HU226539B1 - Aerial arrangement for the reception of signal emitted by a geostationary satellite - Google Patents

Description

A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra)

HU 226 539 Β1

A találmány geostacionárius műhold által kibocsátott jelek vételére szolgáló antennaelrendezésre vonatkozik, amely tartalmaz reflektort, sugárzóberendezést és a sugárzóberendezés által vett jeleket kezelő berendezést.

A DE 36 05 905 A1 szabadalmi dokumentumban olyan eljárást és berendezést ismertetnek, amely biztosítja, hogy valamely mozgó objektumon, pl. hajón lévő parabolaantenna mindenkor a vett jeleket kibocsátó műholdra legyen irányítva. A megoldás az objektum mozgásából eredő eltérést akként kompenzálja, hogy a parabolaantennának az objektumhoz viszonyított helyzetét külső mozgatószervvel automatikusan változtatja. A parabolaantenna mozgatószervét a parabolaantennán elhelyezett két sugárzó által adott jelek alapján vezérlik.

A JP 5037431A szabadalmi dokumentumban kis magasságú műholdak útján történő távközlésben alkalmazott antenna diverziti berendezést ismertetnek. A mozgó objektumon lévő és azzal együtt mozgó antennának több sugárzója van, és ezek közül a legnagyobb vételi jelet adó sugárzó kimenetét kapcsolják az antennát követő jelfeldolgozó egységre.

A geostacionárius műholdak kezdő pozícióik lehető leghosszabb ideig való megőrzése végett el vannak látva olyan eszközökkel, amelyek lehetővé teszik a műholdnak valamely antennához képesti kezdő pozíciójától való eltérése esetén a korrekciót. Bizonyos működési idő után azonban eme beépített eszközök energiája túl gyenge ahhoz, hogy kiküszöbölje a műhold eltérését és annak elhajló pályájára való elmozdulását. Ebből következően a jelek antennával való vételének minősége fokozatosan gyengül, és egy idő után a geostacionárius műhold használhatatlanná válik.

A találmány célja olyan antennaelrendezés megalkotása, amely képes jelentősen meghosszabbítani azon időtartamot, amíg az antenna hibátlanul tudja fogadni a geostacionárius műhold által kibocsátott jeleket.

Ezen cél elérésére a találmány antennaelrendezés geostacionárius műhold által kibocsátott jelek vételére, amely tartalmaz reflektort, sugárzóberendezést és a sugárzóberendezés által vett jeleket kezelő berendezést, és az jellemzi, hogy a reflektor rögzítve van, és a sugárzóberendezés tartalmaz követő eszközöket a kezdő pozíciójából egy elhajló pályára térő műhold automatikus követésére.

A találmány egy előnyös kiviteli alakja szerint a követő eszközök tartalmaznak több - előnyösen páratlan számú - egyedi sugárzót, amelyek egy az antenna fókuszpontját magában foglaló függőleges síkban egymástól előre meghatározott távolságra oly módon vannak elrendezve, hogy több egymást átlapoló fő sugárnyalábot hoznak létre.

A találmány egy másik kiviteli alakja szerint a több egyedi sugárzó közül a legnagyobb kimeneti jelet adó egyedi sugárzó van összekötve az antenna által vett jeleket kezelő berendezéssel.

A találmány egy további kiviteli alakja szerint a sugárzóberendezés tartalmaz eszközöket a legnagyobb kimeneti jelet adó egyedi sugárzó érzékelésére, és eszközt ezen egyedi sugárzónak a vett jeleket kezelő berendezéssel való összekapcsolására. Előnyös, ha az érzékelőeszközök tartalmaznak átkapcsolót az egyedi sugárzók ciklikus lekérdezésére, detektort az egyedi sugárzók által adott kimeneti jelek teljesítményének érzékelésére, valamint összehasonlítót a kimeneti jelekhez, az összekapcsoló eszköz pedig tartalmaz a legnagyobb kimeneti jelet adó egyedi sugárzót a vett jeleket kezelő berendezéshez csatlakoztató kapcsolót, amely a teljesítmény összehasonlító által van vezérelve.

A találmány egy további előnyös kiviteli alakja tartalmaz eszközöket az antennának a műholdhoz viszonyított kezdeti pozicionálására, amelyek alkalmasak az összekapcsoló eszköznek egy előre meghatározott egyedi sugárzóhoz való reteszelésére.

A találmány egy példaképpen! előnyös kiviteli alakját a továbbiakban vázlatos rajzok alapján ismertetjük, ahol az

1. ábra egy találmány szerinti antennaelrendezés oldalnézete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti F nyíl irányából vett nézeti rajz, a

3. ábra az 1. ábrán bekarikázott III rész nagyított nézeti rajza, és a

4. ábra a 3. ábra tárgyának villamos felépítését mutató tömbvázlat.

Az 1., 2. és 3. ábrán látható módon a találmány szerinti 1 antennaelrendezés tartalmaz elliptikus alakú 2 reflektort, amelynek főtengelye egy a geostacionárius pályával párhuzamos síkban található a vétel helyéről nézve, és egy monoblokk típusú, több egyedi sugárzót tartalmazó 3 sugárzóberendezést, amelyet 4 tartókar tart. A példaképp bemutatott 3 sugárzóberendezés tartalmaz három azonos 5, 6 és 7 egyedi sugárzót, amelyek egy az antenna reflektorának fókuszpontját magában foglaló függőleges síkban egymástól adott távolságra oly módon vannak elrendezve, hogy adott számú megfelelő fő sugárnyalábot hozzanak létre, amelyek a függőleges síkban eltolódva nagymértékben átlapolódnak. Az 5, 6 és 7 egyedi sugárzók száma és a közöttük lévő távolság az antenna nyílásszögének nagyságától és az antenna által megvalósított követési zóna kiterjedésétől függ. Bizonyos esetekben előnyösebb lehet, sőt geometriai okok miatt elkerülhetetlen, hogy ne klasszikus tölcsér típusú sugárzókat használjunk, hanem más sugárzó elemeket, például nyomtatott rács típusú elemeket, vagy a mikrohullámú technológiából ismert elemeket. A több 5, 6 és 7 egyedi sugárzó alkalmazásának és elhelyezésének az a célja, hogy lehetővé tegye az antennának a műhold által kibocsátott jelek jó minőségű fogadását, még akkor is, ha a műhold kezdeti pozíciójától már kezd eltérni.

A bemutatott példában a 3 sugárzóberendezést olyan monoblokk berendezés formájában valósítottuk meg, amely tartalmaz három 5, 6 és 7 egyedi sugárzót, amelyeket a 3. ábrán látható módon közös 9 védőburkolat véd. Ez a 3. ábra azt is mutatja, hogy az 5, 6 és 7 egyedi sugárzók, amelyek a fent említett, a 2 reflektor fókuszpontján keresztülhaladó függőleges síkban he2

HU 226 539 Β1 lyezkednek el, megfelelő szögelhajlással rendelkeznek, amely a követés mértékének függvénye. A 3 sugárzóberendezés tartalmaz azon egyedi sugárzó kiválasztására szolgáló elektronikus 11 kiválasztóberendezést, amely a leginkább funkcionál. A 11 kiválasztóberendezés össze van kötve egy a 3 sugárzóberendezés által vett jeleket kezelő berendezéssel, amelyet nem ábrázolunk.

A 4. ábrára hivatkozva az alábbiakban a 11 kiválasztóberendezés felépítését ismertetjük.

A 4. ábrán látható módon mindegyik 5, 6 és 7 egyedi sugárzó LNB (Low Nőise Block avagy kiszajú átalakító) típusú, és lineárisan polarizált jelek, azaz horizontális és vertikális polarizált jelek vételére van kialakítva, amint azt a V és H betűk is jelzik. Mindegyik 5, 6 és 7 egyedi sugárzó önmagában ismert módon tartalmaz polarizációs 12 kapcsolót, amely alkalmas arra, hogy a felhasználó önmagában ismert módon működtesse. Mindegyik 12 kapcsoló tartalmaz tehát kettő bemenetét, amelyek illeszkednek a vett jel V vagy H polarizációs modusának egyikéhez. A 12 kapcsolók kimenete össze van kötve egy-egy 13 előerősítővel. Mindegyik 13 előerősítő kimenete össze van kötve egy háromállású 14 átkapcsoló egy bemenetével, amely 14 átkapcsoló 15 kimenete egy 16 erősítőn keresztül össze van kötve egy 18 keverővei, amelyhez kettő helyi 19, 20 oszcillátor van csatlakoztatva. Ezek a 18 keverőt szelektív módon kapcsolják egy 22 frekvenciasáv-kapcsoló segítségével, így téve lehetővé az antenna nagyobb vagy kisebb frekvenciasávban való működését. Valójában a műhold egy nagyobb, 11,7 GHz-től 12,75 GHz-ig terjedő frekvenciasávban, és egy kisebb, 10,70 GHz-től 11,70 GHz-ig terjedő frekvenciasávban bocsát ki jeleket. A helyi 19, illetve 20 oszcillátor 10,6 GHz-es, illetve 9,75 GHz-es jelet állít elő. A 18 keverő 23 erősítőn keresztül össze van kötve egy teljesítmény 25 detektorral, amelynek kimenete össze van kötve egy teljesítmény 26 összehasonlítóval. A 14 étkapcsolót egy olyan 28 számlálóberendezés vezérli, amely a teljesítmény 26 összehasonlítót is vezérli.

A 4. ábrának megfelelően mindegyik 13 előerősítő kimenete és így ezeken keresztül mindegyik polaritás 12 kapcsoló kimenete össze van kötve továbbá az 5, 6 és 7 egyedi sugárzók közül egyet választó 30 kiválasztókapcsoló bemenetével, amely 30 kiválasztókapcsoló szintén olyan kapcsolóként van realizálva, amelynek kimenete 31 erősítőn keresztül össze van kötve 32 keverővei, melyhez helyi 33, 34 oszcillátorok vannak csatlakoztatva. Ezek alkalmasak arra, hogy 35 frekvenciasáv-kapcsoló révén választható módon legyenek összekötve a 32 keverővei. A 33, illetve 34 oszcillátor 10,6 GHz-es, illetve 9,75 GHz-es jelet állít elő a 19 és 20 oszcillátorhoz hasonlóan, és megegyezhetnek azokkal, hogy lehetővé tegyék az antenna működését a nagyobb vagy a kisebb frekvenciasáv egyikében. A 32 keverő kimenete 36 erősítő fokozatokon keresztül össze van kötve az antenna egy olyan 37 kimenetével, amelyhez csatlakozik egy vagy több, nem ábrázolt jeleket kezelő berendezés.

A 4. ábrán is látható módon az antenna 37 kimenete és a 26 összehasonlító 38 kimenete össze van kötve a 30 kiválasztó kapcsolóval azért, hogy azt vezéreljék.

Az antenna a 3 sugárzóberendezéssel és az elektronikus 11 kiválasztóberendezés a következőképpen működnek.

A műholdról származó jeleket mindegyik 5, 6 és 7 egyedi sugárzó megkapja a 2 reflektor közvetítésével. A polarizációs 12 kapcsolók úgy vannak kapcsolva, hogy alkalmazkodjanak a vett jelek horizontális vagy vertikális polarizációjához. A 14 átkapcsoló periodikusan és egymás után a 28 számlálóberendezés vezérlésével lekérdezi a három 12 kapcsoló kimeneteit. Ebből következően a 14 átkapcsoló egymás után továbbítja az 5, 6 és 7 egyedi sugárzók kimeneti jelét a közös 18 keverő révén a teljesítmény 25 detektorhoz. A 26 összehasonlító összehasonlítja a 14 átkapcsoló pillanatnyi állásában kapott jelet azokkal a jelekkel, amelyeket azelőtt kapott és amelyeket a másik két egyedi sugárzó kimenetei adtak ki, és amelyeket a 26 összehasonlító memóriájában tárolt. A 26 összehasonlító 38 kimenetén vezérlőjelet küld a 30 kiválasztó kapcsolónak, hogy az mindig arra az egyedi sugárzóra kapcsoljon, amelynek kimeneti jele a legnagyobb azok közül a jelek közül, amelyeket a három 5,6 és 7 egyedi sugárzó egymás után kiadott és a 14 átkapcsoló lekérdezett. Amikor rács típusú sugárzó elemeket alkalmazunk, kismértékű kapcsolgatással és/vagy az egyedi sugárzók fáziskombinációjával megfelelő megvilágítást érhetünk el a kívánt vett nyalábok eltérésénél.

Hogy megkönnyítsük az antennaelrendezés kezdő pozicionálását, az 5, 6 és 7 egyedi sugárzók száma páratlan, és a 30 kiválasztó kapcsoló annak függvényében van beállítva, hogy a 37 kimenet minta jele megfelelő egyéni forráson van-e az antenna elhelyezése és a pillanatnyi műholdpozíció függvényében. A követés terjedelme a műhold észak-dél irányú mozgásához van optimalizálva. Ezután a 30 kiválasztó kapcsolónak a kiválasztott egyedi sugárzóra való reteszelését megszüntetjük, és az elrendezés az egyedi sugárzók ciklikus lekérdezése révén automatikusan működik.

Megjegyezzük, hogy a 2 reflektor a fent említett elliptikus alakú, amelynek főtengelye a geostacionárius pályához van igazítva, mert ilyen körülmények között az egyedi sugárnyalábok szélesebbek a vertikális síkon, mint a horizontálison, ami lehetővé teszi, hogy minimalizáljuk az 5, 6 és 7 egyedi sugárzók számát egy előre meghatározott kívánt előny elérése érdekében.

Claims (8)

1. Antennaelrendezés geostacionárius műhold által kibocsátott jelek vételére, amely tartalmaz reflektort, sugárzóberendezést és a sugárzóberendezés által vett jeleket kezelő berendezést, azzal jellemezve, hogy a reflektor (2) rögzítve van, és a sugárzóberendezés (3) tartalmaz követő eszközöket a kezdő pozíciójából egy elhajló pályára térő műhold automatikus követésére.

2. Az 1. igénypont szerinti antennaelrendezés, azzal jellemezve, hogy a követő eszközök tartalmaznak

HU 226 539 Β1 több egyedi sugárzót (5, 6, 7), amelyek egy az antenna fókuszpontját magában foglaló függőleges síkban egymástól előre meghatározott távolságra oly módon vannak elrendezve, hogy több egymást átlapoló fő sugárnyalábot hoznak létre.

3. A 2. igénypont szerinti antennaelrendezés, azzal jellemezve, hogy a sugárzóberendezés (3) páratlan számú egyedi sugárzót (5, 6, 7) tartalmaz.

4. A 2. igénypont szerinti antennaelrendezés, azzal jellemezve, hogy a több egyedi sugárzó (5, 6, 7) közül a legnagyobb kimeneti jelet adó egyedi sugárzó van összekötve az antenna által vett jeleket kezelő berendezéssel.

5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti antennaelrendezés, azzal jellemezve, hogy a sugárzóberendezés (3) tartalmaz eszközöket a legnagyobb kimeneti jelet adó egyedi sugárzó érzékelésére, és eszközt ezen egyedi sugárzónak a vett jeleket kezelő berendezéssel való összekapcsolására.

6. Az 5. igénypont szerinti antennaelrendezés, azzal jellemezve, hogy az érzékelőeszközök tartalmaznak átkapcsolót (14) az egyedi sugárzók (5, 6, 7) ciklikus lekérdezésére, detektort (25) az egyedi sugárzók

5 (5, 6, 7) által adott kimeneti jelek teljesítményének érzékelésére, valamint összehasonlítót (26) a kimeneti jelekhez.

7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti antennaelrendezés, azzal jellemezve, hogy az összekapcsoló eszköz

10 tartalmaz a legnagyobb kimeneti jelet adó egyedi sugárzót (5, 6, illetve 7) a vett jeleket kezelő berendezéshez csatlakoztató kapcsolót (30), amely a teljesítményösszehasonlító (26) által van vezérelve.

8. A 4-7. igénypontok bármelyike szerinti antenna15 elrendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz eszközöket az antennának a műholdhoz viszonyított kezdeti pozicionálására, amelyek alkalmasak az összekapcsoló eszköznek egy előre meghatározott egyedi sugárzóhoz (5, 6, illetve 7) való reteszelésére.