RU184248U1 - FULL-ROTARY ANTENNA WITH RADIO-TRANSPARENT CIRCLE - Google Patents
FULL-ROTARY ANTENNA WITH RADIO-TRANSPARENT CIRCLE Download PDFInfo
- Publication number
- RU184248U1 RU184248U1 RU2018111267U RU2018111267U RU184248U1 RU 184248 U1 RU184248 U1 RU 184248U1 RU 2018111267 U RU2018111267 U RU 2018111267U RU 2018111267 U RU2018111267 U RU 2018111267U RU 184248 U1 RU184248 U1 RU 184248U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- mirror
- fairing
- full
- irradiator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
Abstract
Полезная модель относится к полноповоротным антеннам, в частности к антеннам с опорно-поворотным устройством и обтекателем, защищающим от ветра и осадков. Полноповоротная антенна содержит опорно-поворотное устройство, антенное зеркало, закрепленное на опорно-поворотном устройстве, радиопрозрачный защитный кожух и облучатель, выполненный с возможностью приема и передачи данных. Радиопрозрачный защитный кожух выполнен в виде радиопрозрачного обтекателя, установленного на антенное зеркало и выполненного с возможностью защиты антенного зеркала от осадков и ветра. Предлагаемая полезная модель обеспечивает технический результат в виде создания простой в исполнении конструкции полноповоротной антенны большого диаметра, обеспечивающей максимальную эффективность использования опорно-поворотного устройства и антенного зеркала полноповоротной антенны и, как следствие, высокое качество приема сигнала из космоса, при этом обеспечивая упрощенное обслуживание узлов полноповоротной антенны. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящая полезная модель относится к полноповоротным антеннам, в частности, к антеннам с опорно-поворотным устройством и обтекателем, защищающим от ветра и осадков.This utility model relates to full-circle antennas, in particular to antennas with a slewing ring and a cowl that protects from wind and rainfall.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Современные полноповоротные антенные системы для приема сигналов спутниковых линий связи, особенно зеркала большого диаметра, представляют собой сложные технические сооружения, включающие антенны и опорно-поворотные устройства.Modern full-rotary antenna systems for receiving signals from satellite communications lines, especially large-diameter mirrors, are complex technical structures, including antennas and slewing rings.
Известно антенное устройство (JP2013201774), в котором антенное зеркало и опорно-поворотное устройство закрыто радиопрозрачным защитным кожухом, тем самым защищая устройство от воздействий внешней среды, таких как ветер и дождь. Защитный кожух содержит функциональные части, такие как дверца для выполнения обслуживания антенного устройства, расположенного внутри защитного кожуха, и окно для просмотра внутренней части. Предложенные функциональные части позволяют без снятия защитного кожуха с антенного устройства проводить техническое обслуживание и визуальное подтверждение положения антенного зеркала.An antenna device is known (JP2013201774), in which the antenna mirror and the slewing ring are closed by a radio-transparent protective casing, thereby protecting the device from environmental influences such as wind and rain. The protective casing comprises functional parts, such as a door for servicing the antenna device located inside the protective casing, and a window for viewing the inside. The proposed functional parts make it possible to carry out maintenance and visual confirmation of the position of the antenna mirror without removing the protective casing from the antenna device.
Недостатком известного антенного устройства является то, что защитный кожух установлен на подвижной поворотной платформе, на которой также установлено антенное устройство. Такое решение утяжеляет конструкцию и перенагружает приводы, приводящие в движение подвижную поворотную платформу. Также в данном решении при техническом обслуживании необходимо присутствие персонала на подвижной платформе внутри защитного кожуха, что нагружает опору, поддерживающую подвижное поворотное устройство. Кроме этого, при техническом обслуживании антенного устройства, требующем участие крупногабаритной техники, необходимо демонтировать защитный кожух с подвижной поворотной платформы, что усложняет и увеличивает время ремонта. Также наличие двери и окна в защитном кожухе усложняют исполнение конструкции. A disadvantage of the known antenna device is that the protective casing is mounted on a movable rotary platform, on which the antenna device is also installed. This solution makes the design heavier and overloads the drives that drive the movable turntable. Also, in this solution during maintenance, the presence of personnel on a movable platform inside the protective casing is necessary, which loads the support supporting the movable rotary device. In addition, during maintenance of the antenna device, requiring the participation of large-sized equipment, it is necessary to dismantle the protective cover from the movable rotary platform, which complicates and increases the repair time. Also, the presence of doors and windows in the protective casing complicates the design.
Известна двухсферовая антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха (RU 2567192), которая содержит первый радиопрозрачный защитный кожух, зеркало антенны, выполненное металлизацией внутренней части второго радиопрозрачного защитного кожуха. В состав системы введены второй радиопрозрачный защитный кожух, расположенный внутри первого радиопрозрачного защитного кожуха, а также устройство наведения на объект излучений, выполненное в составе постоянного магнита, закрепленного на внутренней поверхности второго радиопрозрачного защитного кожуха и электромагнита. Электромагнит и малошумящий усилитель с преобразователем частот расположены на общей платформе и перемещаются во всех направлениях по внешней поверхности первого радиопрозрачного защитного кожуха.Known two-sphere antenna system with partial metallization of a radiotransparent protective casing (RU 2567192), which contains the first radiotransparent protective casing, an antenna mirror made by metallization of the inner part of the second radiotransparent protective casing. The system includes a second radiolucent protective casing located inside the first radiolucent protective casing, as well as a radiation guidance device made as part of a permanent magnet fixed to the inner surface of the second radiolucent protective casing and an electromagnet. An electromagnet and a low-noise amplifier with a frequency converter are located on a common platform and move in all directions along the outer surface of the first radiolucent protective casing.
Недостатком двухсферной антенной системы является конструктивная и технологическая сложность исполнения. Также данная система не обеспечивает полноповоротного движения антенного зеркала, что уменьшает ее эффективность при слежении за различными спутниками. Кроме этого, наличие двух радиопрозрачных кожухов и смазки между ними также уменьшают проницаемость радиосигнала, что ухудшает качество принимаемых или посылаемых данных. Также для качественной работы данной системы необходимо постоянно следить за наличием смазки между двумя кожухами, что усложняет обслуживание в особенности крупногабаритных антенн.The disadvantage of a two-sphere antenna system is the structural and technological complexity of the design. Also, this system does not provide full-rotation motion of the antenna mirror, which reduces its effectiveness when tracking various satellites. In addition, the presence of two radiolucent casings and lubrication between them also reduce the permeability of the radio signal, which affects the quality of the received or sent data. Also, for the high-quality operation of this system, it is necessary to constantly monitor the presence of grease between the two housings, which complicates the maintenance of especially large antennas.
Известна также антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха (RU 2514134), содержащая зеркало антенны, защитный радиопрозрачный кожух, соответствующий конфигурации для зеркала антенны и установленный на вращающейся по кругу платформе, при этом половина или часть кожуха металлизирована и представляет собой зеркало антенны, для ослабления ветровых нагрузок защитный кожух укрепляется растяжками, а также дополнительно введен компрессор с регулируемым температурным режимом для поддержания внутри кожуха соответствующего температурного режима.Also known is an antenna system with partial metallization of a radiotransparent protective casing (RU 2514134), comprising an antenna mirror, a protective radiotransparent casing corresponding to the configuration for the antenna mirror and mounted on a rotating platform, wherein half or part of the casing is metallized and is an antenna mirror, for to reduce wind loads, the protective casing is strengthened by braces, and an additional compressor with an adjustable temperature regime has been introduced to maintain the inside of the casing current temperature.
Недостатком системы является сложность конструктивного исполнения, а также сложность обслуживания за счет необходимости поддержания соответствующего температурного режима. Кроме этого, для обслуживания известной антенной системы необходимо нахождение оператора внутри защитного кожуха для выполнения работ по наведению на объект излучений. Также известная антенная система не обеспечивает достаточной подвижности антенного зеркала для слежения за космическими объектами, что уменьшает эффективность работы антенны.The disadvantage of the system is the complexity of the design, as well as the complexity of maintenance due to the need to maintain the appropriate temperature. In addition, for servicing the known antenna system, it is necessary to find the operator inside the protective casing to perform radiation guidance on the object. Also, the known antenna system does not provide sufficient mobility of the antenna mirror for tracking space objects, which reduces the efficiency of the antenna.
Также известен радиопрозрачный купол (RU 2358362), который принят в качестве ближайшего аналога и обеспечивает повышение надежности и долговечности антенного устройства благодаря обеспечению очистки его поверхности от снега и (или) льда за счет того, что содержит кожух из радиопрозрачного материала, насос, нагреватель, три штуцера, первый шланг, второй шланг, выполненный из радиопрозрачного материала, третий шланг, защитный купол, выполненный из радиопрозрачного эластичного растягивающегося воздухонепроницаемого материала. Кожух из радиопрозрачного материала размещен внутри защитного купола, нижняя часть защитного купола герметично соединена с наружной поверхностью кожуха из радиопрозрачного материала.Also known is a radiolucent dome (RU 2358362), which is adopted as the closest analogue and provides increased reliability and durability of the antenna device by ensuring that its surface is cleaned of snow and (or) ice due to the fact that it contains a casing of radiolucent material, a pump, a heater, three fittings, a first hose, a second hose made of radiolucent material, a third hose, a protective dome made of radiolucent elastic stretchable airtight material. A casing of radiolucent material is placed inside the protective dome, the lower part of the protective dome is hermetically connected to the outer surface of the casing of radiolucent material.
Недостатком известного радиопрозрачного купола является сложность конструктивного исполнения, а также сложность обслуживания, которое требует подачу нагретого воздуха в пространство между кожухом из радиопрозрачного материала и защитным куполом. Также недостатком радиопрозрачного купола является необходимость его разбора для технического обслуживания непосредственно антенного устройства. Кроме этого, наличие двух защитных слоев, купола и кожуха, между которыми присутствует воздушная прослойка, уменьшают проницаемость радиосигнала, что ухудшает качество принимаемых или посылаемых данных.A disadvantage of the known radiolucent dome is the complexity of the design, as well as the complexity of the service, which requires the supply of heated air into the space between the casing of the radiolucent material and the protective dome. Another drawback of the radiolucent dome is the need to parse it for the maintenance of the antenna device itself. In addition, the presence of two protective layers, a dome and a casing, between which there is an air gap, reduces the permeability of the radio signal, which affects the quality of the received or sent data.
Таким образом, большинство из известных антенных устройств с подвижным антенным зеркалом, содержащих обтекатель, защищающий их от внешней среды, имеют сложную в исполнении конструкцию. Также известные радиопрозрачные защитные кожухи усложняют обслуживание антенного устройства и утяжеляют конструкцию в целом. Важно отметить, что в ряде известных антенных устройств защитный кожух может ухудшать качество принимаемых или посылаемых антенной данных.Thus, most of the known antenna devices with a movable antenna mirror, containing a fairing that protects them from the external environment, have a complex design. Also known radiolucent protective covers complicate the maintenance of the antenna device and make the structure as a whole more difficult. It is important to note that in a number of known antenna devices, the protective cover may degrade the quality of the data received or sent by the antenna.
Ввиду имеющихся недостатков известных антенных устройств с подвижным антенным зеркалом и защитным кожухом задачей настоящей полезной модели является создание простой в исполнении конструкции полноповоротной антенны большого диаметра с кожухом, защищающим антенну от воздействий внешней среды, обеспечивающей высокое качество принимаемых и передаваемых данных и упрощённое техническое обслуживание как антенного зеркала, так и опорно-поворотного устройства.In view of the existing shortcomings of the known antenna devices with a movable antenna mirror and a protective casing, the objective of this utility model is to create a simple design of a large-diameter full-turn antenna with a casing protecting the antenna from environmental influences, ensuring high quality of received and transmitted data and simplified maintenance as an antenna mirrors and slewing ring.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF THE ESSENCE OF A USEFUL MODEL
Поставленная задача решается посредством предложенной полноповоротной антенны, которая содержит автоматическое опорно-поворотное устройство, антенное зеркало, закрепленное на автоматическом опорно-поворотном устройстве, и облучатель, выполненный с возможностью приема и передачи данных. Указанная антенна также содержит радиопрозрачный обтекатель, установленный на антенном зеркале, так что облучатель расположен внутри полости, образованной антенным зеркалом и обтекателем.The problem is solved by the proposed full-circle antenna, which contains an automatic rotary support device, an antenna mirror mounted on an automatic rotary support device, and an irradiator configured to receive and transmit data. The aforementioned antenna also comprises a radio-transparent fairing mounted on the antenna mirror, so that the irradiator is located inside the cavity formed by the antenna mirror and the fairing.
Предлагаемая полезная модель позволяет достичь технического результата в виде создания простой в исполнении конструкции полноповоротной антенны большого диаметра, обеспечивающей максимальную эффективность использования опорно-поворотного устройства и антенного зеркала полноповоротной антенны благодаря снижению ветровой нагрузки и, как следствие, высокое качество приема сигнала из космоса, при этом обеспечивая упрощенное обслуживание узлов полноповоротной антенны и расширение арсенала конструкций для полноповоротных антенн большого диаметра.The proposed utility model allows to achieve a technical result in the form of creating a simple design of a full-angle large-diameter antenna, which ensures maximum efficiency of the use of a slewing ring device and a full-angle antenna antenna due to a decrease in wind load and, as a result, high quality signal reception from space, while providing simplified maintenance of full-turn antenna assemblies and an expansion of the arsenal of structures for full-turn antennas larger diameter.
Указанный технический результат достигается посредством установки на антенное зеркало радиопрозрачного обтекателя таким образом, что облучатель оказывается расположенным внутри полости, образованной антенным зеркалом и радиопрозрачным обтекателем.The specified technical result is achieved by installing on the antenna mirror a radio-transparent fairing so that the irradiator is located inside the cavity formed by the antenna mirror and the radio-transparent fairing.
Антенна большого диаметра, в частности антенное зеркало, имеет высокое ветровое сопротивление. В случае исполнения антенны с автоматическим опорно-поворотным устройством (ОПУ) ветровое сопротивление передается на механические привода ОПУ. Данное обстоятельство требует более сложные в исполнении и увеличенные механические привода больших угловых моментов. Радиопрозрачный обтекатель, установленный на антенное зеркало, позволяет снизить ветровое сопротивление как на антенное зеркало, так и на ОПУ. Таким образом, благодаря снижению ветровой нагрузки на ОПУ, рассчитанное на определенный диаметр антенного зеркала, обеспечивается возможность установки на данное ОПУ антенного зеркала большего диаметра без замены узла крепления на более прочные приводы и без увеличения механических приводов. Предлагаемое решение обеспечивает максимальную эффективность использования ОПУ, позволяющей увеличить диаметр антенного зеркала, за счет чего увеличивается область сканирования (и, как следствие, увеличивается количество спутников (космических аппаратов), с которых возможно принять сигнал), что улучшает качество и стабильность сигнала.A large diameter antenna, in particular an antenna mirror, has a high wind resistance. In the case of an antenna with an automatic slewing ring (OPU), wind resistance is transmitted to the OPU mechanical drives. This circumstance requires more complex in execution and increased mechanical drives of large angular momenta. A radiolucent fairing mounted on an antenna mirror allows to reduce wind resistance both on the antenna mirror and on the control panel. Thus, due to the reduction of the wind load on the control panel, calculated for a certain diameter of the antenna mirror, it is possible to install a larger diameter antenna mirror on this control panel without replacing the mounting unit with more durable drives and without increasing the mechanical drives. The proposed solution provides the maximum efficiency of using the OPU, which allows to increase the diameter of the antenna mirror, thereby increasing the scanning area (and, as a result, increasing the number of satellites (spacecraft) from which it is possible to receive a signal), which improves the quality and stability of the signal.
Крепление обтекателя непосредственно на антенном зеркале предполагает минимум дополнительных деталей для его установки, что ускоряет и упрощает процесс установки полноповоротной антенны. Установка обтекателя на антенное зеркало также позволяет существенно упростить обслуживание узлов полноповоротной антенны. Такое решение облегчает доступ к ОПУ для проведения различных манипуляций, связанных с ремонтными работами, с использованием крупногабаритной техники. Кроме того, исполнение радиопрозрачного обтекателя в один слой обеспечивает прохождение радиосигнала с минимальными потерями, т.е. с сохранением качества передаваемых и принимаемых данных.Mounting the fairing directly on the antenna mirror requires a minimum of additional parts for its installation, which speeds up and simplifies the installation of a full-circle antenna. The installation of the fairing on the antenna mirror also makes it possible to significantly simplify the maintenance of the nodes of the full-circle antenna. This solution facilitates access to the OPU for various manipulations associated with repair work using large equipment. In addition, the performance of a radio-transparent fairing in one layer ensures the passage of the radio signal with minimal loss, i.e. while maintaining the quality of the transmitted and received data.
Согласно одному из вариантов реализации облучатель закреплен на внутренней стороне обтекателя. Крепление облучателя на внутренней стороне обтекателя предполагает минимум дополнительных деталей для его установки, что упрощает конструкцию и позволяет максимально эффективно использовать антенное зеркало и избежать потерь при приеме или передаче сигнала, связанных с дополнительным оборудованием, необходимым для установки облучателя. According to one embodiment, the feed is mounted on the inside of the fairing. Mounting the irradiator on the inside of the fairing requires a minimum of additional parts for its installation, which simplifies the design and allows the most efficient use of the antenna mirror and to avoid losses in signal reception or transmission associated with additional equipment necessary for installing the irradiator.
Согласно еще одному из вариантов реализации облучатель закреплен на внутренней стороне антенного зеркала. Крепление облучателя на внутренней стороне антенного зеркала целесообразно при большом значении фокусного расстояния, в частности, больше чем f/d порядка 0,5-0,7, где f-фокусное расстояние, а d-диаметр зеркала, при этом необходимо обеспечить установку на внутренней стороне обтекателя контррефлектора, который позволит реализовать двухзеркальную схему антенны.According to another embodiment, the irradiator is mounted on the inside of the antenna mirror. Mounting the irradiator on the inner side of the antenna mirror is advisable for a large focal length, in particular, greater than f / d of the order of 0.5-0.7, where f is the focal length and d is the diameter of the mirror, and it is necessary to ensure installation on the inside side of the fairing of the counterreflector, which will implement a two-mirror antenna circuit.
Согласно еще одному из вариантов реализации облучатель может быть выполнен с возможностью перемещения относительно антенного зеркала. Подвижность облучателя позволит улучшить точность позиционирования антенны в случае грубого (неточного) позиционирования с помощью ОПУ.According to another embodiment, the irradiator may be configured to move relative to the antenna mirror. The mobility of the irradiator will improve the accuracy of positioning of the antenna in the case of rough (inaccurate) positioning with the help of the OPU.
Согласно еще одному из вариантов реализации радиопрозрачный обтекатель имеет параболоидную форму. Использование обтекателя параболоидной формы обеспечит максимальное снижение ветрового сопротивления. Также предложенная форма позволяет не накапливать осадки на поверхности обтекателя, что обеспечивает качество и стабильность сигнала антенны.According to another embodiment, the radiolucent fairing is paraboloidal in shape. The use of a paraboloid-shaped fairing will provide the maximum reduction in wind resistance. Also, the proposed form allows not to accumulate precipitation on the surface of the fairing, which ensures the quality and stability of the antenna signal.
Согласно еще одному из вариантов реализации радиопрозрачный обтекатель имеет форму, симметричную антенному зеркалу. Предложенная форма обеспечивает одинаковые ветровые нагрузки как на радиопрозрачный обтекатель, так и на антенное зеркало, таким образом, при действии ветровой нагрузки как «в лоб» (на обтекатель), так и сзади антенного зеркала, ОПУ будет испытывать одинаковые ветровые нагрузки, что облегчает подбор механических приводов для его конструкции. According to another embodiment, the radiolucent radome has a shape that is symmetrical to the antenna mirror. The proposed form provides the same wind loads both on the radiolucent fairing and on the antenna mirror, thus, under the influence of the wind load both “on the forehead” (on the fairing) and behind the antenna mirror, the control gear will experience the same wind loads, which facilitates the selection mechanical drives for its design.
Согласно еще одному из вариантов реализации радиопрозрачный обтекатель имеет форму, несимметричную антенному зеркалу, что позволяет заранее учитывать часто возникающие изменения направления ветра в месте установки полноповоротной антенны, тем самым максимально снижая ветровую нагрузку. Также обтекатель может быть несимметричным в зависимости от фокусного расстояния антенного зеркала, например, чем больше расстояние, тем более выпуклая форма у обтекателя.According to another embodiment, the radiolucent fairing has a shape that is asymmetrical to the antenna mirror, which allows you to take into account frequently occurring changes in the direction of the wind at the installation site of a full-circle antenna, thereby minimizing the wind load. Also, the fairing may be asymmetric depending on the focal length of the antenna mirror, for example, the greater the distance, the more convex the shape of the fairing.
Таким образом, предлагаемая конструкция проста в исполнении за счет уменьшения деталей для установки облучателя и обтекателя, при этом конструкция позволяет максимально эффективно использовать ОПУ благодаря снижению ветрового сопротивления обтекателем, максимально эффективно использовать антенное зеркало благодаря появлению возможности увеличения его диаметра и расположению облучателя внутри полости, образованной антенным зеркалом и обтекателем, а также благодаря достижению максимальной эффективности использования узлов обеспечивается высокое качество сигнала, принимаемого полноповоротной антенной из космоса.Thus, the proposed design is simple to implement due to the reduction of parts for installing the irradiator and fairing, while the design allows the most efficient use of the power factor due to the decrease in wind resistance by the fairing, the antenna mirror can be used most efficiently due to the possibility of increasing its diameter and the location of the irradiator inside the cavity formed antenna mirror and fairing, as well as by achieving maximum efficiency of nodes Chiva high quality of the signal received steerable antenna from space.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Сущность полезной модели более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи:The essence of the utility model is explained in more detail with reference to the accompanying drawings:
фиг. 1 – трехмерная модель полноповоротной антенны с радиопрозрачным обтекателем согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели;FIG. 1 is a three-dimensional model of a full-circle antenna with a radio-transparent fairing according to one embodiment of the present utility model;
фиг. 2 – схема крепления облучателя на внутренней стороне радиопрозрачного обтекателя полноповоротной антенны согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели;FIG. 2 is a diagram of a mount of an irradiator on the inside of a radiolucent fairing of a full rotation antenna according to one embodiment of the present utility model;
фиг. 3 - трёхмерная модель антенного зеркала без обтекателя и действующие на него ветровые нагрузки «в лоб» для полноповоротной антенны согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели;FIG. 3 - a three-dimensional model of an antenna mirror without a cowl and wind loads acting “on the forehead” for it for a full-rotary antenna according to one embodiment of the present utility model;
фиг. 4 - трёхмерная модель антенного зеркала с обтекателем и действующие на него ветровые нагрузки «сзади» для полноповоротной антенны согласно одному из вариантов настоящей полезной модели;FIG. 4 - three-dimensional model of an antenna mirror with a cowl and the wind loads acting on it "from the back" for a full-rotary antenna according to one of the variants of this utility model;
фиг. 5 – распределение ветровой нагрузки при наличии обтекателя для полноповоротной антенны согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели.FIG. 5 - distribution of wind load in the presence of a fairing for a full-rotary antenna according to one embodiment of the present utility model.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
Предлагаемая полноповоротная антенна большого диаметра предназначена для управления и получения данных с космических аппаратов и беспилотных летательных аппаратов.The proposed full-diameter large-diameter antenna is designed to control and receive data from spacecraft and unmanned aerial vehicles.
Полноповоротная антенна (фиг. 1) содержит антенное зеркало 1 и автоматическое опорно-поворотное устройство (ОПУ) 2 с приводом 5. Антенное зеркало 1 в данном варианте реализации выполнено в форме параболоида из карбона с металлическим покрытием. В других вариантах реализации антенное зеркало 1 может иметь видоизмененную форму и быть выполнено из любого материала, подходящего для изготовления антенного зеркала. Антенное зеркало 1 закреплено на ОПУ 2, обеспечивающем устойчивость всей антенной системы, автоматическое наведение и автосопровождение космических аппаратов связи. Полноповоротная антенна также содержит радиопрозрачный защитный кожух, выполненный в виде радиопрозрачного обтекателя 3, установленного на антенном зеркале 1. Радиопрозрачный обтекатель 3 в предпочтительном варианте реализации имеет параболоидную форму, симметричную антенному зеркалу (фиг. 2), и выполнен из стеклопластика, отличающегося высокими радиотехническими характеристиками, обеспечивающими сохранение качества передаваемых и принимаемых антенной сигналов и включающими в себя обеспечение максимального коэффициента прохождения радиоволны и минимальных фазовых искажений фронта прошедшей волны. Радиопрозрачный обтекатель 3 установлен на антенном зеркале 1 посредством защелкивания замками по краям зеркала (не показаны), что обеспечивает надежность фиксации и долговечность работы антенны. В других вариантах реализации крепление обтекателя может осуществляться любым другим известным специалисту способом, обеспечивающим разъёмное соединение и надежную фиксацию. Кроме того, полноповоротная антенна содержит облучатель 4, закрепленный на внутренней стороне обтекателя (фиг. 2). Крепление облучателя осуществляется в центре обтекателя при помощи приклеенного “стакана” (не показан), что обеспечивает надежную фиксацию и при этом минимально затеняет поверхность антенного зеркала 1.The full-circle antenna (Fig. 1) contains an
Предлагаемая полноповоротная антенна обеспечивает технический результат в виде создания простой в исполнении конструкции полноповоротной антенны большого диаметра, обеспечивающей максимальную эффективность использования опорно-поворотного устройства и антенного зеркала полноповоротной антенны и, как следствие, высокое качество приема сигнала из космоса, при этом обеспечивая упрощенное обслуживание узлов полноповоротной антенны. Данный технический результат достигается благодаря тому, что антенна содержит радиопрозрачный обтекатель 3, установленный на антенном зеркале 1. The proposed full-circle antenna provides a technical result in the form of a simple design of a large-diameter full-circle antenna, which ensures maximum efficiency of the use of a slewing ring device and a full-circle antenna antenna and, as a result, high quality signal reception from space, while providing simplified maintenance of full-circle nodes antennas. This technical result is achieved due to the fact that the antenna contains a radio-
Для получения высококачественного сигнала важен размер антенного зеркала и его подвижность. ОПУ, осуществляющие подвижность антенных зеркал 1 большого диаметра, имеют сложную конструкцию и, как следствие, чем большего диаметра антенное зеркало 1, тем более сложная в исполнении конструкция ОПУ. При проектировании и расчете конструкции полноповоротной антенны, в частности, при расчете механизмов привода 5 ОПУ 2 важным параметром является ветровая нагрузка (ветровое сопротивление), действующая на антенное зеркало 1. Для антенного зеркала 1 большого диаметра, имеющего большой вес, и с учетом действующей максимальной ветровой нагрузки в лоб антенного зеркала 1 требуется ОПУ 2 с механическими приводами 5 больших угловых моментов, сложными в исполнении и обладающими большим весом. Радиопрозрачный обтекатель 3, имеющий параболоидную форму, симметричную антенному зеркалу, установлен на антенное зеркало 1 и позволяет снизить ветровую нагрузку на антенное зеркало 1 на 30-35%. Таким образом, благодаря снижению ветровой нагрузки на антенное зеркало 1 появляется возможность увеличивать ее диаметр без существенного усложнения конструкции ОПУ 2. Например, ОПУ, рассчитанное для работы с антенным зеркалом диаметра 4,0 м без радиопрозрачного обтекателя, можно использовать для установки на него антенного зеркала диаметром 5,0 м с радиопрозрачным обтекателем. При этом вес радиопрозрачного обтекателя, установленного на антенное зеркало, изменяет вес антенного зеркала несущественно, т.к. он выполнен из достаточно легкого материала.To obtain a high-quality signal, the size of the antenna mirror and its mobility are important. OPUs that carry the mobility of antenna mirrors 1 of large diameter have a complex structure and, as a result, the larger the diameter of the
Кроме того, в данном варианте реализации полезной модели радиопрозрачный обтекатель 3 выполнен в один слой, что обеспечивает прохождение радиосигнала с минимальными потерями, т.е. с сохранением качества передаваемых и принимаемых данных. Таким образом, предложенная конструкция полноповоротной антенны с максимальной эффективностью использования ее узлов обеспечивает высокое качество сигнала, принимаемого полноповоротной антенной из космоса.In addition, in this embodiment of the utility model, the radio-
В качестве наглядного примера действия ветровых нагрузок на антенное зеркало без обтекателя на фигурах 3 и 4 приведены примеры трехмерной модели антенного зеркала 1 с действующими ветровыми нагрузками в «лоб» и «сзади». На трехмерной модели антенного зеркала без обтекателя с действующими на него ветровыми нагрузками «в лоб» (фиг. 3) видно, что антенное зеркало не только принимает на себя ветровое сопротивление своей рабочей стороной 6, но и принимает нагрузку из-за концентрации воздушного потока с обратной стороны 7, что приводит к большим нагрузкам на ОПУ 2. При действии ветровой нагрузки «сзади» антенного зеркала 1 (фиг. 4) происходит обтекание и концентрация воздушного потока на рабочей поверхности, что также нагружает ОПУ.As a clear example of the effect of wind loads on an antenna mirror without a cowl, Figures 3 and 4 show examples of a three-dimensional model of
На фиг. 5 приведен пример распределения ветровых нагрузок на антенное зеркало при наличии обтекателя. На трехмерной модели видно, что большая часть воздушного потока, действующего «в лоб», обтекает антенное зеркало 1 и небольшая часть концентрируется с обратной стороны, т.е. наблюдается уменьшение лобового сопротивления (давления) антенного зеркала в случае его закрытия жесткой радиопрозрачной выпуклой ячейкой в виде обтекателя, симметричного антенному зеркалу. Более теплые цвета на фиг. 5 - область превышения допустимых значений давления; более холодные тона - области уменьшения давления. Данный пример свидетельствует о снижении нагрузок на антенное зеркало 1, что также снижает нагрузки на ОПУ. Необходимо отметить, что в других вариантах реализации, в которых требуется, например, большее снижение ветровой нагрузки со стороны обтекателя (действующей «в лоб» антенному зеркалу), обтекатель может быть выполнен в форме, несимметричной антенному зеркалу.In FIG. Figure 5 shows an example of the distribution of wind loads on an antenna mirror in the presence of a fairing. The three-dimensional model shows that most of the air flow acting “on the forehead” flows around the
Важно отметить, что радиопрозрачный обтекатель 3 защищает антенное зеркало 1 от осадков, таких как дождь, снег, наледь и др. Установки радиопрозрачного обтекателя на антенное зеркало большого диаметра достаточно для защиты всей конструкции полноповоротной антенны. Кроме того, предложенное решение позволит упростить конструкцию антенн, в частности, для антенн большого диаметра за счет того, что исполнение радиопрозрачного обтекателя 3 и его установка на антенное зеркало 1 использует меньше технических средств и людских ресурсов в сравнении с исполнением и установкой защитного кожуха, который закрывает всю конструкцию полноповоротной антенны. It is important to note that the
Установка обтекателя 3 на антенное зеркало 1 также позволяет существенно упростить обслуживание узлов полноповоротной антенны большого диаметра. При проведении ремонта или каких-либо других манипуляций полноповоротной антенны большого диаметра специалист имеет свободный доступ к узлам антенны, не закрытых обтекателем. Также в большинстве случаев при ремонте и проведения различных манипуляций для антенн большого диаметра требуется использование крупногабаритной техники, например, такой как краны или габаритные инструменты, например лестницы, однако предложенный вариант крепления обтекателя не требует его снятия с антенного зеркала, чем облегчает процесс и уменьшает время ремонта.The installation of the
Важно отметить, что в другом варианте реализации радиопрозрачный обтекатель может иметь другую форму, отвечающую требуемым характеристикам, а именно обеспечивать снижение ветровой нагрузки на антенное зеркало и защищать его от осадков. Таким образом, основание радиопрозрачного обтекателя, которое крепится на антенное зеркало, должно быть выполнено с размерами, позволяющими закрывать всю площадь рабочей поверхности антенного зеркала. При этом в случае если антенное зеркало испытывает меньшие ветровые нагрузки, например преимущественно направлено рабочей частью вверх, основание обтекателя может быть выполнено больших размеров, чем диаметр антенного зеркала, что позволяет снизить ветровые нагрузки и увеличить площадь защиты от осадков. Форма обтекателя должна обеспечивать наименьшее лобовое сопротивление при обтекании струями воздуха, т.е. не иметь высокой рельефности, которая бы увеличивала сопротивление. Кроме того, радиопрозрачный обтекатель должен быть легким, чтобы не увеличивать нагрузку на ОПУ, что достигается за счет подбора материала и оптимальной формы обтекателя, которая учитывает конструкцию антенного зеркала, крепление облучателя и назначение. It is important to note that in another embodiment, the radiolucent fairing may have a different shape that meets the required characteristics, namely, to reduce the wind load on the antenna mirror and protect it from precipitation. Thus, the base of the radiolucent fairing, which is mounted on the antenna mirror, must be dimensioned to cover the entire area of the working surface of the antenna mirror. In this case, if the antenna mirror experiences less wind loads, for example, with the working part directed upward, the radome base can be made larger than the diameter of the antenna mirror, which allows reducing wind loads and increasing the area of protection against precipitation. The shape of the fairing should provide the lowest drag when flowing around with air jets, i.e. not have high relief, which would increase the resistance. In addition, the radiolucent fairing should be light so as not to increase the load on the control panel, which is achieved due to the selection of material and the optimal shape of the fairing, which takes into account the design of the antenna mirror, mount the irradiator and purpose.
Например, крепление облучателя 4 на внутренней стороне радиопрозрачного обтекателя 3 упрощает конструкцию и снижает вес, т.к. предполагает минимум дополнительных деталей для его установки. Использование минимума деталей для установки облучателя 4 (без штанг, которые удерживают облучатель антенны в известных вариантах) позволяет избавиться от затенения поверхности антенного зеркала 1, что способствует максимально эффективному использованию антенного зеркала 1 и его работы без потерь при приеме или передаче сигнала. Учитывая предложенное крепление облучателя целесообразно использовать обтекатель параболоидной формы, выполненный из жесткого материала, позволяющего зафиксировать на нем облучатель, при этом в случае размещения облучателя в центре обтекателя его форма должна быть симметричной антенному зеркалу, как было указано выше (фиг. 2). В случае увеличения фокусного расстояния антенного зеркала, что предполагает увеличение расстояния между антенным зеркалом и облучателем, обтекатель может быть выполнен более выпуклым (не симметричным), чем в предыдущем варианте. Кроме того, при необходимости установки облучателя не в центре обтекателя, обтекатель может быть выполнен параболоидной формы и выпуклой частью направлен в сторону установки облучателя, что позволит, не увеличивая веса обтекателя, обеспечить снижение ветровой нагрузки на антенное зеркало. For example, mounting the
Также на обтекатель, выполненный из жесткого материла, возможно установить облучатель 4, выполненный с возможностью перемещения относительно антенного зеркала 1, например облучатель крепится в центре обтекателя при помощи приклеенного “стакана” с вставленным в него шаговым двигателем, который вращает первое плечо (в плоскости, параллельной зеркалу), в конце которого установлен второй двигатель, вращающий второе плечо с установленном на его конце облучателем. Такая равноплечая конструкция, управляемая дистанционно по проводам или беспроводным образом, позволяет смещать облучатель произвольно в плоскости, параллельной зеркалу. Подвижность облучателя 4 обеспечивает простая в исполнении конструкция, имеющая в составе привод, управляемый на расстоянии или заранее заданными операциями, причем предложенная конструкция минимально затеняет поверхность антенного зеркала 1. Подвижность облучателя 4 позволит максимально улучшить точность наведения антенны в случае грубого (неточного) наведения с помощью ОПУ, что повысит качество информации.It is also possible to install an
Кроме того, возможна конструкция полноповоротной антенны, в которой облучатель 4 закреплен на внутренней стороне антенного зеркала 1 и выполнен с возможностью перемещения или поворота относительно антенного зеркала 1, что может быть необходимо для улучшения точности наведения антенны для корректировки приема и передачи данных, как и в случае, когда облучатель 4 установлен на обтекателе. При креплении облучателя 4 на внутренней стороне антенного зеркала 1 дополнительно на внутренней стороне обтекателя устанавливают контррефлектор для реализации двухзеркальной схемы антенны.In addition, a full-turn antenna design is possible, in which the
Настоящая полезная модель не ограничена конкретными вариантами реализации, раскрытыми в описании в иллюстративных целях, и охватывает все возможные модификации и альтернативы, входящие в объем настоящей полезной модели, который определен формулой полезной модели.This utility model is not limited to the specific implementation options disclosed in the description for illustrative purposes, and covers all possible modifications and alternatives that fall within the scope of this utility model, which is defined by the utility model formula.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111267U RU184248U1 (en) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | FULL-ROTARY ANTENNA WITH RADIO-TRANSPARENT CIRCLE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111267U RU184248U1 (en) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | FULL-ROTARY ANTENNA WITH RADIO-TRANSPARENT CIRCLE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU184248U1 true RU184248U1 (en) | 2018-10-19 |
Family
ID=63858962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018111267U RU184248U1 (en) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | FULL-ROTARY ANTENNA WITH RADIO-TRANSPARENT CIRCLE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU184248U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114243255A (en) * | 2022-01-14 | 2022-03-25 | 东莞东石新材料开发有限公司 | Millimeter wave antenna structure |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3740755A (en) * | 1972-01-12 | 1973-06-19 | Sys Resources Corp | Microwave antenna with radome |
| RU2358362C1 (en) * | 2007-10-17 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Radiotransparent cupola |
| US20110285604A1 (en) * | 2008-12-11 | 2011-11-24 | Armel Le Bayon | Radome for broadband parabolic antenna |
| US20140139386A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-05-22 | Kvh Industries, Inc. | High Efficiency Agile Polarization Diversity Compact Miniaturized Multi-Frequency Band Antenna System With Integrated Distributed Transceivers |
-
2018
- 2018-03-29 RU RU2018111267U patent/RU184248U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3740755A (en) * | 1972-01-12 | 1973-06-19 | Sys Resources Corp | Microwave antenna with radome |
| RU2358362C1 (en) * | 2007-10-17 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Radiotransparent cupola |
| US20110285604A1 (en) * | 2008-12-11 | 2011-11-24 | Armel Le Bayon | Radome for broadband parabolic antenna |
| US20140139386A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-05-22 | Kvh Industries, Inc. | High Efficiency Agile Polarization Diversity Compact Miniaturized Multi-Frequency Band Antenna System With Integrated Distributed Transceivers |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114243255A (en) * | 2022-01-14 | 2022-03-25 | 东莞东石新材料开发有限公司 | Millimeter wave antenna structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10141654B2 (en) | Tracking antenna system adaptable for use in discrete radio frequency spectrums | |
| US20140009329A1 (en) | Transportable radar utilizing harmonic drives for anti-backlash antenna movement | |
| RU184248U1 (en) | FULL-ROTARY ANTENNA WITH RADIO-TRANSPARENT CIRCLE | |
| US20200044334A1 (en) | Microwave antenna control system | |
| US9708081B2 (en) | Radiator with reduced insolation for satellite and satellite provided with such a radiator | |
| EP3671950A1 (en) | Antenna/radome assembly | |
| US4739337A (en) | Mobile mechanically steerable satellite tracking antenna | |
| JP6865897B2 (en) | Antenna that receives data from low earth orbit satellites | |
| US8558886B1 (en) | Video collection for a wireless communication system | |
| US20130342412A1 (en) | Antenna feedhorn with one-piece feedcap | |
| JP3355895B2 (en) | Antenna device | |
| CN211858850U (en) | 5G signal antenna capable of being adjusted at multiple degrees of freedom | |
| CN210326139U (en) | Antenna structure capable of synchronously adjusting direction | |
| CN115441150A (en) | Signal receiving antenna structure | |
| CN218317358U (en) | Remote sensor fixing device of geographical remote sensing unmanned aerial vehicle | |
| Yessenov et al. | ANALYSIS OF ANTENNA SYSTEMS FOR REMOTE SENSING OF THE EARTH WITH A HEXAPOID PEDESTAL | |
| Zhakupova et al. | Research of antenna systems for remote sensing of the earth with the help of a hexapod stand | |
| JP2007038929A (en) | Autonomous control box structure for pilotless helicopter | |
| RU2571621C2 (en) | Antenna system | |
| CN112324224B (en) | 5G signal tower with bird repelling function | |
| CN114696067A (en) | Satellite antenna for increasing base station signal coverage | |
| CN210327574U (en) | Low earth orbit satellite ground station | |
| JP3978063B2 (en) | Wireless communication device | |
| CN216485480U (en) | Radar protection device and radar | |
| CN208226076U (en) | A kind of microwave communication antenna assembly |