KR101841771B1

KR101841771B1 - 안테나용 3축 포지셔너

Info

Publication number: KR101841771B1
Application number: KR1020110109597A
Authority: KR
Inventors: 도미니끄 콩띠; 그웨나엘 토르; 필리쁘 데스가르댕; 알랭 보네
Original assignee: 탈레스; 에이씨씨 앵제니에리 에 메인터넌스
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2018-03-23
Also published as: FR2966645A1; EP2445052B1; FR2966645B1; IL215921A; US9300039B2; KR20120042703A; EP2445052A1; IL215921A0; US20120274520A1; ES2712775T3

Abstract

본 발명은 주어진 또는 제한된 볼륨 내에 배치되도록 의도된 안테나 (12) 에 대한 포지셔너 (P) 에 대한 것으로서, 적어도 다음의 엘리먼트,
· 방위각에서의 안테나의 이동을 보장하는 제 1 축 Aα,
· 고도에서의 안테나의 이동을 보정하는 제 3 축 Aγ로서, 상기 제 3 축 Aγ는 상기 제 1 축 Aα와 직교하고 공면에 있는, 상기 제 3 축 Aγ,
· 하나의 동일한 가상 포인트 O 에서 상기 제 1 축 Aα와 상기 제 3 축 Aγ를 교차하도록 위치 결정되는 제 2 회전축 Aβ 또는 크로스 고도 축으로서, 3개의 축 Aα, Aβ, Aγ의 교차점인 가상 포인트 O 는 포지셔너 상에 탑재된 상기 안테나의 이동 피봇점을 구성하는, 상기 제2 회전축 Aβ 또는 크로스 고도 축
을 조합하여 포함한다.

Description

안테나용 3축 포지셔너{TRIAXIAL POSITIONER FOR AN ANTENNA}

본 발명의 목적은 예를 들어, 항공 모함, 항공기 또는 잠수함 상에 위치되도록 의도된 안테나에 대한 소형 3축 포지셔너에 관한 것으로, 안테나는 주어진 치수의 볼륨 또는 한정된 볼륨으로 배치된다.

본 발명은 그중에서도 목표 위성으로의 안테나의 포인팅 방향에 대한 서보제어를 갖는 본 발명에 따른 포지셔너 시스템을 통한, 이동 수송기, 예를 들어, 배, 잠수함, 무인 비행기 등으로부터의 위상 통신의 분야에 적용한다.

본 설명에서, 표현 "고도각"은 항공기로부터 수평선 위의 목표 물체로 진행하는 직선과 수평면 사이의 각도이다. 이 각은 식별된 물체가 지시된 수평면 상에 있는 경우에는 양각이고 그렇지 않으면 음각이다. 방위각은 물체의 방향과 기준 방향 사이의 수평각이다. 표현 "크로스 고도(cross-elevation)"는 고도축과 직교하는 평면 내에 위치되는 제 3 축을 중심으로 하는 안테나의 회전을 가르킨다. 이 크로스 고도축은 안테나가 천정을 가르킬 때 존재하는 특이점을 제거하는데 이용된다.

또한 다음이 정의된다:

· 방위각에서의 안테나의 이동을 보장하는 제 1 축 Aα,

· 제 2 회전 축 Aβ 또는 크로스 고도축,

· 고도에서의 안테나의 이동을 보장하는 제 3 축 Aγ.

수송기 상에 그리고 한정된 볼륨 내에 위치된 안테나를 이용하는 통신 분야에서 무엇보다도 해결해야 될 기술 문제들은 다음과 같다:

· 위성을 향한 안테나의 연속적이고 정확한 포인팅을 보장하는 것,

· 특이점 없이 반구상 포인팅(hemispherical pointing)을 가능하게 하는 것,

·수송기의 롤, 피치, 요, 선회 영향과 같은 수송기의 이동을 고려하여 위성을 향한 안테나의 조준을 유지하는 것,

· 위성이 수송기에 대해 더 낮은 고도에 위치되는 경우에도 큰 진폭의 피치 및 롤을 갖는 수송기의 이동 중에 위성의 조준을 유지할 수 있기 위해 최대 안테나 진행 영역을 갖는 것,

· 이동 수송기 상에 가해지는 기계적 충격 및 진동 레벨에 적응될 것,

· 최소 외부 직경, 감소된 높이 및 낮은 중량으로 매우 소형화될 것,

· 송신 및/또는 수신 무선 주파수 (RF) 장치를 내장할 수 있기 위하여 안테나의 후측 상에 상당한 자유 볼륨을 가질 것,

· 제조, 설치, 및 동작에서의 유지가 간단할 것.

이들 문제의 일부를 해결하기 위하여 종래 기술은 2축 또는 3축을 갖는 여러가지 포지셔닝 시스템들을 기술하고 있다.

미국 특허 출원 번호 제 2002/20030631 호는 X 축 회전에 대한 하프 링을 이용하는, 2축 X-Y 마운트를 갖는 포지셔너를 기술한다.

미국 특허 제 6198452 호는 3 축을 갖는 포지셔너를 개시하는데, 여기서 3 축의 모터 구동을 보장하는 엘리먼트들은 하나의 동일한 포인트로 수렴하여 안테나의 최적화된 회전 볼륨을 제공하는 상당한 높이 방향의 벌크성 축을 갖고 서로에 대해 중첩되어 있으며, 비직교의 공면축들은 복잡한 키네마틱 (kinematics) 을 보여준다. 이 특허의 단점은 상당한 높이 방향의 벌크성 축 및 복잡한 키네마틱이다.

특허 출원 WO 0905363는 3개의 직교 축들을 갖는 포지셔너를 설명한다. 방위축 및 고도 축은 직교한다. 첫번째 두개의 축과 수렴하는 제 3 크로스 고도축은 수평이고 다른 두개의 축과 직교한다. 고도 및 크로스 고도 축의 모터 구동 엘리먼트는 안테나의 후부에 배열된 기계 모터/벨트/풀리 어셈블리를 이용한다. 안테나 후부의 기계 축 및 경사진 중앙 풋은 모터 구동 엘리먼트를 지지한다. 이 경우에 이 포지셔너에서의 단점은 기계 모터/벨트/풀리 모터 구동 엘리먼트의 복잡성 및 벌크성과, 안테나 후부에 위치된 체결 엘리먼트의 복잡성 및 벌크성으로부터 야기된다. 이 때문에, 안테나 후부에서 이용가능한 공간이 최적화되지 않는다.

출원인에게 알려진 포지셔너는 무엇보다도 다음 문제를 해결하지 못한다:

a) 최소의 벌크성을 가진 3축 안테나 포지셔너를 갖는 것으로서, 다음:

b) 안테나 포지셔너에 탑재된 안테나의 직경과 동일한 직경의 실린더 내에 놓이는 안테나 이동의 키네마틱,

c) 감소된 포지셔너 시스템 높이,

d) 음의 포인팅을 허용하기 위해 반구보다 더 큰 확장된 안테나 포인팅 영역,

e) 예를 들어, 전자적 또는 RF 송신 및/또는 수신 컴포넌트를 배치하기 위하여 안테나 후부에 최대 자유 공간을 가질 수 있는 것,

f) 간단하고 소형인 기계적 설계 및 모터 구동을 얻는 것을 갖는다.

본 발명의 대상인 포지셔너는 종래 기술의 시스템에 의해 해결되지 못한 위에 언급한 단점들 중 적어도 하나를 극복하는 것을 목적으로 한다.

본 목적은 주어진 또는 제한된 볼륨 내에 배치되도록 의도된 안테나용 포지셔너 (P) 에 관한 것으로서, 안테나용 포지셔너 (P) 는 적어도 다음의 엘리먼트:

· 방위각에서의 안테나의 이동을 보장하는 제 1 축 Aα로서, 연속 회전을 하는 상기 제 1 축 Aα는 이동형 프레임이 탑재된 고정형 프레임, 회전 시일이 제공되는 전기 컬렉터, 및 α 모터 구동 서브어셈블리를 포함하는, 제 1 축 Aα,

· 고도에서의 안테나의 이동을 보장하는 제 3 축 Aγ로서, 상기 제 3 축 Aγ는 제 1 축 Aα와 직교하고 공면에 있으며, 상기 제 3 축 Aγ는 안테나를 지지하는 크래들과, 원형 안내를 위한 2개의 하프 링을 포함하고, 상기 하프 링들에는 롤러들의 그루브들 상에서 슬라이딩하는 V 형상의 안내 레일들이 제공되고, 상기 제 3 축 Aγ는 제 2 축 Aβ의 롤러 지지부 내에 삽입되는, 상기 제 3 축 Aγ, 및

· 제 2 회전축 Aβ 또는 크로스 고도 축은 하나의 동일한 가상 포인트 O에서 상기 제 1 축 Aα와 상기 제 3 축 Aγ를 교차하도록 위치 결정되고, 3개의 축 Aα, Aβ, Aγ의 교차점인 가상 포인트 O 는 포지셔너 상에 탑재된 상기 안테나의 피봇 이동점을 구성하고 상기 제 2 축 Aβ는 롤러와 같은 피봇 수단에 대한 지지부, 모터 구동 서브어셈블리 β, 및 모터 구동 서브어셈블리 γ를 포함하고 상기 롤러들은 그루브를 포함하는 상기 제 2 회전축 Aβ 또는 크로스 고도 축

을 조합하여 포함하며,

· 상기 제 2 축 Aβ 는, 축 Aα 와 각도 Ψ를 형성하는 고정형 프레임의 오리피스 O2 내에 삽입되며, 각도 Ψ는 예를 들어 범위 [20°, 70°] 내에 놓인다.

변형의 실시형태에 따르면,

· 상기 제 1 축 Aα는 상기 회전형 컬렉터에 의해 α에서 n x 360도의 진행을 정의하도록 적응된다.

· 상기 제 2 축 Aβ는 +/-30°의 진행을 정의하도록 선택되고 상기 제 3 축 Aγ 는 -18°내지 +110°의 진행 범위에 놓인다.

다른 변형의 실시형태에 따르면, 상기 제 1 축 Aα에는 상기 고정형 프레임 상에 분포된 충격 댐퍼가 제공된다.

제 1 축 Aα는 예를 들어:

·상부 부분에서: 인터페이스 플레이트와 고정형 프레임 사이에 묶인 롤링 베어링, 및 롤링 베어링의 고정형 아우터 링 상에서 축 Aα를 회전 구동하도록 탑재된 링 기어, 및

·검출 캠으로서, 검출 캠이 상기 이동형 프레임 상에 부착된 포지션 검출기를 통과하는 순간에 축 Aα를 위치 결정하는 것을 가능하게 하는 검출 캠을 포함한다.

포지셔너는 예를 들어, 중크롬산염 (bichrmated) 양극 산화에 의해 보호된 알루미늄의 합금과 같이 내부식성인 물질로 이루어진다.

상기 제 1, 제 2, 제 3 축 각각은 예를 들어, 통합형 코더를 가진 기어 모터와 연관된 톱니형 포지셔닝 프레임을 포함한다.

안테나는 예를 들어, 레이덤 (radome; R) 에 의해 둘러싸이며, 상기 포지셔너, 안테나, 레이덤 어셈블리는 배 또는 잠수함과 같은 이동 수송기 상에 배치된다.

본 발명에 따른 포지셔너는 예를 들어 위성과 통신하는데 이용되는 샛콤(satcom) 안테나의 위치 결정에 이용된다.

본 발명에 따르면, 최소의 벌크성을 가진 3축 안테나 포지셔너로서, 안테나 포지셔너에 탑재된 안테나의 직경과 동일한 직경의 실린더 내에 놓이는 안테나 이동의 키네마틱, 감소된 포지셔너 시스템 높이, 음의 포인팅을 허용하기 위해 반구보다 더 큰 확장된 안테나 포인팅 영역, 전자적 또는 RF 송신 및/또는 수신 컴포넌트를 배치하기 위하여 안테나 후부에 최대 자유 공간을 가질 수 있는 것, 및 간단하고 소형인 기계적 설계 및 모터 구동을 얻을 수 있는 포지셔너를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 디바이스의 다른 특징 및 이점들은 도면이 첨부된 설명적이고 비제한적인 예로서 주어지는 다음의 예시적 실시형태의 설명을 읽음으로써 보다 명백해질 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 포지셔너를 이용하는 것에 의한 제로 고도의 설명도이고, 도 1b는 양의 고도이고, 도 1c는 안테나의 낮은 조준의 경우의 음의 고도이고, 도 1d는 안테나의 높은 조준의 경우의 양의 고도이다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명에 따른 포지셔너의 일 실시예의 여러가지 도면들이다.
도 3 은 본 발명에 따른 포지셔너의 고정형 프레임의 상세도이다.
도 4 는 이동형 프레임의 상세도이다.
도 5 는 피봇팅 롤러 지지부의 상세도이다.
도 6 은 안테나 지지부의 상세도이다.

본 발명에 따른 안테나 포지셔너의 구조를 더 잘 이해하기 위하여, 예시적이고 비제한적인 예로서 주어진 다음의 설명은 레이덤 (radome) (그 기능은 특히 안테나를 보호하는 것이다) 에 위치된 안테나에 관한 것으로, 그 레이덤은, 안테나 및 전자 또는 전기 장비가 위치되어야 하는 공간의 범위를 정한다.

도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d 는 안테나 A 가 레이덤 R 에 의해 둘러싸이게 될 수도 있는 여러가지 입면도 구성들을 예시한다.

· 본 발명에 따른 포지셔너는 특히 이하에 열거된 엘리먼트들의 이용에 기초한다. 안테나 포지셔너는 3 개의 회전축들을 갖는다. 2 개의 축들 (Aα 및 Aγ) 은 각각 Az/El 타입 마운트를 구성하는 방위각 (azimuth) 및 고도 (elevation) 에서의 안테나의 이동들을 보장한다. 축 Aγ 는 축 Aα 에 직교하고 공면이다. 제 2 회전축 Aβ 또는 크로스-고도 축은 하나의 동일한 점 O, 즉 가상점에서 2 개의 축들 (Aα 및 Aγ) 을 교차하도록 위치된다. 3 개의 축들 (Aα, Aβ 및 Aγ) 의 교차점은 포지셔너 P 상에 탑재되는 안테나 (12) 의 이동들의 피봇점을 구성한다.

따라서, 안테나의 키네마틱 (kinematics) 은 점 O 에 중심을 두고 안테나의 반경과 동일한 반경을 가진 구 (sphere) 내에 위치해 있다.

축 Aγ 에 대한 회전은 예를 들어 롤러들을 가진 스터럽 (stirrup) (5) 상으로 안내된 하프-링 (half-ring) 에 의해 보장된다. 하프-링 (9) 은, 예를 들어, 이 하프-링 (9) 을 회전 구동하는 기어 모터 (7) 에 커플링된 랙 (rack) (미도시) 을 갖는다. 따라서, 당업자에게 알려져 있는 수단에 따라 하프-링에 고정된 안테나 (12) 는 고도에서 피봇팅한다. 안테나를 지지하는 스터럽 (5) 은 수평축 하방의 낮은 방향으로의 포인팅을 허용하도록 배열된다.

더욱이, 하프-링 (9) 을 지지하는 스터럽 (5) 은 축 Aβ 상에 위치되어, 이 축 Aβ 둘레를 회전할 수 있다. 예를 들어, 스터럽 및 기어 모터에 포함된 랙은 스터럽, 하프-링 및 안테나 어셈블리의 축 Aβ 둘레의 회전을 보장한다. 방위각 (축 Aα) 에서의 하프-링 (9) 과 안테나 A 의 회전은, 예를 들어 링 기어 상에 차례로 옮겨놓아짐으로써 회전 데크 (revolving deck; 2) 또는 이동형 프레임 상에 탑재된 기어 모터 (4) 에 의해 보장된다. 제 2 축 Aβ 는, 축 Aα 와 각도 Ψ 를 이루는 고정형 프레임의 오리피스 O2 내에 삽입되며, 각도 Ψ 는 예를 들어 범위 [20°, 70°] 내에 위치해 있다.

따라서, 요약해서 말하면, 본 발명에 따른 포지셔너의 동작은 다음과 같다 :

안테나 포지셔너는 방위각 (축 Aα)/크로스-고도 (축 Aβ)/고도 (축 Aγ) 타입의 3 축 포지셔너이다.

3 개의 회전축의 교차점 O 는 가상 피봇점이다. 하프-링에 고정되고 피봇점을 통과하는 안테나는 그의 이동에 있어서, O 에 중심을 둔 구를 설명한다. 따라서 안테나의 키네마틱은 안테나 포지셔너 상에 탑재된 안테나의 직경과 동일한 직경의 실린더 내에 위치해 있을 수 있다.

하프-링 (9A, 9B) 을 지지하는 스터럽 (5) 은 한편으로는 축 Aγ 상의 구동을 위해, 다른 한편으로는 축 Aβ 둘레의 회전을 위해 이용되는데, 이는 따라서 크로스-고도 Aβ 축 및 고도 Aγ 축의 모터 드라이브를 지원하는 기구 (mechanics) 의 벌크를 저감시키고 최소 높이의 안테나 포지셔너 시스템을 얻는 것을 가능하게 한다.

고도 축 Aγ 상의 구동을 위한 하프-링 (9A, 9B) 의 이용은 안테나의 후방 부분에서의 최대 볼륨을 마련하는 것을 가능하게 한다.

각 축에 대해, 예를 들어, 랙과 관련된 감속 기어 (reducing gear), 모터 및 코더를 포함하는 기어 모터들의 이용은 단순한, 장비가 필요없는 (maintenance-free) 설계를 허용한다. 더욱이, 축들 (Aβ 및 Aγ) 상에서, 코더들의 원점 (origin datum) 은 도 5 에 상세된 전류 최대값들의 검출에 의해 기계적 접합부들에 대한 검출 또는 랜딩 (landing) 에 의해 설정된다.

도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d 에 설명된 기본적인 원리는 본 발명에 따른 포지셔너의 예시적인 실시형태를 제공하는데 이용될 것이다.

이전에 언급한 바와 같이, 포지셔너는 예를 들어 주어진 예의 경우에 있어서 보장하는 것이 가능한 이동 및 속도에 의하여 3 개의 축들 (Aα, Aβ 및 Aγ) 을 가지며, 다음이 제약된다 :

· 포지셔너의 지오메트리는 회전형 전기 컬렉터에 의하여 α 에서의 n×360도의 이동을 보증한다.

· 상부 축들은 다음과 같이 이동이 제한된다 : 축 Aβ : +/-30°, 축 Aγ : -18°/+110°.

· 축 속도는 적어도 30°/s 이다.

· 축 가속도는 적어도 30°/s² 이다.

예를 들어, 안테나 포지셔너 (P) 는 중크롬산염 (bichrmated) 양극 산화에 의해 보호된 알루미늄의 합금으로 이루어진다. 그러나, 내부식성 및 충분한 강도를 갖는 임의의 재료가 사용될 수 있다.

각 축은 예를 들어, 통합된 코더를 가진 기어 모터와 관련된 톱니 모양의 (toothed) 포지셔닝 프레임 (피니언/링) 을 포함한다.

안정판 (stabilizer) 의 고정형 프레임은, 이 예시적인 구현에서는 예를 들어, 300mm 의 고정형 프레임 (1) 의 직경에 걸쳐 분포된, 5 개의 충격 댐퍼들 (도 3) (30) 상에 배치된다. 본 발명의 프레임워크로부터 벗어남 없이, 안테나의 최종 이용 조건에 의존하여 5 개보다 많거나 적은 개수의 충격 댐퍼들을 이용하는 것이 가능하다는 것이 이해된다.

도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d 는 상이한 관점에서, 본 발명에 따른 예시적인 안테나 포지셔너 P 를 설명하며, 이 도면들은 특히 상이한 회전 축들의 컴포지션을 설명하는데 이용된다.

3-축 안테나 포지셔너는 예를 들어, 다음과 같이 구성된다 :

고정형 프레임 (1) 을 포함하는 연속 회전을 하는 하부 축 (Aα) (도 3 및 도 4) :

고정형 프레임 (1) 상에는, 이동형 프레임 (2), 전기 컬렉터 (3) 및 α 모터-드라이브 서브어셈블리 (4) 가 탑재되어 있다.

축 Aα 어셈블리의 구조는 예를 들어, 이하의 것들을 수용하는 처리된 알루미늄으로 이루어진 인터페이스 플레이트로 이루어진다 (도 3) :

· 상부 부분에서 : 인터페이스 플레이트 (34) 와 고정형 프레임 (1) 사이에 묶인 롤링 베어링 (33). 롤링 베어링의 고정형 외측 링 상에는, 축 Aα 를 회전 구동하기 위해 링 기어 (31) 가 탑재된다.

· 검출 캠 (32) 으로서, 그 캠이 포지션 검출기 (42) (도 4) 를 지나칠 때 그 때 축 Aα 를 위치 결정하는 것을 가능하게 하는, 상기 검출 캠 (32) ; 이것은 예를 들어 축 Aα 에 대해 제로를 확립하는데 이용될 수 있다.

· 바닥 부분에서 : 300mm 의 직경에 걸쳐 균일하게 분포된 5 개의 충격 댐퍼들. 관측될 치수에 대해, 이들 댐퍼들 (30) 은 단순화를 위하여 나타내지지 않은 랜덤 지지 플레이트의 두께에 포함된다.

· 중앙 부분에서 : 이동형 프레임 (2) 상의, 회전 시일 (3) 이 제공된 전기 컬렉터에 대한 부속물 (fixing).

· 측방향 부분에서, 관성 유닛 (13) 이 인터페이스 플레이트 (34) 하방에 고정된다.

소형의 기어 모터 (4) 는 회전 프레임 (2) 상에 위치되고, 당업자에게 알려져 있는 기술에 따라 피니언 (4A) (도 4) 을 통해 축 Aα 를 구동한다. 기어 모터 (4) 에는 명료성을 이유로 나타내지지 않은 증분 코더 (incremental coder) 가 갖춰져 있다. 기어 모터 및 모든 롤링 베어링들은 완전히 밀봉되고 수명 동안 그리징 (greasing) 된다.

도 4 는 축 Aα 에 대한 기어 모터 (4), 회전형 전기 컬렉터 (3), APU 를 형성하는 2 개의 부분들 (10A 및 10B), 기어 모터 (4) 의 전술된 피니언 (41) 및 축 Aβ 에 대한 지지부에 대응하는 피스 (40) 를 포함하는 이동형 프레임 (2) 을 개략적으로 나타낸다. 회전 시일이 제공된 전기 컬렉터 (3) 는 도 3 의 오리피스 O3 내에 삽입될 것이다. 피스 (40) 는 β 모터-드라이브 어셈블리 (6) 의 레벨에서, 예를 들면, 어셈블리 (6) 의 피니언 (6A) (도 2c) 의 레벨에서 축 Aβ 를 구동하기 위한 톱니를 포함하는 부분 (40A) 에 대해 실질적으로 원형 형상을 갖는다.

중간 축 Aβ (도 5) : 중간 축 Aβ 는 예를 들어, 피봇팅 롤러 지지부 (5), β 모터-드라이브 서브어셈블리 (6) 및 γ 모터-드라이브 서브어셈블리 (7) 를 포함한다.

축 Aβ 는 예를 들어, 머시닝 알루미늄으로 이루어진다. 축 Aβ 는 축 Aα 에 의해 지지되고, 축 Aγ 를 지지한다 :

· 축 Aβ (40) 의 지지부의 피봇팅은, 축 Aα 의 최상부 부분에서 톱니 모양의 세그먼트 및 고정형 피니온의 메싱 (meshing) 에 의해 획득된다.

· 축 Aβ 에는 기계적 접합부들 (50) 이 갖춰져 있다. 원점-설정은, 당업자에게 알려져 있는 방법들에 의해 생성된 전류 최대값들의 검출 및 2 개의 기계적 접합부들 중 하나에 대한 도킹 (docking) 에 의해 획득된다.

도면에 수직인 상부 축 Aγ (도 5 및 도 6) : 상부 축 Aγ 는 예를 들어, 안테나 지지 크래들 (8) 및 2 개의 원형 안내 (guidance) 하프-링들 (9A, 9B) 로 구성된다.

축 Aγ 는 2 개의 부분들로 구성된다. 2 개의 부분들은 축 Aβ 상에 위치된 고정형 부분 및 -18°내지 +110°에서 진행하는 이동형 부분이다 (도 5) :

· 고정형 부분은 다른 축들에 동일한 모터-드라이브 (7) (도 5) 를 갖고, 또한 이 축의 이동형 부분의 변위를 위한 롤러 지지 스터럽 (5) (도 5) 을 갖는다.

· 이동형 부분은, 원형 안내 하프-링들 (9A, 9B) 이 고정된 크래들 프레임 (8) (도 6), 및 미도시된 구동 랙은 물론, 안테나 (12) 및 RF 엘리먼트들 (20) 을 고정시키기 위한 인터페이스 (21) (도 2c) 로 이루어진다 ; 예를 들어, 하프-링들 중 하나의 하프-링 (9A) 은 랙에 의한 안내를 허용하는 노치가 형성된 부분을 갖고, 다른 하프-링은 평활할 수 있다 ; 2 개의 하프-링들에는 그들의 원주 상에 V-형상 레일들 (22, 도 2c) 이 제공된다. 접합부들 (60) (도면에는 단 하나만이 나타내진다) 은 크래들 프레임 (8) 의 2 개의 단부들 (8A, 8B) 에 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 프레임워크로부터 벗어남 없이, 2 개의 하프-링들을 이동시키기 위하여 스터럽 (5) 및 롤러들과 등가의 수단을 생각하는 것이 가능할 것이다.

· 축 Aγ 는, 당업자에게 알려져 있는 기술들에 의해, APU 모듈 (10) 의 모터들을 제어하는 가변속 드라이브들에 의해 전류 최대값들의 검출 및 2 개의 기계적 접합부들 중 하나에 대한 도킹에 의해 생성된 원점-설정을 특히 허용하는 기계적 접합부들 (60) 을 갖추고 있다. 한가지 가능성은 축 Aγ 에 대해 제로를 확립하는 과전력 (over-power) 을 검출하는데 있다.

· 축 Aγ 의 안내는 예를 들어 스테인레스 스틸로 이루어진 8 개의 롤러들 (51) (4 개의 고정형 롤러들 (51) 및 V-형상 편심을 가진 4 개의 롤러들 (52)) 을 이용하여 행해지며, 이 롤러들 (51, 52) 은 2 개의 원형 안내 하프-링들 (9A, 9B) 의 V-형상 레일들 (22) 의 슬라이딩을 허용하는 그루브 (51A, 52A) 를 포함한다.

도 6 은 이전에 설명한 바와 같이, 안테나 (12)를 수용하는 크래들 (8) 및 2 개의 안내 하프-링들의 탑재를 나타낸다.

안테나 포지셔너는 또한,

· 전원 기능 및 가변속 드라이브를 위한 2 개의 APU 모듈들 (전력 유닛들) (10A, 10B);

· 관성 유닛 (13);

· 예를 들어, 다이플렉서, 저잡음 증폭기 및 단순화를 이유로 상세되지 않은 도파관 네트워크로 이루어진 무선주파수 시스템 (20) 을 포함할 수도 있다.

상기 설명된 예에 대한 동작이 후술된다.

축 Aα 의 모터 드라이브는 이 동일한 축의 롤링 베어링 상방에 놓인 모든 엘리먼트들의 이동을 구동해야 한다. 크래들은 최대 오프셋을 갖도록 배향된다 (-18°및 β 축 30°의 경사를 가리킴).

축 Aβ 의 모터 드라이브는 이 동일한 축의 롤링 베어링 상방에 놓인 모든 엘리먼트들의 이동을 구동해야 한다. 크래들은 최대 오프셋을 갖도록 배향된다 (110°를 가리킴).

축 Aγ 의 모터 드라이브는 이 동일한 축의 레벨에서 안테나로 임베딩된 모든 엘리먼트들의 이동을 구동해야 한다.

3 개의 축들의 기어 모터들은 전기 컬렉터를 통해 α 축을 교차하는, 예를 들어, 당업자에게 알려져 있는 시리얼 버스에 의해 구동된 가변속 드라이브들에 의해 제어된다.

약어 CAN (Controller Area Network) 으로 더 잘 알려져 있는 시리얼 시스템 버스는, 두문자어 ACU 로 더 잘 알려져 있는 안테나 제어 유닛으로 하여금, 포지셔닝 커맨드들을 모터들에 송신할 수 있게 하고, 기어 모터에 포함된 코더들에 의해 공급되는 축 포지션 정보를 판독할 수 있게 한다.

포지셔너의 고정형 프레임 상에 임베딩된, 관성 운동 유닛 (또는 IMU) 은 시리얼 인터페이스를 통해, 수송기의 자세 (attitude) 정보를 ACU 에 송신한다. 이 정보에 기초하여, ACU 는 포인팅 세트포인트들을 생성하여 안테나 포지셔너에 송신한다.

Claims

주어진 또는 제한된 볼륨 내에 배치되도록 의도된 안테나 (12) 용 포지셔너 (P) 로서,
적어도 다음 엘리먼트들,
· 방위각에서의 안테나의 이동을 보장하는 제 1 축 Aα로서, 연속 회전을 하는 상기 제 1 축 Aα는 이동형 프레임 (2) 이 탑재된 고정형 프레임 (1), 회전 시일이 제공되는 전기 컬렉터 (3), 및 α 모터 구동 서브어셈블리 (4) 를 포함하는, 상기 제 1 축 Aα;
· 고도에서의 안테나의 이동을 보장하는 제 3 축 Aγ로서, 상기 제 3 축 Aγ는 상기 제 1 축 Aα와 직교하고 공면에 있으며, 상기 제 3 축 Aγ는 상기 안테나 (12) 를 지지하는 크래들 (8) 과, 원형 안내를 위한 2개의 하프 링 (9A, 9B) 을 포함하고, 상기 하프 링들에는 롤러들 (51, 52) 의 그루브들 (51A, 52A) 상에서 슬라이딩하는 V 형상의 안내 레일들이 제공되고, 상기 제 3 축 Aγ는 제 2 축 Aβ의 롤러 지지부 (5) 내에 삽입되는, 상기 제 3 축 Aγ;
· 하나의 동일한 가상 포인트 O 에서 상기 제 1 축 Aα 및 상기 제 3 축 Aγ과 교차하도록 위치 결정되는 제 2 회전축 Aβ 또는 크로스 고도 축으로서, 3개의 축 Aα, Aβ, Aγ의 교차점인 가상 포인트 O 는 포지셔너 상에 탑재된 상기 안테나의 이동 피봇점을 구성하고, 상기 제 2 축 Aβ는 피봇 수단 (51, 52)에 대한 지지부 (5), β 모터 구동 서브어셈블리 (6), γ 모터 구동 서브어셈블리 (7) 를 포함하고, 상기 피봇 수단 (51, 52) 은 그루브들 (51A, 52B) 을 포함하는 롤러인, 상기 제 2 회전축 Aβ 또는 크로스 고도 축을 조합하여 포함하고,
· 상기 제 2 축 Aβ 는, 축 Aα 와 각도 Ψ를 형성하는 고정형 프레임의 오리피스 O2 내에 삽입되며, 상기 각도 Ψ는 범위 [20°, 70°] 내에 놓이는, 안테나용 포지셔너.
제 1 항에 있어서,
· 상기 제 1 축 Aα는 회전형 컬렉터 (3) 에 의해 α에서 n x 360도의 진행을 정의하도록 적응되고,
· 상기 제 2 축 Aβ는 +/-30°의 진행을 정의하도록 선택되고, 상기 제 3 축 Aγ는 -18° 내지 +110°의 범위 내의 진행을 정의하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 안테나용 포지셔너.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 축 Aα 에는 상기 고정형 프레임 (1) 상에 분포된 충격 댐퍼가 제공되는 것을 특징으로 하는 안테나용 포지셔너.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 축 Aα는,
·상부 부분에서 : 인터페이스 플레이트 (34) 와 고정형 프레임 (1) 사이에 묶인 롤링 베어링 (33) 으로서, 상기 롤링 베어링의 고정형 아우터 링 상에 링 기어 (31) 가 축 Aα를 회전 구동하도록 탑재된, 상기 롤링 베어링 (33); 및
·검출 캠 (32) 으로서, 상기 검출 캠이 상기 이동형 프레임 (2) 상에 부착된 포지션 검출기 (42) 를 통과하는 순간에 축 Aα를 포지셔닝하는 것을 가능하게 하는, 상기 검출 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나용 포지셔너.
제 1 항에 있어서,
상기 안테나용 포지셔너는 중크롬산염 (bichrmated) 양극 산화에 의해 보호된 알루미늄의 합금과 같이 내부식성인 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나용 포지셔너.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 축, 상기 제 2 축, 및 상기 제 3 축 각각은 통합형 코더를 갖는 기어 모터와 연관된 톱니형 포지셔닝 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나용 포지셔너.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안테나 (12) 는 레이덤 (radome; R) 에 의해 둘러싸이며, 상기 포지셔너, 안테나, 레이덤 어셈블리는 배 또는 잠수함과 같은 이동 수송기 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나용 포지셔너.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 포지셔너로서,
상기 포지셔너는 샛콤(Satcom) 통신 안테나를 위해 이용되는, 포지셔너.