FR2480510A1

FR2480510A1 - Antenne mobile pliante pour ondes micrometriques

Info

Publication number: FR2480510A1
Application number: FR8107129A
Authority: FR
Inventors: Michael George Sayovitz
Original assignee: COMPACT VIDEO SALES Inc
Current assignee: COMPACT VIDEO SALES Inc
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1981-10-16
Also published as: US4314253A; JPS56161703A

Abstract

ANTENNE DIRECTIONNELLE POUR ONDES MICROMETRIQUES AVEC REFLECTEUR PARABOLIQUE MONTE SUR UNE EMBASE MOBILE. LE REFLECTEUR EST FORME DE DEUX SECTIONS 20, 22 SEMI-CIRCULAIRES ARTICULEES L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE ET PAR RAPPORT A UNE COLONNE DE SUPPORT, DE MANIERE A POUVOIR TOURNER AUTOUR D'UN AXE D'ARTICULATION HORIZONTAL COMMUN. LES DEUX SECTIONS PEUVENT ETRE ENTRAINEES EN ROTATION DANS DES SENS OPPOSES ENTRE UNE POSITION PLIEE POUR LE TRANSPORT, ET UNE POSITION DEPLIEE, OU POSITION DE FONCTIONNEMENT. EN POSITION DEPLIEE, LES DEUX SECTIONS SONT VERROUILLEES, ET L'ENSEMBLE QU'ELLES CONSTITUENT EST ENTRAINE EN ROTATION POUR MODIFIER L'ANGLE DE SITE DE L'ANTENNE.

Description

I

L'invention concerne les antennes direc-

tionnelles pour ondes micrométriques; elle a, plus particulièrement, trait à une antenne mobile pliante

du type à réflecteur parabolique.

Les antennes directionnelles pour ondes micrométriques, connues comme antennes paraboliques,

utilisent un réflecteur en forme de paraboloïde métal-

lique pour focaliser les ondes micrométriques. De telles antennes sont utilisées, par exemple, pour l'émission

et la réception de signaux entre une station de commu-

nications terrestre et un satellite de communications.

Les antennes de ce type destinées à recevoir des si-

gnaux de satellites de communications doivent avoir un diamètre de l'ordre de 3,60 à 4,50 m, pour que le signal transmis au récepteur ait un niveau acceptable. Par ailleurs, le paraboloîde doit être rigide et répondre à des tolérances de fabrication sévères pour éviter la distorsion des signaux. Ces limitations à la conception ne présentent pas de problèmes particuliers pour les installations permanentes au sol, mais elles sont très

contraignantes lorsqu'il s'agit d'une installation mo-

bile. Etant donné la dimension du réflecteur, le carac-

tère portatif de l'antenne implique que ce réflecteur

puisse être démonté ou plié d'une manière ou d'une au-

tre, afin de l'amener à une dimension qui le rende aisément transportable, ce, sans sacrifier sa rigidité

et sa précision dimensionnelle. Dans une antenne mo-

bile de ce type, on prévoit des segments amovibles de part et d'autre du parabololde, ces segments étant suffisamment petits pour être déboulonnés et ôtés à

la main. Ces segments sont situés en des positions dia-

métralement opposées de sorte que leur retrait rétré-

cit en fait le parabololde, suffisamment pour que l'an-

tenne puisse être transportée sur camion. Mais la pré-

sence de ces segments affecte l'intégrité de surface

du réflecteur au niveau des jointures et pose un pro-

blème au retrait et à l'installation.

L'invention a pour objectif la réalisation

d'une antenne parabolique mobile perfectionnée, pou-

vant être pliée pour le transport et facilement dé-

pliée et mise en place pour fonctionner. L'antenne con-

forme à l'invention comporte un réflecteur extrême-

ment rigide et stable en dimensions. Le mécanisme d'entraînement prévu pour plier l'antenne peut 9tre utilisé pour variation de l'angle de site en cours de fonctionnement. %

L'antenne à parabololde conforme à l'in-

vention comporte une embase et une colonne supportée

par cette embase. A la partie supérieure de la colon-

ne, est monté un dispositif de réflecteur circulaire

pliant comportant une première et une deuxième sec-

tions semi-circulaires et des moyens d'articulation joignant les sections le long d'un axe d'articulation parallèle aux diamètres des sections semicirculaires, mais décalé par rapport à ces diamètres. Les moyens d'articulation sont fixés à la partie supérieure de la colonne, l'axe d'articulation étant sensiblement perpendiculaire à la colonne verticale. Des moyens d'entraînement entraînent en rotation les sections semicirculaires autour de l'axe d'articulation et dans des sens opposés, afin de déplacer les sections entre

une position pliée et une position dépliée, les sec-

tions, en position pliée, étant abaissées autour de

l'axe d'articulation de chaque c8té de la colonne.

En position dépliée, les sections forment un seul ré-

flecteur parabolique circulaire constituant un ensem-

ble inclinable autour de l'axe d'articulation'afin

de modifier l'angle de site de l'antenne.

La suite de la description se réfère aux

dessins annexés qui représentent: - figure 1, une vue en perspective de l'antenne conforme à l'invention, en position pliée, - figure lA, une vue en perspective de l'antenne en position dépliée, - figure 2, une vue de dessus du support d'articulation,

- figure 3, une vue latérale, partielle-

ment en coupe de l'antenne en position pliée,

- figure 4, une vue d'extrémité, partiel-

lement en coupe, de l'antenne en position dépliée,

- figure 5, une vue en coupe selon la li-

gne 5-5 de la figure 4, et - figure 6, une vue de dessus, partielle,

de l'antenne dépliée, avec la surface réflectrice par-

tiellement en arraché.

On a représenté figure I la structure de l'antenne conforme à l'invention, en position pliée, et portant la référence générale 18. Et en figure IA la même antenne en position dépliée. Le paraboloïde réflecteur principal de l'antenne est divisé en deux sections semi-circulaires 20 et 22 supportées, sur

une embase 24, par une colonne 40 et des moyens d'arti-

culation 26 décrits en détail dans ce qui suit. Un

cornet de guide d'ondes 28 fait saillie hors d'une ou-

verture 29 au centre du paraboloïde réflecteur prin-

cipal. Un réflecteur secondaire 30 est placé au-dessus du cornet 28, sur quatre bras de supports 32, 34, 36 et 38. Les bras 32 et 34 sont fixés à une extrémité,

par un raccord articulé, à la périphérie de la sec-

tion de réflecteur 20, les bras 36 et 38 étant fixés, par un raccord articulé, à la périphérie de la section

de réflecteur 22.

Lorsque les deux sections 20 et 22 du pa-

raboloSde d'antenne sont amenées par rotation en po-

sition de fonctionnement, telle qu'illustrée figure 1A, pour former un seul réflecteur parabolique, le réflecteur secondaire 30 est éloigné du cornet 28

par les bras de support, et amené à la distance cor-

recte pour renvoyer, vers le réflecteur principal, selon un diagramme divergent, l'énergie des ondes

micrométriques en provenance du cornet. Les ondes mi-

crométriques sont alors réfléchies par le réflecteur

principal de manière à former un faisceau de radia-

tions sensiblement parallèles émis vers un satellite

ou une autre station de réception.

On se reportera maintenant aux figures 2-

à 6. L'embase 24 supporte une structure de colonne 40 dans laquelle tourillonne un arbre vertical 42. A la partie supérieure de l'arbre tournant 42, est monté un étrier 44 composé de deux bras de support espacés 46 et 48 qui sont dirigés vers le haut. L'étrier 44

constitue le support d'articulation pour les deux sec-

tions 20 et 22 du parabololde pliant.

Chaque section-repliable de l'antenne, soit du réflecteur principal parabolique, se compose de bras radiaux 50 dont les extrémités intérieures sont soudées, ou fixées de toute autre manière, sur

des cadres semi-circulaires 52 et 54. Les cadres semi-

circulaires se chevauchent au niveau de leurs extré-

mités de manière à former des plaques d'articulation

plates, 56 et 56' d'une part, 58 et 58' d'autre part.

Des longerons 60 et 62, formant les diamètres des deux sections semicirculaires sont respectivement 3o fixés sur les plaques d'articulation 56-56' et 58-58', comme on peut le voir figure 6. Deux cadres intérieurs semi-circulaires 61 et 65 forment, dans le réflecteur principal, l'ouverture centrale 29 par laquelle le

cornet 28 fait saillie.

2480510.

On voit figures 2 et 3 que les plaques

d'articulation 56-56' et 58-58' comportent des par-

ties en saillie 64, 64' et 66, 66'G Ces parties se prolongent dans l'espace compris entre les bras 46 et 48 de l'étrier 44. -Un arbre cylindrique creux 68 tourillonne dans le bras 46 et est convenablement fixé sur la partie 66 de la plaque d'articulation 58 Un même arbre cylindrique creux 68' tourillonne dans l'autre bras 48 de l'étrier, et est fixé rigidement

à une extrémités à la partie 66' de la plaque d'arti-

culation 58'. Des arbres intérieurs 78, 78' touril-

lonnent dans les arbres extérieurs creux 68, 68' avec

lesquels ils sont coaxiaux. Les arbres 78, 78' com-

portent une collerette 80 boulonnée, ou fixée de toute autre manière, sur la partie d'extrémité 64 de la plaque d'articulation 56. Les arbres 68, 68' et 78, 78' sont alignés sur un axe d'articulation commun 82 De la sorte, les deux sections 20 et 22 du réflecteur sont supportées par l'étrier 44 de manière & pouvoir tourner autour de l'axe d'articulation horizontal commun 82. Les deux sections 20 et 22 du réflecteur

sont représentées en position pliée figures 2 et 3.

Les parties en saillie des plaques d'articulation définissent un décalage entre l'axe d'articulation et les sections d'antenne, ces deux sections se séparant en s'écartant de chaque côté de la colonne 40 et de

l'étrier 44.

On se reportera maintenant figures 4 et

6. Les deux sections 20 et 22 du réflecteur paraboli-

que y sont représentées en position dépliée ou posi-

tion de fonctionnement. Des deux sections sont ver-

rouillées au niveau des longerons 60 et 629 par tous

moyens appropriés tels que boulons, goupilles ou ana-

logue. Comme on le voit figures 4 et 6, on peut avoir recours à des verrous tels que 90 traversant des

ouvertures pratiquées dans les longerons pour verrouil-

ler ces longerons de manière temporaire.

Un seul mécanisme d'entraInement est pré-

vu pour faire tourner les deux sections du réflecteur entre les positions pliée et dépliée, et pour incli- ner l'ensemble formé par les deux sections lorsque ces

dernières ont été verrouillées en position dépliée.

On prévoit à cet effet un moteur d'entraînement 92

en prise avec une vis 94 par l'intermédiaire d'un pi-

gnon et d'un écrou tournant. Le moteur d'entraînement

est monté pivotant sur le bras d'étrier 48. La rota-

tion du moteur 92 entraCne le déplacement de la vis 94 le long de son axe. Une extrémité de la vis est

fixée par pivot sur une patte 96 d'une plaque circu-

laire 98 qui est fixée rigidement sur l'extrémité en saillie de l'arbre intérieur 78'. Ainsi, lorsque le moteur fait progresser la vis 94, il fait tourner la

plaque 98, l'arbre 78' et la partie de plaque d'articu-

lation 64', de sorte que la section de réflecteur 22 tourne autour de l'axe d'articulation 82. Lorsque la

section 20 est verrouillée sur la section 22 du ré-

flecteur, l'ensemble formé par ces deux sections est

basculé autour de l'axe d'articulation lorsque le mo-

teur 92 est entratné en rotation.

Pour définir une rotation relative des deux sections autour de l'axe d'articulation$ entre les positions pliée et dépliée, une bande de tension est enroulée autour d'une partie de la périphérie de la plaque circulaire 98. L'extrémité de la bande est fixée à la plaque circulaire en 102. L'autre extrémité de la bande descend pour s'enrouler autour

d'une poulie folle 104 supportée librement à l'extré-

mité extérieure d'un bras 106. Le bras tourillonne à l'extrémité de l'arbre 78' (voir figure 5). Apr&s être passée sur la poulie folle 104, la bande 100 s'enroule autour de la périphérie de l'arbre 68', son

extrémité étant fixée sur cet arbre.

En fonctionnement, lorsque les verrous sont relâchés, le poids des deux sections 20 et 22 du réflecteur tend à les faire tourner dans des sens

opposés autour de l'axe d'articulation 82, sous l'ef-

fet de la pesanteur. Cet effet est évité en plaçant la bande 100 en tension et en forçant le bras 106 à tourner dans le sens horaire tel qu'on le voit figure 4. Le bras 106 comporte un doigt en saillie 108 qui vient s'engager sur une patte d'arrêt 110 de la partie latérale du bras de support 48 de l'étrier 44, Lorsque la plaque circulaire 98 est entrainée dans le sens anti-horainre par le moteur d'entraînement 92, la

section 22 tourne dans le sens anti-horaire pour ve-

nir en position pliée. Lorsque la plaque 98 est en-

traînée en rotation, la bande 100 est tirée autour de

la poulie folle 104 et s'enroule sur l'arbre 68', per-

mettant au bras de tourner dans le sens horaire, ce qui abaisse la section 20 du réflecteur en position

pliée. Ainsi, le même moteur d'entraînement 92 entrai-

ne en rotation relative les deux sections autour de l'axe d'articulation, entre les positions dépliée et

pliée, de même qu'il entraîne enun mouvement de bas-

culement le réflecteur formé par les deux sections verrouillées. On remarquera que, au cours du mouvement de basculement, aucune tension n'est exercée sur la bande 100 par la section 20. Il est souhaitable de maintenir une certaine tension dans la bande et, à cette fin, on prévoit un ressort 112 qui entraîne le

bras 106 dans le sens anti-horairne lorsque le réflec-

teur est basculé, maintenant la tension de la bande.

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REVEIIDICATIONS

1) Antejne mobile, du type parabolique caractérisée en ce qu'elle comporte: une embase (24); une colonne (40) supportée sur l'embase; des moyens constituant un réflecteur pliant circulaire avec des première et deuxième sections semi-circulaires (20, 22), ces sections présentant des diamètres se raccordant et des surfaces réflectrices paraboliques

se raccordant; des moyens d'articulation (78-78', 68-

68') prévus pour raccorder les sections le long d'un axe d'articulation (82) parallèle aux diamètres des sections semi-circulaires, mais décalé par rapport aux surfaces réflectrices; des moyens (44) supportant les moyens d'articulation & la partie supérieure de la colonne de telle sorte que l'axe d'articulation soit sensiblement perpendiculaire à cette colonne; ainsi que des moyens (92) pour faire tourner les sections semicirculaires dans des sens opposés afin de les

déplacer entre une position pliée et une position dé-

pliée, les deux sections étant suspendues à l'axe

d'articulation de chaque c8té de la colonne en posi-

tion pliée, et formant un réflecteur circulaire, en po-

sition dépliée.

2) Antenne selon la revendication 1,

caractérisée en ce que les surfaces paraboliques semi-

circulaires des deux sections (20, 22) forment une seule surface parabolique réflectrice lorsque ces

deux sections sont en position dépliée.

3) Antenne selon la revendication 2, ca-

ractérisée en ce qu'elle comporte, de plus, des

moyens (90) pour verrouiller les deux sections semi-

circulaires en position dépliée, ainsi que des moyens (92) pour entraîner l'ensemble constitué par les deux sections verrouillées autour de l'axe d'articulation

(82) afin de modifier l'angle de site de l'antenne.

4) Antenne selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe d'articulation (82) est décalé par rapport à la surface réflectrice précitée, de telle sorte que les diamètres des deux sections (20, 22) puissent se séparer lorsque ces sections sont

amenées de la position dépliée à la position pliée.

5) Antenne selon la revendication 2, ca-

ractérisée en ce que la colonne (40) est supportée

sur l'embase (24) de manière a pouvoir tourner.

6) Antenne pour ondes micrométriques, caractérisée en ce qu'lle comporte: un réflecteur parabolique constitué par une première et une deuxième sections (20, 22); des moyens de support (24, 40);

des moyens d'articulation (44, 68-68t, 78-78') rac-

cordant les deux sections aux moyens de support de manière qu'elles puissent être entraînées en rotation l'une par rapport à l'autre et par rapport aux moyens de support autour d'un axe d'articulation commun (82),

les deux sections tournant dans des sens opposés en-

tre une position pliée et une position dépliée, les deux sections en position pliée formant une surface réflectrice parabolique, et l'axe d'articulation étant décalé par rapport à cette surface réflectrice; des moyens d'entraînement (92) pour entraîner la première section (22) autour de l'axe d'articulation; ainsi

que des moyens (98, 100, 104, iOG) raccordant la pre-

mière section à la deuxième section (20) pour entrai-

ner cette seconde section, entre les positions pliée

et dépliée, dans le sens inverse au sens d'entraîne-

ment de la première section.

7) Antenne selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte, de plus, des moyens (90) pour verrouiller la première section sur la deuxième section en position dépliée, les moyens d'entraînement (92) entraînant en rotation l'ensemble formé par les deux sections lorsque ces dernières sont verrouillées,

8) Antenne selon la revendication 7, ca-

ractérisée en ce que les moyens d'articulation compor-

tent des premiers et des seconds arbres concentriques (78-78', 68-68') respectivement raccordés aux première et deuxième sections, les moyens d'entraînement (92)

étant raccordés à l'un (781) des premiers arbres.

9) Antenne selon la revendication 8, ca-

ractérisée en ce que les moyens raccordant la première section à la deuxième section comportent: un organe

de tension souple (100) dont une extrémité est raccor-

dée au premier arbre précité (78') et dont l'autre ex-

trémité est raccordée au deuxième arbre correspondant

(68'); un bras libre (106) supporté de manière à pou-

voir tourner autour de l'axe d'articulation; une pou-

lie folle (104) supportée par le bras en un point ra-

dialement espacé de l'axe d'articulation, l'organe de tension passant sur la poulie; et des moyens d'arrêt (108-110) limitant le mouvement de rotation du bras

consécutif à la tension exercée sur l'organe de ten-

sion, la rotation en sens inverse des arbres créant une

tension dans cet organe.