NO840395L - Stabilisert plattform - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår stabiliserte antenne-monteringer, vanligvis brukt når en antenne må understøttes på en montering som er utsatt for sette- og slingre-bevegelser, slik som på et skip i sjøen, en boreplattform på sjøen, en tjoret ballong, et kjøretøy, et fly etc. Selv om diskusjonen heretter vil bli med henvisning til et skip, vil fagfolk på området, etter å ha lest utredningen, forstå at noen av prinsippene og trekkene ved oppfinnelsen også kan anvendes til andre monteringer som er utsatt for sette- og slingre-bevegelser, eller andre periodiske vibrasjoner eller bevegelser.

Det er mange anvendelser hvor en antenne må understøttes

på et skip til sjøs, eller andre strukturer som er utsatt for sette- og slingre-bevegelser. I tilfelle av paraboliske "tallerken"-antenner, og andre antenner med høy forsterkning, siktet inn mot satellitter, er det ønskelig å opprettholde innretningen av antennen i en generelt fast retning. Med unntag-else av de sjeldne tilfeller av helt stille sjø, vil en antenne montert direkte på dekket av et skip ha uakseptabel retningsfeil, og sannsynlig tap av mottagning fra satellitten under typiske omstendigheter. I mange militære systemer med høy virkningsgrad, smal stråle, kan en retningsfeil på én grad være uakseptabel. Det er derfor ønskelig å understøtte antennen på

en stabilisert plattform.

Tidligere har to- og tre-aksers antennemonteringer for mål-søkende antenner ikke vært helt tilfredsstillende. En fot med to akser er i seg selv begrenset til mindre enn full halvkule-dekning ved "nøkkelhull"-effekten når målet er nær en forleng-else av primæraksen, hvor den nødvendige akselerasjon for korri-gerende bevegelser blir utolererbar. En antennefot med tre akser kan gi full halvkule-dekning, men til en kostnad og kompleksitet som er uakseptabel for de fleste kommersielle anvendelser. Meget avanserte styrings-systemer har f.eks. lukkede servo-styringssløyfer for hver akse, sammen med tilhørende rate-gyroer, akselerometere og annet utstyr, noen ganger også omfattende digitale datamaskiner, til å utføre de kompliserte koordinat-omforminger. Slike kompliserte og kostbare systemer passer ikke for et stort antall anvendelser.

Kompliserte fire-aksers servosystemer finnes, men for å

lage et slikt servosystem tilstrekkelig pålitelig, må det bli

kostbart. Den foreliggende oppfinnelse oppnår pålitelig stabilisering til meget lavere kostnader uten servostyring.

Forøvrig er middeltid mellom feil vanligvis i omvendt forhold til kompleksiteten av et system. En akseptabel middeltid mellom feil er meget viktig med antennesystemer. I maritim bruk vil f.eks. en feil i sjøen være meget kostbar, og i det minste meget ubeleilig.

I mange anvendelser ombord i skip, er antennen typisk montert på en mast eller et tårn, relativt høyt over skipets dekk. Dette er vanligvis ønskelig, slik at antennen ikke behøver å "se" gjennom noen del av skipets struktur, uansett orienteringen av skipet. Antenner blir ofte montert forut eller akterut på et skip, slik at antennen er montert en betydelig avstand fra skipets sentrum. Følgelig blir antennen utsatt for lineære akseleras jonskrefter når skipet setter eller slingrer om et punkt som vanligvis ligger nær skipets sentrum. Slike lineære akseleras jonskref ter 'har en tendens til å forårsake at en plattform heller, og vanligvis har en destabiliserende effekt på antenneplattformen.

Mange foreslåtte stabiliserte plattformer har unnlatt å kompensere for lineære akselerasjonskrefter. Mange patenter ifølge tidligere teknikk unnlater til og med å ta hensyn til problemet med lineær akselerasjon. Dette er spesielt tilfelle hvor anvendelsene utredet i patentene ifølge tidligere teknikk ikke involverer et stabiliserings-system for satellitt-antenner montert på skip. Miljøet for et stabiliserings-system for satel-littantenner montert på skip er betydelig forskjellig fra de som er utredet i patenter ifølge tidligere kjent teknikk. På et skip blir antennen typisk montert langt fra bevegelses-senteret, vanligvis høyt på en mast. Miljøet erkarakterisert vedbetydelige lineære akselerasjons-krefter. På noen skip kan lineære akselerasjons- krefter være så store at de kan forårsake at en gyro-stabilisert plattform, som ikke er konstruert i henhold til denne oppfinnelsen, blir destabilisert og forblir i en destabilisert tilstand for en relativt lang periode.

Det er et behov for pålitelige stabiliserte antennesystemer som har system-kostnader akseptable for kommersiell anvendelse. Det utvikles etterhvert et betydelig behov for relativt billige, men pålitelige antennesystemer, spesielt med de nyere "L"-bånd frekvenser som er avsatt for maritim satellitt-kommunikasjon.

Det fremgår tydelig fra den ovenstående diskusjon at antennesystemer ifølge tidligere kjent teknikk ikke har vært fullt tilfredsstillende. Den foreliggende oppfinnelse over-vinner noen, om ikke alle, av de ulemper som er nevnt ovenfor.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter det trekk at den har en akselerasjons-forskyvbar masse som har en tendens til å kompensere for, og oppveie, krefter forårsaket av lineær akselerasjon. Denne oppfinnelsen omfatter det trekk at den

har en stabilisert plattform med et asimut-driversystem som er uavhengig av antennen. Antennens asimut-driversystem kan være tilkoblet et kompass slik at den stabiliserte plattform forblir i en generelt fast orientering selv om skipet svinger under den, og når antennen blir rotert raskt for slike formål som kabel-avvinning.

De ovenstående trekk kan være inkludert i kombinasjon med et kardanledd på en antenne-monteringsstruktur i en generelt vertikal orientert asimut-akse. Den foreliggende oppfinnelse har fortrinnsvis et tyngdepunkt som er plassert litt nedenfor kardan-strukturen. Tyngdepunktet bør ikke plasseres vesentlig nedenfor kardan-strukturen, da dette ville forårsake et betydelig gravitasjons-kraftpar, og gjøre antenne-foten sårbar mot destabiliserings-effekter.på grunn av horisontal akselerasjon. Den foreliggende oppfinnelse er konstruert med fire akser, hvor to akser kan være utstyrt med en styrings-mellomkobling mens de andre to aksene er passivt stabilisert. Dette frembringer et krav til kompleksitet i styring og en pålitelighet som er meget bedre enn med de fleste konvensjonelle systemer med to, tre eller fire akser.

Oppfinnelsen kan omfatte et trekk med en pendelformet akselerasjons -forskyvbar masse. En foretrukken utførelse bør omfatte et trekk med et totalt kardansystem med en "fysisk pendel"-resonansfrekvens som er ti eller flere ganger lavere enn resonans-frekvensen for den pendelformede akselerasjons~forskyvbare masse. Tillegget av gyroskoper til det ovennevnte kardansystem senker systemets resonans-frekvens betydelig uten bruk av kostbare lagre med lav friksjon for høye belastninger, og reduserer vanskeligheten med å balansere det ovennevnte kardan-system.

Spesifikke utførelser som representerer hva man nå anser som den beste måte å utføre oppfinnelsen på, er illustrert i tegningene. Figur 1 er en perspektiv-tegning som illustrerer et antenne-system montert på toppen av en mast eller et tårn, i en typisk skipsinstallasjon. Figur 2 er et skjematisk diagram som illustrerer et antenne-system med et tyngdepunkt "cg.", en kardanmontering "p", og en lineær akselerasjons -vektor "a" som er en følge av en sette-bevegelse av skipet, som har en tendens til å tvinge antennesystemet til å rotere rundt "p" i en retning som vist ved den kurvede pil. Figur 3 illustrerer en form av en akselerasjons -forskyvbar masse og en stabilisert plattform. Figur 4 illustrerer en alternativ utførelse av en akselerasjons-forskyvbar masse. Figur 5 er et toppriss av en stabilisert plattform med fire akselerasjons -forskyvbare masser av den type som er vist på figur 4, arrangert symmetrisk på plattformen. Figur 6 illustrerer en alternativ utførelse av en akselt-rasjons-forskyvbar masse. Figur 7 viser baksiden av en antenne montert på en stabilisert plattform, og illustrerer en annen utførelse av en akseleras jons-f orskyvbar masse. Figur 8 illustrerer enda en alternativ utførelse av en akse lerasjons-forskyvbar masse. Figur 9 viser baksiden av en antenne montert på en stabilisert fot, og illustrerer en foretrukken form av en akselerasjons-forskyvbar masse. Figur 10 er et toppriss av den stabiliserte fot som er illustrert på figur 9, og viser en antennefot omfattende en foretrukken form av en akselerasjons-forskyvbar masse, og illustrerer videre en foretrukken plassering av gyroskopene i forhold til andre system-komponenter. Figur 11 viser detaljer av gyroskop-montering og plattform-montering i den utførelsen som er illustrert på figurene 9 og 10. Figur 12 viser i snitt et sideriss av gyroskopet illustrert på figur 11. Figur 13 er et skjematisk diagram av en fot montert på masten av et skip.

Som her skal forklares mer fullstendig, bruker en foretrukken utførelse av den foreliggende oppfinnelse en kombinasjon av trekk som resulterer i god total system-virkningsgrad. Som her skal forklares mer fullstendig, har systemet fortrinns-', vis et tyngdepunkt som ligger litt nedenfor en kardan-akse for å frembringe en lang-tids referanse til tyngdekraften, og en stabilisert plattform har fortrinnsvis to gyroskoper, under-støttet ved plattformen og montert på dreibare akser som er i det vesentlige i rett vinkel med hverandre. Gyroskopene blir brukt til å redusere feil fra transient-momenter, og for å

senke den "fysiske pendel"-resonansfrekvens av kardan-systemet. Gyroskopene virker som et mekanisk filter for å lagre og utløse energi på en måte som utjevner slike slingre- og settebevegel-ser som man typisk møter ombord på et skip til sjøs. Oppfinnelsen omfatter videre en akselerasjons-forskyvbar masse for å kompensere for linjeære akselerasjons-krefter.

En antenne 51 må først motta, gjennom en form av styring, det ønskede mål, såsom en kommunikasjons-satellitt i en synkroni-sert bane rundt jorden. Styring av mottagelsen kan oppnås ved fjernstyring. Mottagelse krever vanligvis, som et minimum, elevasjons- og asimutstyring. En ekvatorial-montering med heve-og senkestyring over asimut, kunne muligens bli brukt med tilsvarende resultater.

Det illustrerte fireaksers antennesystem 50 har to styrte akser utført med elevasjon over asimut, begge anordnet over en toaksers kardanmontering 53. Dette kan best bli forstått ved henvisning til figur 7. Man kan se fra figur 7, at elevasjons-aksen 81 og asimut-aksen 82 er plassert over kardanmonteringen 53. Kardanmonteringen 53 omfatter en første kardanakse 83, og en annen kardanakse 84 som fortrinnsvis er i rett vinkel med den første kardanakse 83. Med andre ord omfatter kardanmonteringen 53 ortogonale kardanakser 83 og 84.

Når satellitt-målet en gang er fanget inn, må sikteinn-stillingen for antennen 51 bli oppdatert for endringer i skipets kurs og skipets posisjon. Skipets kursendringer og posisjons-endringer blir fortrinnsvis automatisk kompensert for i asimut-aksen 82 ved slavekobling av en asimutdriver 93 til et skips kompass. Alternativt, i tilfelle av et slikt skip som et lasteskip, som holder seg på en relativt konstant kurs over en lang periode, kan skipets kurs og skipets posisjon bli oppdatert manuelt. I noen tilfeller kan en fremgang på 100 mil representere mindre enn to graders målsøking-feil.

Anordningen av elevasjons- og asimut-styreakser 81 og 82 ovenfor kardanaksen, hvor sette- og slingreaksene for den stabiliserte fots kardanmontering er parallell med sette- og slingre-aksene for kompasset til hvilket asimut-styringen er forbundet, er viktig. Hvis asimut-styringen, indikert generelt ved henvisningstallet 120, er plassert nedenfor kardan-aksene 83 og 84 vil dette resultere i retningsfeil.

I tilfelle en antenne 51 montert på et skip 55, må man vurdere problemer som skapes av seks primære skipsbevegelser: setting, slingring, svinging, hiving, svaiing og skrensing. Svingebevegelsen blir vanligvis håndtert ved slavekobling av

en asimut-styring til skipets kompass. Bevegelsene av et skip 55 krever at antennestyrings-systemet 50 automatisk kompenserer for vinkelendringer raskt og nøyaktig, for å unngå for store retningsfeil og mulig degradering eller tap av signaler.

Det henvises først til figur 1. Et antennesystem 50 er fortrinnsvis montert så høyt som mulig over dekket på skipet 55. Dette er ønskelig slik at antennen 51, uansett retningsvinkelen og antennen og kursen av skipet 55, ikke får degradering eller tap av signal på grunn av forstyrrelser som vil bli forårsaket ved at man "ser gjennom" hindringer så som skipets master, skorsteiner, kontrolltårn og andre fysiske hindringer som kan være tilstede. I en typisk installasjon, slik som den illustrert på figur 1, er antennesystemet 58 plassert i en posisjon forut og akterut, som er fjernt fra sentrum 58 av skipet 55.

I en typisk installasjon slik som den vist på figur 1, er en antenne 51 montert på en stabilisert plattform 52 med en kardanforbindelse 53 som er understøttet på et tårn 54. En radom 56 er fortrinnsvis anordnet for å redusere vindbelastningen på antennen 51.

Det henvises nå til figur 2. Antennen 51, montert på den stabiliserte plattform 52 er begge illustrert skjematisk, montert på en støtteanordning 57.

I illustrasjonen vist på figur 2, setter skipet 55 omkring sin senterakse 58. Antennestøtten 57 er plassert en distanse "L" fra settesenteret 58 av skipet 55. Antenneplattformen 52

er plassert en avstand "H" over planet for settesenteret 58.

Antenneplattformen 52 er montert dreibart på støtteanord-ningen 57 ved et punkt p, som i det illustrerte eksempelet er en kardanforbindelse. Antennesystemets tyngdepunkt er vist som et punkt cg., som er plassert nedenfor kardanforbindelsen p. Tyngdepunktet cg. er vist fra begynnelsen å være plassert på den vertikale akse 101.

Antennesystemet 50, omfattende antennen 51 og plattformen 52, vil bli utsatt for lineære aksellerasjonskrefter når skipet 55 setter omkring sitt sentrum 58. F.eks., når skipet setter forover omkring settesenteret 58 i retningen vist ved pilen 59, vil støtten 57 rotere mot klokkeretningen som vist på figur 2. Dette vil resultere i en kraft som virker på kardanpunktet p som kan oppløses til en vertikal komponent og en horisontal komponent. Den horisontale komponent er illustrert på figur 2, og indikert generelt ved henvisningsnummeret A. Den generelt horisontale komponent A av kraften som virker på kardanpunktet p kan tenkes å forårsake denne lineære aksellerasjon av antennesystemet 30. Lineær akselerasjon er enkelte ganger også kalt horisontal akselerasjon.

Kraften A kan tenkes å virke på antennesystemet 50 gjennom punktet p. Tyngdepunktet cg. er plassert i en avstand D nedenfor punktet p. Dermed kan krefter slik som A, på grunn av lineær akselerasjon av antennesystemet 50, ha en tendens til å forårsake at plattformen 52 heller i retningen som er indikert ved den kurvede pil 60. Med andre ord kan lineære akselerasjons-krefter skape et dreiemoment rundt tyngdepunktet cg., som i det illustrerte eksempel ville bli i retningen som indikeres ved den kurvede pil 60.

Den optimale vertikale plassering av tyngdepunktet eller gravitasjons-senteret cg. er en avveining mellom friksjons-hysterese og verste tilfelle av lineære akselerasjoner som kan forventes i en gitt anvendelse. Verste tilfelle av lineære akselerasjoner kan variere ved forskjellige typer og størrelser av skip, og med forskjellig plassering ombord i skipet 55. Disse faktorer kan anvendes i større og mindre utstrekning, avhengig av den spesielle anvendelse, på installasjoner på andre typer av

fartøyer, slik som ballonger, fly, boreplattformer etc.

For å minimalisere feil på grunn av horisontal lineær akselerasjon bør tyngdepunktet cg. ideelt være plassert på samme sted som kardanpunktet p. I eksempelet som er illustrert på figur 2, hvis tyngdepunktet cg. var plassert på samme sted som punktet p, ville kraften A på grunn av lineær akselerasjon virke direkte på tyngdepunktet cg. og et dreiemoment i retningen av pilen 60 vil det ikke forekomme. Dvs. at avstanden D mellom tyngdepunktet og kardanpunktet p ville være lik null. Med andre ord, dreiemomentet rundt tyngdepunktet cg. er lik kraften ganger avstanden D mellom kraften og tyngdepunktet c g. Hvis avstanden D er lik null, vil produktet av kraften ganger avstanden også være lik null, og resultere i et dreiemoment lik null.

For å minimalisere feil på grunn av friksjon og hysterese, og for å gi antennesystemet 50 en langtids-gravitasjonsreferanse og pendelvekt forspenning, er det imidlertid ønskelig å plassere tyngdepunktet så langt som mulig nedenfor kardanpunktet p. Med andre ord, for å minimalisere retningsfeil på grunn av friksjon og hysterese skal avstanden D vist på figur 2 være så stor som mulig.

Fordi den optimale vertikale plassering av tyngdepunktet

er en avveining mellom minimalisering av retningsfeil på grunn av friksjon og hysterese og minimalisering av retningsfeil på grunn av lineære akselerasjoner og fordi disse faktorer kan variere med forskjellige anvendelser på forskjellige steder, anordner man fortrinnsvis en motvekt med variabel posisjonsinnstilling for å variere avstanden D mellom tyngdepunktet cg. og kardanpunktet p. Avstanden D kan også tenkes som avstanden mellom tyngdepunktet cg. og det planet i hvilket kardanaksene krysser.

En motvekt med variabel posisjonsinnstilling kan ta form

av en nedadrettet stav med gjenger på den nedre ende, festet til bunnen av plattformen 52, og som tillater opp- og ned-justering av motvekten ved å skru denne langs den gjengede stav. Tyngdepunktet kan således justeres oppover og nedover for enhver spesiell installasjon, for å optimalisere målsøkings-virkningen og operasjonsresultatene for den installasjonen.

I en typisk installasjon på et sjøgående skip, bør tyngde punktet fortrinnsvis plasseres så nær kardanpunktet p som mulig, avsatt ved en avstand D som bare er nok til å overkomme lagerfriksjonen eller friksjonen i kardanleddet 53 pluss en viss sikkerhetsfaktor. I en foretrukken utførelse kan tyngdepunktet være forskjøvet en nominell avstand på omtrent 10 mm nedenfor kardanpunktet 53. Avstanden D bør fortrinnsvis være i området fra 2,5 til 20 mm, og kan være innenfor området fra 0,25 til 75 mm, avhengig av antennefotens størrelse og utform-ing, og plasseringen, miljøet og typen av bevegelser som antennesystemet kunne bli utsatt for;

Hvis de forventede forhold ved installasjonsmiljøet forblir i det vesentlige de samme, kan det når den optimale plassering av tyngdepunktet en gang er fastslått, være unødvendig at motvekten har variabel posisjonsinnstilling for en spesiell antenne-fot-modell.

Det henvises nå til figur 3. Effekten av lineær aksellerasjon kan bli oppveiet ved å anordne en akselerasjons-forskyvbar masse 65. Figur 3 illustrerer skjematisk hvordan en akselerasjons-forskyvbar masse kan bli brukt til å skifte tyngdepunktet cg., og kompensere for destabiliserende krefter på grunn av lineær akselerasjon.

Den akselerasjons-forskyvbare massen 65 innehar en utgangs-stilling vist på figur 3 ved henvisningstallet 65. I eksempelet illustrert på figur 3, er det anordnet en øvre forskyvbar masse 65 og en nedre forskyvbar masse 65. I det illustrerende eksempel er den lerasjons-forskyvbare masse 65 forbundet til plattformen 52 ved en ettergivende del 66. Den ettergivende del 66 kan være en fjær. Plattformen 52 og antennesystemet har et tyngdepunkt 64 plassert nedenfor kardanleddet 53.

I et eksempel med en kraft A på grunn av lineær akselerasjon, ville det oppstå et dreiemoment i retning av den kurvede pil 60 rundt tyngdepunktet 64.

Kraften A på grunn av lineær akselerasjon forårsaker imidlertid ,at den akselerasjons-forskyvbare massen 65 flytter til en forskjøvet stilling, indikert på figur 3 ved henvisningstallet 65'.• Tregheten av den akseleras jons-f orskyvbare masse 65 forårsaker at denne massen flytter seg i den retning som er generelt indikert ved pilen 103. Forskyvningen av den akseleras jons-f orskyvbare masse 65 til den forskjøvne stilling indikert ved tallet 65' resulterer i en skifting av det virkelige tyngdepunkt til en ny stilling, indikert ved henvisningstallet 64'. Med andre ord, den akselerasjons-forskyvbare massen 65 forårsaker at tyngdepunktet 64 forflytter seg dynamisk i reaksjon på krefter på grunn av lineær akselerasjon, på en måte som, som vil bli forklart nedenfor, har en tendens til å oppveie den de-stabiliserte effekt av slike krefter. Når den akselerasjons-forskyvbare masse 65 blir forskjøvet til den posisjonen som er indikert ved 65' og tyngdepunktet flytter seg til den posisjonen som er indikert ved henvisningstallet 64', vil tyngdepunktet 64' bli forskjøvet horisontalt fra kardanleddet 53 ved en avstand X. Tyngdekraften, som virker på tyngdepunktet 64' vil forårsake et dreiemoment i retningen indikert ved den kurvede pil 102 på figur 3, som i dette tilfelle er i klokkeretningen. Dreiemomentet på grunn av tyngdekraften vil bli lik tyngdekraften ganger avstanden X. Man vil merke seg at dreiemomentet som skapes ved forskyvningen av tyngdepunktet 64' er i en retning 102 motsatt retningen 60 av dreiemomentet som resulterer fra kraften A på grunn av lineær akselerasjon. Forskyvningen av den akselerasjons :-forskyvbare masse 65' og omplasseringen av tyngdepunktet 64' har en tendens til å oppveie den destabiliserende effekt av krefter på grunn av lineær akselerasjon.

Det kompenserende dreiemoment i retningen 102 kan justeres ved å endre avstanden X av det forskjøvne tyngdepunkt 64' under gitte forhold. I den utførelsen som er illustrert på figur 3 kan dette bli oppnådd ved å endre mengden av massen 65, avstanden av massen 65 fra kardanpunktet 53 (dvs. lengden av den ettergivende del 66), etc. Det kompenserende dreiemoment i retningen 102 kan også bli gjort lik dreiemomentet i retningen 60 på grunn av lineær akselerasjon, ved å redusere det lineære akselerasjons-moment. Dette kan bli oppnådd, f.eks. ved å redusere avstanden D av tyngdepunktet 64 fra kardanpunktet 53. Det er ønskelig at det forskjøvne tyngdepunkt 64' ikke blir forskjøvet til en stilling lavere enn den opprinnelige stilling for tyngdepunktet 64. Hvis en akselerasjons-forskyvbar masse 65 ble anordnet bare ovenfor plattformen 52, kunne dette forekomme. Det er derfor ønskelig, i denne spesielle illustrerte utførelse, å anordne en akselerasjons -forskyvbar masse 65 nedenfor planet av plattformen 52 slik at avstanden D ikke vil bli forlenget når tyngdepunktet forskyves til en stilling 64' som følge av en forskyvning av den akselerasjons-forskyvbare masse 65'.

Figur 9 illustrerer en foretrukken form for en akselerasjons-forskyvbar masse. I en foretrukken utførelse bør den akselerasjons -forskyvbare masse 200 ta form av en pendel. Den akselerasjons <-forskyvbare masse 200 er fortrinnsvis formet som en kule. En aksel 202 forbinder den akselerasjons-forskyvbare masse 200 med et dreiepunkt, såsom et kardanledd 203, fortrinnsvis formet som et U-ledd. Kardanleddet 203 kan være et kuleledd, eller enhver form for forbindelse som tillater den akselerasjons-forskyvbare masse 200 fri bevegelse i enhver horisontal retning. Alternativt kunne den akselerasjons-forskyvbare masse 200 henge fra en kabel.

I det illustrerende eksempel er kardanleddet 203 forbundet med en støttedel 204 som er forbundet med den stabiliserte fot 205.

Det henvises nå til figur 9. Den pendelformede akselerasjons-forskyvbare masse 200 er vist montert på den stabiliserte fot 205 nær den vertikale akse 206 for foten 205. Den stabiliserte fot 205 er understøttet på en kardanmontering 207. Horisontale eller lineære akselerasjonskrefter vil ha en tendens til å forskyve den akselerasjons-forskyvbare masse 200 fra sin utgangsposisjon illustrert på figur 9.

Den utførelsen som er illustrert på figur 9 kan kalles en "sammensatt pendel" type av antenne-stabiliserings-system, som bruker en akselerasjons-forskyvbar masse 200 hengende på pendel-vis. Denne utførelsen har betydelige fordeler i start-tid og transient-respons. Denne utførelsen anordner også en akselara-sjons-forskyvbar masse 200 i en stabil stilling.

Det er ønskélig for en stabilisert antenne-fot å ha fordel-aktig transient-respons. De fleste skips bevegelser (andre enn skipets bevegelse forover) er vanligvis i form av en sinus-funksjon. Energien fra et skips bevegelser som blir overført til et antenne-stabiliserings-system vil imidlertid ofte inne-holde ikke-sinusformede transient-komponenter, som kan værekarakterisert, f.eks. som en steppfunksjon, en sagtann, eller en impuls-funksjon. Slike transienter kan resultere fra opprørt sjø, tilfeldige bølger og andre miljømessige forhold. Selv om energi-innholdet i slike transienter kan være relativt lite, kan transientene forårsake dreiemomenter mot hvilke en akseleras jons-f orskyvbar masse med et høyt annet treghetsmoment ikke kan reagere med total effektivitet. Det viste stabiliserings-system omfatter trekk som tenkes å forbedre transient-respons 'og total system-virkningsgrad. Tillegget av gyroskopene 209 hjelper i å jevne ut transienter, slik at den akselerasjons-forskyvbare masse 200 kan reagere effektivt mot dreiemomenter som påtrykkes den stabiliserte foten 205. Gyroskopene 209 har en tendens til å lagre energi-impulsene introdusert ved transi-entbevegelser, og så langsomt utløse energien over en tids-periode, hvor den kan bli effektivt håndtert av stabiliserings-systemet.

Gyroskopene 209 har en tilleggs-funksjon som er betydningsfull. Den stabiliserte plattform 205 er litt pendelaktig for å anordne en lang-tids vertikal referanse. Oscillasjons-perioden for pendelstrukturen over kardanleddet kan bli utledet, eller kan bli empirisk bestemt. Det er ønskelig at det totale system ovenfor kardanleddet har en "sammensatt pendel" resonansfrekvens som er ti eller flere ganger lavere enn resonansfrekvensen for den akselerasjons-forskyvbare massen 200. En slik lav resonans-frekvens ville ellers bli kostbar å oppnå fordi den ville kreve lagre med meget lav friksjon og for meget tunge belastninger. Slike lavfriksjons-lagre ville bli nødvendige på grunn av en meget liten tyngdepunktforskyvning. Tillegget av gyroskopene 209 har en tendens til å senke resonansfrekvensen for systemet over kardanleddet, og unngår dermed behovet for lavfriksjons-lagre. Den lille vibrasjonen av gyroskopmotorene har en tendens til å overkomme den opprinnelige friksjonskraft som ellers ville forekomme i lagrene for kardanleddet 207.

Strukturen over kardanleddet ville også kreve nøyaktig-: statisk balansering under installasjonen, men tillegget av gyroskopene 209 gjør systemet over kardanleddet lettere å balansere under installasjonen, og reduserer behovet for forebyggende ved-likehold.

Den akselerasjons-forskyvbare masse 200 er opphengt en avstand o (som ikke må forveksles med null) fra systemets kardan-akse 207. Den ønskede mengde av ADM pendel-lengden o og vekten Wa av den . akselerasjons-forskyvbare masse 200 påvirker hverandre gjensidig. Det er ønskelig å begrense ADM pendel-lengden o til en bekvem lengde, og å forbedre responstiden for den akselerasjons-forskyvbare masse 200. Det er generelt ønskelig at den akselerasjons ;-forskyvbare masse 200 har så høy resonansfrekvens som mulig for rask respons, men resonansfrekvensen bør ikke være så høy som 3 Hz av vibrasjons-hensyn. På grunn av den gjensidige påvirkning av den akselerasjons-forskyvbare masse W cl og ADM pendel-lengden o, kan man ved å øke vekten W Si av den akselerasjons-forskyvbare masse 200 gjøre avstanden o mindre, mens alle andre faktorer forblir de samme.

ADM-vekten W afor en kuleformet ADM 200, så som den illustrert på figur 9, bør være lik produktet av den totale vekt av systemet over kardanleddet W ganger forskyvningen h av systemets tyngdepunkt, alt dividert med ADM pendel-lengden o. ADM-vekten bestemmes således fra formelen:

Man kan forstå fra det ovenstående, at hvis vekten av den aksellerasjons-forskyvbare masse er for liten, vil ADM pendel-lengden bli uhåndterlig lang.

Antennesystemet over kardan-leddet 207 har et tyngdepunkt 208 som er litt forskjøvet en avstand nedenfor kardanmonteringen 207. Denne lille forskyvning er fortrinnsvis bare nok til å overkomme friksjonen i kardanleddet 207, pluss en sikkerhetsfaktor. Sikkerhetsfaktoren er inkludert for å ta hensyn til aldring av lagrene, forringing av smøremiddel, værpåvirkning, temperaturendringer og andre forhold som kan påvirke mengden av friksjon i lagrene. Tyngdepunktforskyvningen bør ikke være stor, da dette ville gjøre plattformen 206 for følsom for horisontale eller lineære akselerasjoner. Tyngdekraftforskyvningen anordner en langtids referanse til tyngdekraften, som har en tendens til å opprettholde antennesystemet over kardanleddet 207 i en vertikal orientering i fravær av andre bevegelser. En opprinnelig tyngdepunkt-forskyvningsavstand h på ca. 44 mm, uten den akselerasjons-forskyvbare massen 200, skulle gi tilfredsstillende resultater for et system på ca. 60 kg. Når den akselerasjons-forskyvbare massen 200 blir lagt til som illustrert, blir tyngdepunktet hevet. Tillegg av den illustrerte akselerasjons-forskyvbare massen 200 skulle fortrinnsvis høyne tyngdepunkt-forskyvningen til en statisk tyngdepunkt-forskyvning som er nominelt ca. 10 mm. Tyngdepunktforskyvningen for systemet over kardanleddet pluss den akselerasjons -forskyvbare masse bør fortrinnsvis være i området på 2*5 til 20 mm, men kunne være innenfor området fra 0,25 til 75 mm.

Forskyvning av den akselerasjons-forskyvbare masse 200

vil forårsake en forskyvning av tyngdepunktet for hele stabili-ser ings-systemet, dvs. hele systemet over kardanleddet og den akselerasjons -forskyvbare masse 200. Hele stabiliserings-systemet vil således ha et dynamisk tyngdepunkt som kan flytte seg og forandre stilling under drift. Stabiliserings-systemet er konstruert slik at tyngdepunktet for hele stabiliserings-systemet blir dynamisk omplassert for å motvirke dreiemomenter som kan resultere fra lineære akselerasjons-krefter.

En passende fremgangsmåte for konstruksjon av en utførelse av oppfinnelsen bør involvere disse skrittene: (1) valg av kardanlagrene på basis av levetid og sjokkbelastning, heller enn å legge vekt på lav friksjon; (2) bestemmelse av minimum tyngdepunkt-forskyvningsavstand mellom kardanaksene og tyngdepunktet for systemet over kardanleddet, som vil gi en tilstrekkelig pendel-returkraft til å overkomme lagerfriksjon i kardanleddet 207; (3) velge størrelsen av den akselerasjons-forskyvbare massen 200 slik at den vil oppveie det dreiemoment som påvirker systemet over kardanleddet på grunn av horisontale eller lineære akselerasjoner; og (4) bestemmelse av størrelsen på gyroskopene 209 som er tilstrekkelig til å overkomme forventede transient-krefter.

De tre første nummererte skrittene har vært diskutert ovenfor. En fordel med den foreliggende oppfinnelse er at kostbare lavfriksjons kardanlagre ikke er nødvendige. Bestemmelse av minimum forskyvningsavstand for tyngdepunktet kan gjøres empirisk. Som diskutert ovenfor bør en sikkrehetsfaktor, typisk 50%, legges til mengden av tyngdepunktforskyvningen.

Vekten W clav den akselerasjons-forskyvbare massen 200 bestemmes ved å referere til en verste-tilfelle scenario for en fot 205 som er tippet. Hvis foten 205 tenkes på som om den er tippet 90° fra en opprinnelig horisontal stilling, ville dreiemomentet på grunn av vekten av systemet over kardanleddet (uten den akselerasjons-forskyvbare masses vekt) bli lik produktet av den totale vekt W s av systemet over kardanleddet (uten å regne med vekten av den akselerasjons-forskyvbare masse) ganger for-skyvningsavstanden h av tyngdepunktet for systemet over kardan-leddet (uten å regne med vekten av den aksellerasjons-forskyvbare masse). Vekten av den akselerasjons-forskyvbare masse 200 er fortrinnsvis konstruert slik at den genererer et dreiemoment som i det vesentlige er lik det dreiemomentet som beregnes ved produktet av Wg ganger h. ADM-momentet er lik produktet av vekten W 3.av den aksellerasjons-forskyvbare masse 200 ganger den effek-tive avstand o mellom kardanleddet 207 og det punkt hvor ADM-vekten blir påtrykt. I den illustrerte utførelse, er avstanden o. som kan kalles ADM-forskyvningen, avstanden mellom kardan-leddet 207 og ADM/kardan-forbindelsen 203. Hvis man tenker seg foten 205 tippet 90°, blir momenter produsert av vekten av den akselerasjons -forskyvbare masse 200 lik W Si ganger o.

I praksis kan momentet som produseres av den akselerasjons-forskyvbare masse, som beregnet ovenfor, være mindre enn produktet av Wg ganger h, og oppfinnelsen ville enda gi tilfredsstillende resultater. Hvis momentet produsert av ADM er litt mindre, vil den stabiliserte foten 205 vanligvis bestandig ha en tendens til å komme til hvile i en stående stilling fordi momentet generert ved tyngdekraften vil bli litt større enn momentet generert av ADM 200.

Momentet som produseres av den akselerasjons-forskyvbare masse 200 er lik produktet av V? Si ganger o. Forskjellige kombinasjoner av vekt W 3.og forskyvning o kan gi et tilsvarende ADM-moment. I en gitt konstruksjon, vil ADM-forskyvningen o bli valgt til en passende lengde. Vekten Wa av ADM 200 kan så bli beregnet fra formelen:

For en antennefot 205 på ca. 60 kg, kan ADM-forskyvningen o velges slik at den gir en ADM-vekt Wfl på ca. 8 kg, som i praksis ville være beleilig og effektiv.

En alternativ fremgangsmåte for å bestemme en passende størrelse for den' akselerasjons-forskyvbare masse 200 involverer beregning av summen av momentene rundt kardanforbindelsen 207. Summen av momentene rundt kardanleddet 207 er lik annet treghets moment Ims for det totale system over kardanleddet (ikke i-beregnet den akselerasjons-forskyvbare masse 200) multiplisert med systemets vinkel— akselerasjon ag.

Den følgende analyse kan best forstås med henvisning til figur 13.

Feil-momentet på grunn av horisontal akselerasjon regnes for å være lik det følgende uttrykk:

hvor h er forskyvningen av tyngdepunktet for systemet over kardanleddet uten den akselerasjons-forskyvbare masse 200, som vist på figur 13; Mg er den totale masse av systemet over kardanleddet uten ADM 200; ax er mengden av den horisontale akselerasjon; s er feilvinkelen, som vist på figur 13. Ved å multiplisere a med cos av vinkelen S får man komponenten av den horisontale akselerasjon som har en tendens til å tippe plattformen 300, vist skjematisk på figur 13. Fremgangsmåten for å beregne ax vil bli diskutert nedenfor.

Momentet av den vertikale akselerasjon kan regnes for å være lik uttrykket:

hvor a^er mengden av den vertikale akselerasjon; h er tyngdepunktforskyvningen som diskutert ovenfor; Mg er massen av systemet som diskutert ovenfor; og S er feilvinkelen, som vist på figur 13. Ved å multiplisere a^, med sin og vinkelen S får man den komponenten av den vertikale akselerasjon som har en tendens til å tippe plattformen 300. En fremgangsmåte for å beregne a vil bli diskutert nedenfor.

Momentet på grunn av systemets vekt kan regnes for å være lik uttrykket:

hvor W s er den totale vekt av syJstemet over kardanleddet uten den akselerasjons-forskyvbare masse 200. Alternativt kan system-massen Mg ganger gravitasjons-akselerasjonen g benyttes

istedenfor W s• h er tyngdepunktforskyvningen, og S er feilvinkelen, og begge disse er vist på figur 13. Ved å multiplisere g med sin og vinkelen S får man den komponent av tyngdekraften som har en tendens til å tvinge plattformen 300 tilbake til horisontal orientering. Multiplikasjon av Wg med sin av S gir det samme resultat i den analysen som er beskrevet her.

Vinkelforskyvningen S kan beregnes som en funksjon av tiden t fra den følgende ligning:

hvor S o er den opprinnelig^ e vinkel ved tiden t = 0; V oer den opprinnelige vinkel-hastighet ved tiden t = 0; og Ag er vinkel-akselerasjonen over tidsperioden t.

En bestemmelse av den horisontale akselerasjons-kraft ut-viklet og tilført systemet ved kardanleddet 207, må ta i betraktning det faktum, at i et stabiliserings-system for en satellitt-antenne montert ombord på et skip, vil foten 205 i det typiske tilfelle bli montert høyt i en mast, i avstand fra skipets sette- og slingresentrum, som illustrert på figur 2.

Den maksimale vinkel som et skip vil slingre eller sette, og den maksimale slingreperiode kan bli spesifisert, (INMARSAT-spesifikasjonen er av spesiell interesse i dette tilfelle), empirisk bestemt, eller de kan bli basert på en verste-tilfelle analyse.

Hvis vi lar T m være den maksimale slingrevinkel som skipets bevegelse vil gjennomgå (i INMARSAT-spesifikasjonen kan dette være 30°), og uttrykker den i radianer, vil øyeblikks-slingrevinkelen T være lik T m sin wt, hvor w er lik to rpi dividert med slingreperioden i sekunder. For INMARSAT-spesifikasjonen er minimum slingreperiode lik åtte sekunder.

Hvis H er høyden over slingre-senteret, blir den horisontale avstand tilbakelagt ved tiden t gitt ved uttrykket:

Første deriverte av Sx(den horisontale avstand tilbakelagt ved tiden t) er den horisontale hastighet: eller

Andre deriverte av S gir den horisontale akselerasjon a , som forenkles til uttrykket:

Den vertikale akselerasjon a^ kan bli bestemt på lignende måte. Igjen er øyeblikks-slingrevinkelen:

Avstanden tilbakelagt i den vertikale retning Sy er gitt ved uttrykket:

Det første deriverte av S i forhold til tid er hastigheten V i den vertikale retning:

y y

Andre deriverte av S y i forhold til tid ygir den vertikale akselerasjon a :

y

Denne analysen går ut fra at det er bevegelse bare i slingre-retningen. Ytterligere komplisering av analysen ved å vurdere flere bevegelser samtidig ville gjøre forklaringen mindre klar, og ville ikke gi vesentlig forbedring av de endelige resultater. Analysen er tenkt å illustrere de involverte prinsipper, og ikke nødvendigvis samtidig å modulere alle bevegelser et skip kunne gå gjennom. De lineære bevegelser hiving, svaiing og skrensing forårsaker vanligvis krefter som er så små sammenlignet med de lineære komponenter av akselerasjon (tangensielle og normale) som virker på antenne-stabiliserings-systemet på grunn av setting og slingring, at de ikke behøver å behandles separat.

De ovenstående uttrykk anordner en fremgangsmåte for å bestemme den nødvendige størrelse av den akselerasjons-forskyvbare masse 200. Det henvises igjen til figur 13. Hvis vi leg-ger sammen momentene rundt kardanleddet 207, kan vi bestemme den mengden av korreksjons-moment som må leveres av den akselerasjons- forskyvbare masse 200. Uten ADM 200 blir summen av momentene rundt kardanleddet 207:

Med henvisning til figur 13 kan den akselerasjons-forskyvbare masse 200 tenkes å levere en korreksjons-kraft R i en vinkel G. ADM rettelses-momentet blir således gitt ved uttrykket :

hvor o er avstanden fra kardanleddet 207 til dreiepunktet 203 for den lerasjons-forskyvbare masse 200.

Dette uttrykket kan så løses for å bestemme den mengden av

R som er nødvendig for å korrigere for momenter som har en tendens til å tippe plattformen. En slik analyse kan lettest bli utført med en datamaskin.

Kraften R kan bestemmes fra en oppsummering av momenter rundt dreiepunktet 203 for den akselerasjons-forskyvbare masse 200. Summen av momenter er lik det annet treghetsmoment for ADM 200 multiplisert med vinkel-akselerasjonen. Den illustrerte akselerasjons- forskyvbare massen vist på figur 9 kan bli utformet som en enkel pendel, eller som en sammensatt pendel. Fordi lengden av akselen 202 fortrinnsvis må holdes kort for å forbedre responstiden, har ADM 200 vært behandlet som en sammen-

satt pendel i denne analyse.

Forskyvningsvinkelen for ADM-pendelen ved ethvert tids-punkt kan uttrykkes som en vinkel G som varierer med tiden. Fordi størrelsen av forskyvningen o er meget liten sammenlignet med størrelsen av skipet og mastehøyden H, kan vi anta at ax og a^for den akselerasjons-forskyvbare massen å være den samme a x og ^ a y som utledet ovenfor for den stabiliserte fot. Ved bruk av denne antagelsen kan vinkel-akselerasjonen for ADM 200 bli uttrykt som:

hvor den akselerasjons-forskyvbare masse 200 er en kule, og annet treghetsmoment av en kule er tatt som 2/5 Mftr 2 + M^p 2;

r er radien av ADM-kulen, og p er avstanden fra sentrum av ADM-kulen til ADM-dreiepunktet 203. Vinkelen G ved enhver gitt tid t kan bestemmes ved dobbelt-integrering av det ovenstående uttrykk for vinkel-akselerasjon fra tid null til den gitte tid t.

Størrelsen av kraften R er gitt ved uttrykket:

hvor M^er massen av den akselerasjons-forskyvbare masse 200;

g er gravitasjons-aksellerasjonen; a^ er den vertikale akselerasjon; G er vinkelen som vist på figur 13, og a er den horisontale akselerasjon.

Kraften A virker i en vinkel G, som vist på figur 13.

Uttrykket for R kan bli løst for MA for å bestemme den massen som er nødvendig for ADM 200 for å produsere den ønskede korreksjonskraft R. Alternativt kan forskjellige kombinasjoner av masse M og ADM-forskyvning o bli satt inn i uttrykket, og resultatet beregnet ved datamaskin-analyse til den mest ønske-lige kombinasjon av faktorer for en gitt anvendelse er bestemt.

Det siste av de fire nummererte skritt for å gjøre en foretrukken utførelse av en stabilisert fot ved bruk av oppfinnelsens utredelse er skrittet for å bestemme størrelsen av gyroskopene 209. Størrelsen av gyroskopene 209 som er nødvendige avhenger av det forventede driftsmiljø for det stabiliserte antenne-system.

Gyroskopene 209 jevner ut transienter, og senker resonansfrekvensen for systemet over kardanleddet. Gyroskopene 209 til-fører en korreksjonskraft som hjelper den akselerasjons-forskyvbare massen 200, spesielt under tidsperioder da krefter virker på plattformen 205 på en måte som er for rask for den akselerasjons -forskyvbare masse 200 til å reagere.

Summen av momenter rundt kardanleddet 207 analyseres, typisk ved datamaskinanalyse av ligningen:

som ble utledet og diskutert ovenfor. Spesiell oppmerksomhet er rettet mot verste-tilfelle scenario eller forhold. Gyroskopene 209 er tilpasset for å imøtekomme den største forventede vinkel-akseleras jon ag. En slik datamaskin-analyse kan generere den arbeidsmengden som må utføres av gyroskopene 209.

Et gyroskop 209 leverer et moment som er likt og motsatt kraftpar som er påtrykt i gyroskopets rotasjonsplan. Gyroskop-momentet er lik rotasjonsmassens treghetsmoment ganger vinkelhastigheten ganger presesjons-vinkelhastigheten. Rotasjonsmassens treghetsmoment for gyroskop 209 er lik produktet av rotoren eller svinghjulets masse ganger kvadratet av treghets-radien. Fra disse forholdene kan man bestemme de nødvendige størrelser av gyroskopene 209 for å imøtekomme de forventede krefter. En empirisk analyse viser at meget mindre gyroskoper 209 kan bli brukt i denne oppfinnelsen, i sammenligning med en passivt stabilisert antennefot uten en akselerasjons-forskyvbar masse 200. Dette er en betydningsfull fordel, da den totale kostnad av antenne-stabiliseringssystemet kan bli betydelig redusert. Følgelig er anvendeligheten av oppfinnelsen vesentlig øket, og den plasseres innenfor økonomisk rekkevidde av et stort antall brukere. Den resulterende nytte for samfunnet er åpen-bar .

Gyroskopene 209 hindrer også at den akselerasjons-forskyvbare masse 200 overkorrigerer for en hive-bevegelse. Når den er forskjøvet, reagerer den akselerasjons-forskyvbare masse 200 på hive eller vertikale bevegelser. Foten 205 tipper generelt ikke på grunn av hive-bevegelser. Gyroskopene 209 jevner således ut den akselerasjons-forskyvbare masses respons på vertikale bevegelser i sammenligning med plattformens ikke-respons. Størrelsen av gyroskopene 209 kan påvirkes av et avvik fra kon-struksjonsforholdene uttrykt som forholdet mellom produktene av vekten av systemet ovenfor kardanleddet W sganger h og vekten av den akselerasjons-forskyvbare masse W ganger o. Denne ligningen var diskutert ovenfor. I det tilfellet hvor:

kan gyroskopene 209 være små.

I noen anvendelser kan det være ønskelig å øke den aksel rasjons-forskyvbare masses korreksjonskraft. Forholdet kan økes med så mye som tre til en, dvs.:

I et slikt tilfelle må gyroskopene 209 være større for be-bevegelse hvor den akselerasjons-forskyvbare masse 200 overkorrigerer. Forholdet kan bli redusert til et punkt som nærmer seg null. I det tilfelle vil fordelene med å inkludere den akselerasjons--forskyvbare masse 200 bli redusert, og gyroskopene 209 vil måtte være større for å kompensere.

Man kan forstå fra den ovenstående forklaring at tillegget av gyroskopene 209 til stabiliserings-systemet øker systemets toleranse for feil i bestemmelse av størrelsen for den akseleras jons-f orskyvbare masse 200.

I noen utførelser kan det være ønskelig å forbinde en fjær 301 mellom foten 300 og masten 302. Fjæren 301 er forskjøvet en avstand Kq nedenfor tyngdepunktet 208. Fjæren 301 har en fjærkonstant K. Fjærens korreksjons-moment er således gitt ved uttrykket:

som er produktet av fjærkonstanten K ganger den distansen som fjæren ble trukket K o sin (T + S)v X ganger vektarmen K ogjennom hvilken den trekker.

Summen av momentene rundt kardanleddet 207 ville således inkludere et moment på grunn av fjæren:

Bestemmelsen av massen for den akselerasjons-forskyvbare masse 200 eller størrelsen av gyroskopene 209 ville så bli ut-ført som ovenfor, tatt i betraktning også momentet på grunn av fjæren 301.

En fjær 301 kan være til hjelp for å redusere mengden av kraft-korreksjon som kreves av den akselerasjons-forskyvbare masse 200 og gyroskopene 209, hvis de kreftene som har en tendens til å tippe plattformen 300 er sinusformet. Fjæren 301 virker motsatt av de horisontalt påtrykte akselerasjons-krefter. Fjæren 301 kan også hjelpe i å øke svingningsperioden for systemet over kardanleddet, eller i å redusere resonansfrekvensen for systemet over kardanleddet. En fjær 301 er generelt nyttig i miljøet for en antenne montert ombord i et skip. På andre far-tøyer, hvor bevegelsene ikke er sinusformede, kan fjæren 301 være til skade.

Fjæren 301 kan være en torsjonsfjær i kardanleddet 207. Under visse omstendigheter kan kablene som går mellom plattformen 205 og skipet virke som fjærer 301 og hjelpe i stabili-seringen .

Det henvises fortsatt til figur 9. Den illustrerte aksel-leras jons-f orskyvbare masse 200 er svingbart montert inne i et hus 210. Huset 210 kan være konusformet med en flat monter-ingsplate 204, som er innrettet til å motta en kardan-støtte-aksel 211. Huset 210 blir understøttet på den stabiliserte foten 205. Den akselerasjons-forskyvbare masse 200 må være montert slik at den er i mekanisk forbindelse med den stabili serte foten 205 for at den akselerasjons~forskyvbare masses korreksjonskrefter kan bli påtrykt direkte på foten 205.

En antenne 201 er montert på den stabiliserte foten 205 gjennom en elevasjons-kontroll som omfatter en elevasjons-akse 212, og en elevasjons-drivermotor 213. Den illustrerte utform-ingen bruker en direkte-drevet elevasjonskontroll. Antennen 201 kan således dreie seg, eller rotere rundt elevasjons-aksen 212 for å heve eller senke antennens retningsvinkel. Antennen 201 er understøttet på armene 214, som er best vist på figur 10. En elektronikk-pakke 215 er fortrinnsvis montert på en av armene 214 for å hjelpe i å balansere antennen 201. Andre motvekter kan legges til på armene 214 for balansering.

En asimut-drivermotor 216 er vist på figur 9. Asimut-drivermotoren 216 har fortrinnsvis et tannhjul og kjededrev 217 og 218. Kjeden 208 griper også inn i et tannhjul 219 som er fastmontert på en post 220 over kardanleddet. Den illustrerte asimut-drivermotor 216 er fastmontert på foten 205 slik at motoren 216 "går rundt" posten 220 når asimut-posisjonen av plattformen 205 forandres.

Asimut-lageret 221 er anordnet som vist.

Kardanstrukturen hviler på en støtteanordning 222, som kan være en del av en mast eller et tårn.

Detaljer av kardanstrukturen 207 er illustrert på figur 11. Kardanleddet 207 omfatter to akser som bør krysse hverandre, og bør være i rett vinkel med hverandre. Støtteanordningen 222, vist som en stolpe, strekker seg gjennom en åpning 223 i plattformen 205. Åpningen 223 er stor nok til å tillate at plattformen 205 forblir horisontal når støtteanordningen 222 beveger seg under den. Under operasjon av den stabiliserte foten, kan posten 222 bli forskjøvet fra sin utgangsposisjon, slik at den flytter seg til en forskjøvet posisjon, som vist ved de prikkede linjer på figur 11, som indikert ved henvisningstallet 222'.

Hvis støtteanordningen 222 blir forskjøvet for langt, kan den møte en stopper 224, som vist på figur 11, som hindrer videre vinkelforskyvning av støtteanordningen 222. Åpningen 223, vist i tverrsnitt på utsnittet på figur 11, er fortrinnsvis sirkel-formet .

Gyroskopene 209 har fortrinnsvis en dreieakse 225, hvor gyroskopene 209 er dreibart montert på en gyro-støtteanordning 226. I det illustrerte eksempelet er gyroskopene 209 dekket av et gyrohus 227. Gyroskopet 209 er dreibart montert slik at det kan presessere i reaksjon på påtrykte momenter som har en tendens til å velte foten 205. Gyroskopene 209 har fortrinnsvis et tyngdepunkt som er noe lavere enn presesjons-aksen 225 for å anordne en vertikal referanse for gyroskopet 209.

I en foretrukken utførelse blir det brukt to gyroskoper

209. De to gyroskopene 209 er montert slik at deres presesjons-akser er i rett vinkel med hverandre. Flere enn to gyroskoper 209 kan bli brukt om ønsket. Man kan f.eks. benytte fire gyroskoper, som opererer i to par, med tilsvarende resultat.

Figur 12 illustrerer et utsnitt av et gyroskop 209, med deksler 227 fjernet. Gyroskopet 209 har et svinghjul 228, som er vist i snitt. Svinghjulet 228 roterer på en aksel 229, forbundet med en rotor 230, som utgjør en del av gyroskop-motoren. Gyroskopet 209 inkluderer også en stator 231 som er understøttet ved passende braketter (ikke vist). Gyro-lageret 232 er anordnet for å lette rotasjon av akselen 229.

Når elektrisk energi blir levert til gyromotoren, inkludert statoren 231, vil rotoren 230, akselen 229 og svinghjulet 228 rotere med en passende hastighet, som blir bestemt av den mengden av gyroskop-korreksjonskraft som er nødvendig for stabilisering.

Figur 4 illustrerer en alternativ utførelse av en akseleras j ons-f orskyvbar masse 67. Massen 67 blir understøttet i en utgangs-stilling ved en ettergivende del eller fjærer 68. Fjærene 68 kan bli beleilig anbragt mot en støtteanordning 69. I det illustrerte eksempelet på figur 4 er støtteanordningen 69 utformet som en ring. Selv om fire ettergivende deler 68 er illustrert, kan man forstå at flere ettergivende deler 68 kunne bli anordnet. Alternativt kan massen 67 bli holdt i en utgangs-stilling ved tre ettergivende deler 68 som fortrinnsvis er plassert omtrent 120° fra hverandre. Tilbakeføring av den akselerasjons-forskyvbare masse kan bli oppnådd ved bruk av forspenning i fjærene 68 eller på andre måter.

Alternativt kan en akselerasjonsrforskyvbar masse 109 monteres på luftlagre for å redusere friksjon mellom den glidende massen 109 og støtteflaten 105. Alternativt kan den glidende masse 109 være en vifte eller blåser som genererer tilstrekkelig luftstrøm for å støtte seg selv på en luftfilm, som illustrert på figur 8. Den kan bli holdt i en utgangsstilling ved ettergivende deler så som fjærene 68. En vifte eller blåser 110

kunne også funksjonere samtidig som et gyroskop, for å gi stabilisering. I tilfelle med luftlagte,! ville det ikke være noe problem med korrosjon av stållagre i et korroderende miljø. Viften 110 omfatter fortrinnsvis en motor 111, med roterbare blader 112. Bladene 112 har et hus 113 som dekker dem, og som har en eller flere luftluker 114. Rotering av bladene 112 skap-er en luftfilm på hvilken massen 109 flyter på overflaten 105.

Figur 5 illustrerer et toppriss av en plattform 52 med

fire • akselerasjons-forskyvbare masser 67, som kan være av den typen som er vist på figur 4. Plattformen 52 er understøttet av en mast 70, vist i tverrsnitt på figur 5. De akselerasjons-forskyvbare masser 67 er fortrinnsvis anordnet symmetrisk på plattformen 52 rundt masten 70 for å skaffe balanse.

Figur 6 illustrerer et perspektiv-riss av enda en utførelse av en akselerasjons-forskyvbar masse 71. I dette eksempelet blir den akselerasjons-forskyvbare masse 71 holdt i en utgangs-stilling av elektromagnetiske krefter.

Den akselerasjons-forskyvbare massen 71 utformer en elektro-magnetimed en nordpol 72 og en sydpol 73. Et magnetisk felt er

indusert i den akselerasjons-forskyvbare masse 71 ved en vikling 74 som er elektrisk koblet til en kilde for elektromotorisk kraft, eller elektrisk kraft 75. Fagfolk på området kan forstå at spolen 74 må vikles i en spesiell orientering for å oppnå den ønskede polaritet av magnetisme representert ved nordpolen 72 og sydpolen 73 på massen 71. Den akselerasjons-forskyvbare masse 71 bør fortrinnsvis være fremstilt av jern eller et jernholdig materiale;

Den akselerasjons-forskyvbare masse 71 blir holdt i en utgangsstilling av en støtte-magnet 76. Støttemagneten 76 vist i tverrsnitt i et perspektivriss, kan bli magnetisert ved en spole 79 eller en serie av spoler, som er forbundet med en kilde av elektromotorisk kraft, eller elektrisk kraft 80. Spolen 79 er viklet slik at støttemagneten 76 vil ha en nordpol 77 og en sydpol 78 som korresponderer henholdsvis med nordpolen 72 og sydpolen 73 av den akselerasjons-forskyvbare massen 71. I henhold til de magnetiske prinsipper vil like poler 77 og 72 frastøte hverandre. Likeledes vil like poler 78 og 73 frastøte hverandre. Hvis støttemagneten 76 er konstruert i form av en sirkel eller ring, vil støttemagneten 76 ha en tendens til å tvinge den akselerasjons-forskyvbare masse 71 mot en utgangs-stilling, generelt i sentrum av støttemagneten 67. Tregheten av massen 71 vil imidlertid overkomme de magnetiske kreftene i en foretrukken utførelse, og tillate massen 71 å bli forskjøvet når lineære akselerasjonskrefter har en tendens til å akselerere støttemagneten 76, som er mekanisk forbundet med antennesystemet 50.

Figur 7 illustrerer en utførelse av et antennesystem 50, som benytter enda en annen utførelse av en akselerasjons-forskyvbar masse 85. Antennesystemet 50 har fortrinnsvis et tyngdepunkt (ikke vist) plassert litt nedenfor kardanforbindelsen 53. Plasseringen av tyngdepunktet kan justeres ved å variere motvektene 100. Antennen 51 er understøttet av en mast 70. Innfanging av satelitt-målet blir oppnådd ved elevasjons-driveranordningen 92 som roterer antennen rundt elevasjons-aksen 81, og asimut-driveranordningen 93 som roterer antennen rundt asimut-aksen 82.

Masten 70 blir holdt i en generelt stabilisert orientering ved aksjonen av den stabiliserte plattform 52, og pendel-effekten på grunn av forskyvningen av tyngdepunktet nedenfor kardanforbindelsen 53. Kardanforbindelsen 53 har fortrinnsvis en første kardan-akse 83 som er generelt perpendikulær med en annen kardanakse 84. De rettvinklede kardan-akser 83 og 84 ligger fortrinnsvis i et felles horisontalt plan som definerer kardan-forbindelsen 53. Denne kardankonstruksjonen er lik et "U-ledd", i likhet med de som blir brukt i automobil-drev.

Den stabiliserte plattform 52 omfatter fortrinnsvis en gyro 61. Gyroen 61 omfatter en gyro-motor 62 og en gyro-rotor 63. Motoren 62 roterer rotoren 63 raskt for å skape en gyroskop-effekt. Gyroen 61 er fortrinnsvis understøttet av plattformen 52. To gyroer 61 kan bli anordnet, som er dreibart montert slik at deres dreieakser er i rett vinkel med hverandre. Slik drei-ning vil tillate gyroene 61 å presessere rundt sine dreieakser. Hvis to eller flere gyroer 61 blir brukt, skal de fortrinnsvis monteres slik at de har et tyngdepunkt som ligger nedenfor deres dreieakser, slik at gravitasjons-kreftene har en tendens til å tvinge gyroene 61 til en vertikal orientering. Dette kan også tenkes på som et presesjons-hindrende middel.

En av eller begge gyroene 61 kan monteres over eller under plattformen 52. Gyroene 61 kan alternativt helle i en ikke-vertikal stilling. I et slikt tilfelle er det å foretrekke at gyroene 61 heller i et symmetrisk arrangement.

Den akselerasjons-forskyvbare masse 85 kompenserer for ellers destabiliserende krefter på grunn av lineær akselerasjon. Den akselerasjons-forskyvbare masse 85, vist på figur 7 i tverrsnitt, kan ta form av en ring, eller med andre ord være av sylindrisk form. Den akselerasjons-forskyvbare masse 85 blir understøttet av et støttehus 87. Massen 85 er fri til å gli horisontalt inne i huset 87. På figur 7 er f.eks. den akselerasjons-forskyvbare masse 85 fri til å gli til høyre eller venstre inne i støttehuset 87. Skjønt figur 7 er en to-dimensjonell tegning, er den akselerasjons-forskyvbare masse 85 også fri til å gli i en retning som ville bli inn i eller ut av siden, og i alle retninger mellom disse. Dvs. at den akselerasjons-forskyvbare masse 85 fortrinnsvis er forsynt med 360° bevegelsesfrihet i det horisontale plan.

Huset 87 har en åpning 104 gjennom hvilken massen 70 passer-er, og tillater bevegelsesfrihet for støtteanordningen 57 og masten 70 i forhold til hverandre rundt kardanleddet 53. Støtte-huset 87 har fortrinnsvis en nedre overflate 88 som er teflonbelagt for å lette en glidende bevegelse av massen 85. På samme måten er den nedre, overflate 89 av plattformen 52 fortrinnsvis teflonbelagt. Alternativt kan den glidende masse 85 være teflonbelagt og den nedre overflate kan være glass eller polert metall. Massen 85 kan også bli understøttet på tre eller flere ben, hvis underside kan være teflonbelagt.

Den akselerasjons-forskyvbare masse 85 blir holdt i en utgangs-stilling av ettergivende deler 86. De ettergivende delene 86 kan være fjærer. Alternativt kan den akselerasjons-forskyvbare masse 85 bli holdt i utgangs-stilling ved en elektromagnetisk anordning, ved elektrostatiske krefter, ved en hydraulisk anordning, eller ved andre midler som vil være åpenbare for fagfolk på området.

Det er betydningsfullt at asimut-driveranordningen 93 er anordnet ovenfor kardanplanet, eller kardanleddet 53. Dette er betydningsfullt fordi at retningsfeil kan bli en følge hvis asimut-driveranordningen er plassert nedenfor kardanleddet 53.

Det er ikke nødvendig å forbinde plattformen 52 direkte

med antennen 51. I det illustrerte eksempel, stabiliserer plattformen 52 orienteringen av den masten 70 på hvilken antennen 51 er montert. Plattformen 52 er således mekanisk koblet til antennen 51 gjennom masten 70. Stabilisering av plattformen 52 har en tendens til å stabilisere antennen 51, og en tendens til å holde innretningen av antennen 51 generelt i en fast retning under setting eller slingring av skipet eller plattformen på hvilken støtten 57 er montert.

Forbindelse av en satellitt-mottager med antennen 51 ved sleperinger er uønsket, og kan være i strid med total system-(f.eks. INMARSAT)spesifikasjoner. Det er derfor ofte nødvendig raskt å :omstille asimut-innstillingen av antennen 51 (dvs., ved å rotere antennen 51 raskt rundt asimut-aksen 82) for å avvikle kabler. Hvis plattformen 52 blir rotert raskt, vil den ha en tendens til å destabilisere gyroen 61. I den utførelsen som er illustrert på figur 7 er det ikke nødvendig å rotere plåttformen 52 når asimut-innstillingen av antennen 51 blir endret. Plattformen 52 er fortrinnsvis roterbart anbragt på masten 70. Et ring-lager 91 er anordnet for å lette rotering av plattformen 52 rundt masten 70. Fordi noen friksjon vil, i de fleste praktiske systemer, være tilstede i lagrene 91, er det ønskelig å anordne et plattform asimut-drev 90 som er innrettet for å rotere plattformen 52 rundt masten 70. I en foretrukken utfør-else er plattform-drevet 90 slave-forbundet med et skipskompass, slik at om kursen endrer sin kompasskurs, vil orienteringen av plattformen 52 bli endret ved drevet 90, slik at plattformen 52 holder seg i en generelt fast orientering i forhold til kompass-kursen. Skipet vil således svinge under antennesystemet 50, mens antennesystemet 50 forblir i det vesentlige ubevegelig.

Plattformdrevet 90 er forbundet med masten 70 ved girene

96 og 97.

Stepper-motorer blir fortrinnsvis brukt for elevasjons-drevet 92 og asimut-drevet 93. Bruk av stepper-motorer anordner en betydningsfull fordel idet at et resterende moment på grunn av de permanente magnetfelter i stepper-motorene krever elektrisk kraft-tilførsel til elevasjon- og asimut-aksene bare når kursendringer foregår eller når fartøyet har flyttet seg en betydelig distanse. I mange installasjoner forekommer ingen av disse for holdene svært ofte, og følgelig blir foten i en null-effekt, ikke-dreven status gjennom en stor del av sitt nyttige( liv.

Som en ytterligere fordel, mens et konvensjonelt servostyrt aktivt system ville "falle ned" ved en kraftutkobling, har bruk-en av stepper-motorer en tendens til å opprettholde den siste elevasjon i asimut-posisjonene som ble innstilt før kraftut-koblingen, og vil dermed opprettholde brukbar kommunikasjons for en relativt lang periode, så lenge skipet holder kursen innenfor noen få grader.

Konvensjonelle aktive servo-motorer kunne bli brukt i elevasjons-drevet 92 og i asimut-drevet 93, såvel som plattformdrevet 90, forutsatt at deres kommutator-gnistring var miljø-messig akseptabel.

En alternativ utførelse av oppfinnelsen kunne benytte selsyn-innretninger istedenfor gyroene 61. Dette ville eliminere de mer kostbare gyroene til fordel for to relativt billige, små komponenter.

Komponent-valg og justering av den akselerasjons-forskyvbare masse av den typen som er illustrert på figurene 4 til 8, kan lettes ved å ta hensyn til at lineær akselerasjon vil forårsake et tippe-moment, dreiemoment eller kraftpar på plattformen i henhold til den følgende formel:

hvor MLAer tippemomentet av det lineært akselererte system;

D er forskyvningen mellom kardanleddet og antenneplattformens tyngdepunkt; m er antenneplattformens totale masse; og aLAer den lineære akselerasjons-komponent.

Forskyvnings-momentet generert av den akselerasjons-forskyvbare masse bør være:

hvor er forskyvnings-momentet på grunn av den akselerasjons-forskyvbare masse; X er avstanden (vist på figur 3) av tyngdepunktforskyvningen; m^er massen av den akselerasjons-forskyvbare masse; og g er gravitasjons-akselerasjonen.

Forskyvnings-avstanden X, i den utførelsen som er illustrert på figur 4, er beslektet med fjærkonstanten k:

Det er ønskelig å utforme den akselerasjons-forskyvbare massen slik at:

eller eller

Dette forhold bør være av nytte for bestemmelse av fjærkonstant og ønsket masse.

Da den uavhengige resonans-frekvens for kombinasjonen av den akselerasjons-forskyvbare masse og fjæren er viktig, kan den generelle form for beregningen av den finnes ved å vurdere de følgende forhold:

r INMARSAT-spesifikasjonen, og spesifikasjoner for en spesiell antenne-anvendelse, er av spesiell interesse. INMARSAT spesifiserer f.eks. at indusert akselerasjon for utstyr over dekk skal ha en maksimum tangensiell akselerasjon på mindre enn 0,5 g; må motstå slingrebevegelser med en periode på 8 sekunder, sette-bevegelser med en periode på 6 sekunder, og svingebeveg-elser med en periode på 50 sekunder. I INMARSAT-spesifikasjonene er således de raskeste eksiteringer 1/(6 sekunder), eller 0,167 Hz.

Hvis et antenne-system har f.eks. de følgende parametre:

Disse forholdene, og eksemplene på deres bruk, kan være nyttige i konstruksjonen av en spesiell antenne-fot med en akselerasjons-forskyvbar masse.

Den foregående utredning er av en nå foretrukken utførelse av oppfinnelsen, med den hensikt å lære fagfolk på området hvordan man lager og bruker oppfinnelsen. Videre utredning finnes i U.S. patent nr. 3.893.123 og U.S. patent nr. 4.020.491. Begge disse er inkludert her ved henvisning.

Fagfolk på området vil, ved hjelp av denne utredning av oppfinnelsen, uten tvil forstå at mange modifikasjoner kan bli gjort på utførelsen utredet her uten å avvike fra oppfinnelsens ånd og utstrekning. Oppfinnelsens utstrekning skal ikke be-grenses til den utførelse som er illustrert her, men skal omfatte alle modifikasjoner som dekkes innenfor kravenes utstrekning.

Claims (23)

1. En stabilisert plattform for bruk i forbindelse med en satellitt-antenne (201) montert på et skip, hvor plattformen (205) er montert på et kardanledd (207) som er innrettet til å bli understøttet på et skip (55), hvor plattformen er mekanisk koblet til antennen (205) slik at stabilisering av plattformen (205) vil ha en tendens til å stabilisere antennen (201), og en tendens til å opprettholde innretningen av antennen, generelt i en forutbestemt retning under setting og slingring av skipet (55), karakterisert ved at: det anordnes en akselerasjons-forskyvbar masse (200), som er innrettet til å kompensere for lineær akselerasjon, hvor den akselerasjons-forskyvbare masse (200) har en utgangs-stilling i fravær av lineær akselerasjon; plattformen (205), den akselerasjons-forskyvbare masse (200) og antennen (201) utformer en statisk balansert struktur når den akselerasjons-forskyvbare masse (200) er i den nevnte utgangs-stilling, hvor strukturen har et tyngdepunkt (208) plassert nedenfor kardan-leddet (201); den akselerasjons-forskyvbare massen (200) kan operere slik at den reduserer krefter på grunn av lineær akselerasjon som har en tendens til å destabilisere plattformen (205), den akselerasjons-forskyvbare masse (200) kan operere slik at den flytter til en forskjøvet stilling, som er en avstand fra den nevnte utgangs-stilling, som følge av lineær akselerasjon av den strukturen som utformes av plattformen (205), den akselerasjons-forskyvbare masse (200) og antennen (201), den akselerasjons-forskyvbare masse (200) kan operere slik at den ubalanserer gravitasjons-krefter som påvirker strukturen når den akselerasjons-forskyvbare masse (200) flytter til sin forskjøvne stilling, slik at de ubalanserte gravitasjons-krefter har en tendens til å oppveie de destabiliserende krefter forårsaket av lineær akselerasjon.

2. Stabilisert plattform ifølge krav 1, karakterisert ved : en gyro (209) blir benyttet, hvor gyroen (209) er mekanisk forbundet til plattformen (205) slik at gyroens motstand mot forskyvning har en tendens til å stabilisere plattformen (205).

3. Stabilisert plattform ifølge krav 1, karakterisert ved : at en første gyro (209) blir brukt, hvor den første gyro (209) er dreibart montert på en akse (225); at en annen gyro (209) blir benyttet, hvor den annen gyro (209) er dreibart montert på en akse (225) som er generelt i rett vinkel med aksen (225) for den første gyro (209); at den første og den annen gyro (209) er mekanisk koblet til plattformen (205) slik at gyroene (209) har en tendens til å stabilisere plattformen (205).

4. Stabilisert plattform ifølge krav 3, karakterisert ved : at aksen (225) av den første gyro (209) er generelt parallell med planet av plattformen (205); og at aksen (225) for den annen gyro (209) er generelt parallell med planet av plattformen (205).

5. Stabilisert plattform ifølge krav 1, krav 3 eller krav 4, karakterisert ved : at tyngdepunktet (208) av den statisk balanserte struktur er ca. 9,53 mm nedenfor kardan-leddet (207) når den akseleras jons-f orskyvbare masse (200) er i sin utgangs-stilling.

6. Stabilisert plattform ifølge krav 1, krav 3 eller krav 4, karakterisert ved ; at strukturen opprinnelig kan være statisk balansert, med et opprinnelig tyngdepunkt i det vesentlige sammenfallende med et generelt horisontalt plan som går gjennom kardanleddet (207), at strukturen videre omfatter en motvekt, mekanisk koblet til strukturen slik at tyngdepunktet (208) av den statiske balanserte struktur pluss motvekten er plassert litt nedenfor kardanleddet (207).

7. Stabilisert plattform ifølge krav 1, krav 3 eller krav 4, karakterisert ved : at den akselerasjons-forskyvbare masse (85) er ettergivende anbragt slik at den akselerasjons-forskyvbare masse (85) har en tendens til å komme tilbake til den nevnte utgangs-stilling i fravær av lineær akselerasjon, at den akselerasjons-forskyvbare masse (85) har en tendens til å gjenopprette balanse til strukturen som er utformet ved plattformen (52), den akselerasjons-forskyvbare masse (85) og antennen (51), når den akselerasjons-forskyvbare masse (85) vender tilbake til utgangs-stillingen.

8. Stabilisert plattform ifølge krav 1, krav 3 eller krav 4, karakterisert ved : at den akselerasjons-forskyvbare masse er en pendel (200), dreibart understøttet (203) på plattformen (205) over kardan-leddet (207).

9. Stabilisert plattform ifølge krav 8, karakterisert ved : at pendelen består av en masse (200) understøttet av en relativt kort arm (202) som er dreibart forbundet (203) med plattformen (205).

10. Stabilisert plattform ifølge krav 8, karakterisert ved : at den akselerasjons-forskybare masse (200) har en pendel-lengde (0), og at vekten av den akselerasjons-forskyvbare masse (W& ) er litt mindre enn produktet av den avstand (h) som tyngdepunktet (208) av den statisk balanserte struktur ligger nedenfor kardanleddet (207) multiplisert med vekten (W s) av plattformen (205) og antennen (201), alt dividert med pendel-lengden (O) av den akselerasjons-forskyvbare masse (200).

11. Stabilisert plattform ifølge krav 5, karakterisert ved : at de akselerasjons-forskyvbare masse er en pendel (200), dreibart understøttet (203) på plattformen (205) over kardan-leddet (207).

12. Stabilisert plattform ifølge krav 1, karakterisert ved : at tyngdepunktet (208) av den statisk balanserte struktur er forskjøvet en distanse nedenfor kardanleddet (207) innenfor området fra 2,5 til 20 mm, når den akselerasjons-forskyvbare masse (200) er i sin utgangs-stilling.

13. Stabilisert plattform ifølge krav 6 eller krav 12, karakterisert ved : at den akselerasjons-forskyvbare masse er en pendel (200), dreibart understøttet (203) på plattformen (205) over kardan-leddet (207).

14. Stabilisert antenne-plattform for bruk i forbindelse med en montering som er utsatt for sette- og slingrebevegelser, hvor plattformen (205) er roterbart montert på en mast (220), masten (220) har en nominell posisjon som er generelt vertikalt orientert, masten (220) er forbundet med en støtte-anordning (222) gjennom et kardanledd (207), den nevnte støtte-anordning (222) er anbragt på en montering (55) som kan bli utsatt for sette- og slingrebevegelser, en antenne (201), mekanisk forbundet med den nevnte plattform (205) slik at stabilisering av plattformen (205) vil ha en tendens til å stabilisere antennen (201) og en tendens til å opprettholde innretningen av antennen (201) generelt i en forutbestemt retning under sette- og slingrebevegelser av monteringen (55), karakterisert ved : at det er anordnet en akselerasjons-forskyvbar masse (200) som er understøttet av en mast (220), hvor den akselerasjons-forskyvbare masse (200) er innrettet til å kompensere for krefter som er generert ved lineær akselerasjon; at minst to gyroer (209) er understøttet ved den nevnte plattform (205), de nevnte gyroene (209) er dreibart montert på akser (225) som er generelt i rett vinkel med hverandre; at plattformen (205), antennen (201), gyroene (209) og den akselerasjons-forskyvbare masse (200) utformer en struktur som er generelt balansert, hvor strukturen har et tyngdepunkt (208) plassert litt nedenfor kardanleddet (207), hvor tyngdepunktet (208) er plassert generelt på en vertikal akse (206) som går gjennom kardanleddet (207) når den akselerasjons-forskyvbare masse (200) er i en utgangs-stilling, i fravær av lineær akselerasjon; og at den akselerasjons-forskyvbare masse (200) har en utgangsposisjon, den akselerasjons-forskyvbare masse (200) er opererbar til å flytte til en forskjøvet stilling, i avstand fra utgangs-stillingen, som følge av lineær akselerasjon på strukturen, den akselerasjons-forskyvbare masse (200) er opererbar til å skifte tyngdepunktet (208) av strukturen og ubalansere gravitasjonskreftene som virker på strukturen på en slik måte at den har en tendens til å oppveie de destabiliserende krefter forårsaket av lineær akselerasjon, og den akselerasjons-forskyvbare masse (200) er opererbar til å vende tilbake til en stilling som gjenoppretter struk-turens balanse i fravær av lineær akselerasjon.

15. Stabilisert antenne-plattform ifølge krav 14, karakterisert ved at den nevnte plattform (52) er innrettet for å rotere rundt masten (70) slik at plattformen (52) kan tillates å forbli i det vesentlige den samme orientering om monteringen (57) dreier seg, slik at monteringen (57) kan dreies uten å destabilisere plattformen (52).

16. Stabilisert antenne-plattform ifølge krav 14, karakterisert ved : at en motvekt med variabel innstilling er understøttet av plattformen (205) for å variere stillingen av tyngdepunktet (208) av strukturen.

17. Stabilisert antenne-plattform ifølge krav 14, krav 15 eller krav 16, karakterisert ved : at den akselerasjons-forskyvbare masse omfatter en pendel (200), dreibart understøttet på plattformen (205) ovenfor kardanleddet (207).

18. Stabilisert antenne-plattform ifølge krav 17, karakterisert ved : at plattformen (205), antennen (201) og gyroene (209) utformer en pendelmessig stol med en pendelmessig resonans-frekvens, at pendelen (200) som omfatter den akselerasjons-forskyvbare masse har en sammensatt pendel resonans-frekvens som er minst 10 ganger lavere enn resonansfrekvensen for den pendelmessige foten.

19. Stabilisert antenne-montering for bruk i forbindelse med en støtte-anordning som er utsatt for sette- og slingre-bevegelser, hvor antennemonteringen (205) har et kardanledd (207), antennemonteringen (205) er understøttet på en støtteanordning (222), støtteanordningen (222) er forbundet med kardanleddet (207), og antennemonteringen (205) er opphengt på kardanleddet (207) slik at antenne-monteringen (205) tillates å forbli horisontal når støtte-anordningen (222) beveger seg, karakterisert ved : at en akselerasjons-forskyvbar masse (200) er understøttet av antenne-monteringen (205), at den akselerasjons-forskyv bare masse (200) er innrettet til å kompensere for krefter som er generert ved lineær akselerasjon av antenne-monteringen (205), at den akselerasjons-forskyvbare massen (200) har en utgangs-stilling, at den akselerasjons-forskyvbare massen (200) kan opereres slik at den flytter til en forskjøvet stilling, i avstand fra utgangs-stillingen, som følge av lineær akselerasjon av antenne-monteringen (205), at antennemonteringen (205) er generelt balansert og har et tyngdepunkt (208) plassert litt nedenfor kardanleddet (207), at den akselerasjons-forskyvbare massen (200) er opererbar til å skifte tyngdepunktet (208) av antenne-monteringen (205) og ubalansere gravitasjons-kreftene som virker på antenne-monteringen (205) på en måte som har en tendens til å oppveie de destabiliserende krefter som blir forårsaket av lineær akselerasjon, og at den akselerasjons-forskyvbare masse (200) er opererbar til i det vesentlige å vende tilbake til sin utgangs-stilling for å gjenopprettet balanse til antenne-monteringen (205) i fravær av lineær akselerasjon.

20. Stabilisert antenne-montering ifølge krav 19, karakterisert ved : at den akselerasjons-forskyvbare masse (109) er understøttet på luftlagre for å minimalisere friksjon mellom den akselerasjons-forskyvbare masse (109) og antenne-monteringen (105) .

21. Stabilisert antenne-montering ifølge krav 20, karakterisert ved : at man benytter en ettergivende anordning (68) for å tvinge den akselerasjons-forskyvbare masse (109) mot sin utgangs-stilling.

22. Stabilisert antenne-montering ifølge krav 21, karakterisert ved : at den ettergivende anordning omfatter et flertall av fjærer (68) anordnet mellom antenne-monteringen (105) og den akselerasjons-forskyvbare masse (109).

23. Stabilisert antenne-montering ifølge krav 21, karakterisert ved : at den ettergivende anordning oppfatter elektromagnetero (71, 76), innrettet til å sette opp et magnetisk felt for å tvinge den akselerasjons-forskyvbare masse (71) mot sin utgangs-stilling.