PL198216B1 - Układ anteny do odbioru sygnałów wysyłanych przez satelitę geostacjonarnego - Google Patents

Abstract

1. Uk lad anteny do odbioru sygna lów wysy- lanych przez satelit e geostacjonarnego, sk lada- j acy si e z nieruchomego reflektora, zespo lu zród lowego po laczonego z reflektorem do od- bioru przesy lanych sygna lów i zespo lu przetwa- rzania sygna lów odbieranych przez zespó l zró- d lowy, znamienny tym, ze zespó l zród lowy (3) zawiera elementy do automatycznego sledze- nia satelity odchylaj acego si e od swojego usta- wienia pocz atkowego w odchylon a orbit e oraz tym, które to elementy do sledzenia zawieraj a wiele jednostkowych zróde l (5, 6, 7) umieszczo- nych w ustalonej odleg lo sci jedno od drugiego, przy czym ka zde jednostkowe zród lo (5, 6, 7) wytwarza sygna l wyj sciowy i jest przy laczone do zespo lu do przetwarzania cz lon lacznikowy (30) do laczenia, spo sród jednostkowych zróde l (5, 6, 7), wy lacznie tego, które wytwarza najsil- niejszy sygna l wyj sciowy, z zespo lem przetwa- rzania sygna lów odbieranych przez anten e. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ anteny do odbioru sygnałów wysyłanych przez satelitę geostacjonarnego.

Aby satelity geostacjonarne mogły być utrzymane jak najdłużej w ich ustawieniu początkowym, są one wyposażone w elementy dostosowane do korygowania odchyleń od tego ustawienia, przy czym antena jest nieruchoma. Jednakże, po jakimś czasie funkcjonowania, energia z tych osadzonych elementów staje się za słaba aby zapobiec odchyleniom satelity i ruchowi w orbicie odchylonej. W konsekwencji, jakość sygnałów odbieranych przez antenę progresywnie się obniża i w końcu satelita staje się bezużyteczny.

Jest znany układ anteny do odbioru sygnałów wysyłanych przez satelitę geostacjonarnego, składający się z nieruchomego reflektora, zespołu źródłowego połączonego z reflektorem do odbioru przesyłanych sygnałów i zespołu przetwarzania sygnałów odbieranych przez zespół źródłowy.

Niniejszy wynalazek ma na celu opracowanie układu anteny, umożliwiającego znaczące przedłużenie okresu czasu, w którym antena może prawidłowo przyjmować sygnały wysyłane przez satelitę.

Układ anteny do odbioru sygnałów wysyłanych przez satelitę geostacjonarnego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zespół źródłowy zawiera elementy do automatycznego śledzenia satelity odchylającego się od swojego ustawienia początkowego w odchyloną orbitę oraz tym, które to elementy do śledzenia zawierają wiele jednostkowych źródeł umieszczonych w ustalonej odległości jedno od drugiego, przy czym każde jednostkowe źródło wytwarza sygnał wyjściowy i jest przyłączone do zespołu do przetwarzania sygnałów, oraz człon łącznikowy do łączenia, spośród jednostkowych źródeł, wyłącznie tego, które wytwarza najsilniejszy sygnał wyjściowy, z zespołem przetwarzania sygnałów odbieranych przez antenę.

Korzystnie, jednostkowe źródła są umieszczone w płaszczyźnie pionowej zawierającej punkt ogniskowy anteny, w taki sposób, by utworzyć wiele podstawowych wiązek, które nakładają się na siebie.

W szczególności, zespół źródłowy zawiera nieparzystą liczbę jednostkowych źródeł.

Korzystnie, zespół źródłowy zawiera elementy do wykrywania jednostkowego źródła wytwarzającego najsilniejszy sygnał wyjściowy i człon łącznikowy do łączenia tego jednostkowego źródła z zespołem przetwarzania odebranych sygnałów.

W szczególności, elementy do wykrywania jednostkowego źródła wytwarzającego najsilniejszy sygnał wyjściowy zawierają komutator cyklicznego sprawdzania jednostkowych źródeł, detektor mocy sygnałów wyjściowych wytwarzanych przez jednostkowe źródła i komparator tych sygnałów wyjściowych.

Człon łącznikowy zawiera, ewentualnie komutator łącznikowy jednostkowego źródła wytwarzającego najsilniejszy sygnał z zespołem przetwarzania sygnałów, przy czym komutator ten jest sterowany przez komparator mocy.

Korzystnie układ zawiera nieparzystą liczbę jednostkowych źródeł, natomiast człon łącznikowy jest przełączalny na jednostkowym źródle, które daje najsilniejszy sygnał w chwili instalowania anteny.

Układ anteny według wynalazku zawiera człony umożliwiające automatyczne śledzenie satelity, który odchyla się od swojego ustawienia początkowego w orbicie.

Układ anteny do odbioru sygnałów wysyłanych przez satelitę goestacjonarnego, według wynalazku, został przedstawiony, w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ anteny według wynalazku w widoku z boku, fig. 2 - układ anteny w widoku zgodnym z kierunkiem strzałki F zaznaczonej na fig. 1, fig. 3 - fragment oznaczony III na fig. 1 układu anteny w powiększeniu, zaś fig. 4 przedstawia w schemacie blokowym zespół przetwarzania sygnałów otrzymanych przez zespół źródłowy.

Jak widać na fig. 1 i fig. 2, układ anteny 1 według wynalazku zawiera reflektor 2 o kształcie eliptycznym, którego główna oś znajduje się w płaszczyźnie równoległej do geostacjonarnej orbity, jak widać w miejscu odbioru, oraz jednolity zespół źródłowy 3, który jest wspierany przez ramię podtrzymujące 4. W przedstawionym przykładzie, zespół źródłowy 3 zawiera trzy identyczne jednostkowe źródła 5, 6, 7 umieszczone w pewnej odległości od siebie w pionowej płaszczyźnie przechodzącej przez punkt ogniskowy reflektora anteny, w celu utworzenia wielu głównych odpowiadających wiązek, które są przesuwane w płaszczyznę pionową podczas szerokiego nakładania się na siebie. Liczba jednostkowych źródeł 5, 6, 7 i odległość między nimi zależy od parametrów geometrycznych anteny oraz zasięgu strefy przeszukiwania anteny. W efekcie, w niektórych przypadkach jest korzystne lub nawet pożądane, z uwagi na geometrię, nie używać źródeł klasycznych, ale innych elementów promieniowania, takich jak drukowana siatka albo podobne elementy znane w technologii mikrofalowej.

PL 198 216 B1

Zatem stosowanie i układ wielu jednostkowych źródeł 5, 6, 7 ma na celu umożliwienie antenie odbioru sygnałów dobrej jakości wysyłanych przez satelitę, nawet gdy ten zaczyna odchylać się od swojego ustawienia początkowego.

W przykładzie wykonania, zespół źródłowy 3 jest wykonany w kształcie jednolitego urządzenia i zawiera trzy jednostkowe źródła 5, 6, 7, które mogą być chronione przez wspólną pokrywę osłaniającą 9, jak pokazano na fig. 3. Fig. 3 przedstawia również to, że te trzy jednostkowe źródła 5, 6, 7 są umieszczone w powyżej wymienionej pionowej płaszczyźnie, przechodzącej przez punkt ogniskowy reflektora 2, z odpowiednim przesunięciem kątowym, co stanowi funkcję obszaru przeszukiwania. Zespół źródłowy 3 zawiera układ elektroniczny 11 wybierania źródła 5, 6, 7 o najsilniejszym sygnale wyjściowym. Urządzeń wybierania jest utworzone z urządzenia przetwarzania sygnałów otrzymanych przez zespół źródłowy, które nie zostało przedstawione. W oparciu o fig. 4 zostanie poniżej opisana struktura układu wybierania.

Jak widać na fig. 4 każde jednostkowe źródło 5, 6, 7 jest przykładowo źródłem w postaci konwertera niskoszumowego i jest przystosowane do przyjmowania sygnałów polaryzacji liniowej, poziomej i pionowej, jak to symbolizują oznaczenia V i H. Każde jednostkowe źródło 5, 6, 7 zawiera znany komutator polaryzacji 12, dający się uaktywniać w znany sposób przez użytkownika. Tak więc, każdy komutator zawiera dwa wejścia, każde z nich dobrane do jednego z dwóch rodzajów polaryzacji V lub H otrzymanego sygnału. Wyjście komutatora 12 jest przyłączone do wstępnego wzmacniacza 13. Wyjście z każdego wstępnego wzmacniacza jest przyłączone do wejścia komutatora trójpołożeniowego 14, którego wyjście 15 jest przyłączone za pośrednictwem wzmacniacza 16, do mieszacza 18, do którego są przyłączone dwa lokalne oscylatory 19, 20, z możliwością wybiórczego podłączenia do mieszacza za pomocą komutatora pasma częstotliwości 22, umożliwiając antenie funkcjonowanie albo w paśmie wysokiej częstotliwości albo w paśmie niskiej częstotliwości. Satelita emituje sygnały w paśmie wysokiej częstotliwości wynoszącej od 11,7 GHz do 12,75 GHz oraz w paśmie niskiej częstotliwości wynoszącej od 10,70 GHz do 11,70 GHz. Lokalne oscylatory 19, 20 wytwarzają sygnały kolejno 10,6 GHz i 9,75 GHz. Mieszacz 18 jest przyłączony za pośrednictwem wzmacniacza 23 do detektora mocy 25, którego wyjście jest przyłączone do komparatora mocy 26. Komutator trójpołożeniowy 14 jest sterowany przez licznik 28, który również steruje komparatorem mocy 26.

Zgodnie z fig. 4, wyjście każdego wzmacniacza 13, i w ten sposób za jego pośrednictwem wyjście każdego komutatora polaryzacji 12, jest jeszcze połączone z wejściem jednego członu łącznikowego 30 jednostkowego źródła, wykonanego również w postaci komutatora, którego wyjście jest połączone za pośrednictwem wzmacniacza 31 z mieszaczem 32 dołączonego do dwóch lokalnych oscylatorów 33, 34, przystosowanych do selektywnego przyłączania do mieszacza za pośrednictwem komutatora pasma 35. Lokalne oscylatory 33, 34 wytwarzają sygnały o kolejno 10,6 i 9,75 GHz jak oscylatory 19 i 20 i mogą być z nimi identyczne, aby umożliwić antenie funkcjonowanie w jednym z dwóch pasm, wysokim i niskim. Wyjście mieszacza 32 jest przyłączone za pośrednictwem dwustopniowego wzmacniacza 36 do końcówki wyjścia 37 anteny przyłączonego do jednego lub więcej urządzeń przetwarzania sygnałów, które nie są pokazane.

Jak również widać na fig. 4, wyjście 37 anteny i wyjście 38 komparatora 36 są przyłączone do członu łącznikowego 30 zawierającego komutator, w celu umożliwienia sterowania nim.

Antena ze swoim zespołem źródłowym 3 i elektroniczne urządzenie 11 do wybierania źródła o najsilniejszym sygnale wyjściowym działają w sposób następujący:

Sygnały pochodzenia satelitarnego są otrzymywane przez każde jednostkowe źródło 5, 6, 7 za pośrednictwem reflektora 2. Komutatory polaryzacji 12 są komutowane w odpowiedni sposób, stosownie do tego czy polaryzacja otrzymywanych sygnałów jest pozioma czy pionowa. Komutator 14 sprawdza okresowo i sukcesywnie, pod kontrolą licznika 28, wyjścia trzech komutatorów polaryzacji 12. W konsekwencji, komutator 14 przekazuje sukcesywnie sygnał wyjściowy każdego jednostkowego źródła 5, 6, 7 za pośrednictwem wspólnego mieszacza 18 do detektora mocy 25. Komparator 26 porównuje wykryty sygnał w położeniu chwilowym komutatora 14 z sygnałami, które zostały wykryte wcześniej, odpowiadającymi sygnałom wyjściowym dwóch inny źródeł, które komparator zachował w pamięci. Wówczas komparator wydaje sygnał rozkazu do członu łącznikowego 30 zawierającego komutator po to, by ten ostatni zawsze przełączał się na jednostkowe źródło 5, 6, 7, którego sygnał wyjściowy jest najsilniejszym spośród sygnałów wytwarzanych przez trzy jednostkowe źródła 5, 6, 7 sukcesywnie sprawdzane przez komutator 14. Gdy są stosowane elementy promieniowania typu siatkowego, można zastosować przełączanie miękkie i/lub kombinację fazy jednostkowych elementów

PL 198 216 B1 promieniowania, celem utworzenia uporządkowanej funkcji iluminacji, wykazującej ugięcie wymaganych wiązek przyjmowania.

Aby ułatwić ustawienie początkowe układu anteny, liczba pojedynczych źródeł jest nieparzysta, a człon łącznikowy 30 zawierający komutator będzie przełączać, w zależności od odbieranego sygnału na wyjściu 37, na dobre źródło w zależności od ustawienia satelity w chwili instalowania anteny. Zakres przeszukiwania jest optymalny w odniesieniu do ruchu północ-południe satelity. Następnie, urządzenie blokujące komutatora członu łącznikowego 30 na wybranym źródle jest zdejmowane, a układ funkcjonuje w sposób automatyczny przez cykliczne sprawdzanie różnych jednostkowych źródeł 5, 6, 7.

Należy zauważyć, że reflektor ma wyżej wspomniany kształt eliptyczny z główną osią współliniową z orbitą geostacjonarną, ponieważ w tych warunkach pojedyncze wiązki są dłuższe w pionowej płaszczyźnie aniżeli w płaszczyźnie poziomej, co pozwala na zminimalizowanie liczby pojedynczych źródeł dla uzyskania wymaganych efektów.

Claims (7)

1. Układ anteny do odbioru sygnałów wysyłanych przez satelltę geostacjonarnego, składający się z nieruchomego reflektora, zespołu źródłowego połączonego z reflektorem do odbioru przesyłanych sygnałów i zespołu przetwarzania sygnałów odbieranych przez zespół źródłowy, znamienny tym, że zespół źródłowy (3) zawiera elementy do automatycznego śledzenia satelity odchylającego się od swojego ustawienia początkowego w odchyloną orbitę oraz tym, które to elementy do śledzenia zawierają wiele jednostkowych źródeł (5, 6, 7) umieszczonych w ustalonej odległości jedno od drugiego, przy czym każde jednostkowe źródło (5, 6, 7) wytwarza sygnał wyjściowy i jest przyłączone do zespołu do przetwarzania sygnałów, oraz człon łącznikowy (30) do łączenia, spośród jednostkowych źródeł (5, 6, 7), wyłącznie tego, które wytwarza najsilniejszy sygnał wyjściowy, z zespołem przetwarzania sygnałów odbieranych przez antenę.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że jednostkowe źródła (5, 6, 7) są umieszczone w płaszczyźnie pionowej zawierającej punkt ogniskowy anteny, w taki sposób, by utworzyć wiele podstawowych wiązek, które nakładają się na siebie.

3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zespół źródłowy (3) zawiera nieparzystą liczbę jednostkowych źródeł (5, 6, 7).

4. Ukkadwedług 1, znamiennytym, że zespół źródłowy (3) zawieraelementy do wykrywania jednostkowego źródła (5, 6, 7) wytwarzającego najsilniejszy sygnał wyjściowy i człon łącznikowy (30) do łączenia tego jednostkowego źródła (5, 6, 7) z zespołem przetwarzania odebranych sygnałów.

5. Układ według zasł:rz. 4, znamienny tym, że elemerny do wykrywania jednosskowego źródła (5, 6, 7) wytwarzającego najsilniejszy sygnał wyjściowy zawierają komutator (14) cyklicznego sprawdzania jednostkowych źródeł (5, 6, 7), detektor mocy (25) sygnałów wyjściowych wytwarzanych przez jednostkowe źródła (5, 6, 7) i komparator (26) tych sygnałów wyjściowych.

6. Ukkad według 4, znamjenny t^r^, że człon jącznikowy (30) zawiera komutator jącznikowy jednostkowego źródła (5, 6, 7) wytwarzającego najsilniejszy sygnał z zespołem przetwarzania sygnałów, przy czym komutator ten jest sterowany przez komparator mocy (26).

7. Ukkad według zasł:rz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że zawiera nieparzystą. liczbę jednostkowych źródeł (5, 6, 7), natomiast człon łącznikowy (30) jest przełączalny na jednostkowym źródle (5, 6, 7), które daje najsilniejszy sygnał w chwili instalowania anteny.