphärischen Linse 14 ist,
tritt keine elektrische Beeinträchtigung an
der sphärischen
Linse 14 auf.
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Da
die Schaummaterialschicht 34 und die sphärische Linse 14 in
engem Kontakt mit der Innenoberfläche des Radoms 33 sind,
kann sie dazu dienen, den oberen halben Abschnitt des Radoms mit
der dünnen
Plattenstruktur zu verstärken.
Dieses Wirkung kann die Dicke der Platte des Radoms dünner als
herkömmlich
machen, wodurch die elektrische Beeinträchtigung stark verringert wird.
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Die
Schaummaterialschicht 34 kann dazu dienen, die zerbrechliche
Oberfläche
der sphärischen
Linse zu schützen.
Dies ist beim Verhindern eines Schadens zur Herstellungszeit oder
Montagezeit wirksam. Da die sphärische
Linse 14 extrem schwer und in sphärischer Form ist, ist es schwierig,
sie zur Herstellungszeit und der Montagezeit zu handhaben. Sie ist
jedoch mit dem Radom 33 einstückig ausgebildet, was die Handhabung
leicht macht.
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Da
die Schaummaterialschicht 34 als ein Wärmeisolator arbeitet, ist sie
wirksam, einem Anstieg der Innentemperatur aufgrund von Sonnenlicht zu
verhindern.
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Wie
hier zuvor dargelegt, kann die Erfindung eine Antenne bereitstellen,
die imstande ist, eine Mehrzahl von Kommunikationssatelliten zu
verfolgen, die in einem relativ kleinen Raum kompakt installiert
wird und wobei die Herstellung und die Montage leicht ist.