RU2233018C1 - Method and device for deicing ground-based parabolic antenna - Google Patents
Method and device for deicing ground-based parabolic antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233018C1 RU2233018C1 RU2003125539/09A RU2003125539A RU2233018C1 RU 2233018 C1 RU2233018 C1 RU 2233018C1 RU 2003125539/09 A RU2003125539/09 A RU 2003125539/09A RU 2003125539 A RU2003125539 A RU 2003125539A RU 2233018 C1 RU2233018 C1 RU 2233018C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- air
- frame
- icing
- parabolic antenna
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к системам противообледенения и термостабилизации наземных параболических антенн.The present invention relates to anti-icing and thermal stabilization systems of terrestrial parabolic antennas.
Известно “Противообледенительное устройство для радиолокационной системы” (Изобретения стран мир. Реферативный журнал. М., 1993, вып.106, №8. Волноводы, резонаторы, антенны. С. 10).The known “De-icing device for a radar system” (Inventions of the world. Review journal. M., 1993, issue 106, No. 8. Waveguides, resonators, antennas. P. 10).
Устройство состоит из пучка проводов, расположенных на экране, помещенных перед раскрывом антенны и соединенных комбинированным последовательно-параллельным соединением с ответвительными зажимами источника питания таким образом, что через каждый из них проходит ток нагрева. Эта система обеспечивает двойной защитный эффект: от противовоздействия ЭДС индукции (например, ядерного электромагнитного импульса) и от обледенения антенны.The device consists of a bundle of wires located on the screen, placed in front of the antenna opening and connected by a combined series-parallel connection to the branch terminals of the power source so that a heating current passes through each of them. This system provides a double protective effect: from the counteraction of EMF induction (for example, a nuclear electromagnetic pulse) and from icing of the antenna.
Недостаток данного аналога заключается в том, что электронагреватель не обеспечивает термостабилизирующего воздействия на конструкцию антены в целом, так как в нем отсутствуют соответствующие конвективные связи между отдельными элементами.The disadvantage of this analogue is that the electric heater does not provide a thermostabilizing effect on the design of the antenna as a whole, since it does not have the corresponding convective connections between the individual elements.
Известна также термостабилизирующая система параболической антенны японского телескопа (Поляк B.C. и др. Прецизионные конструкции зеркальных радиотелескопов. Рига. Знание. 1990. С. 135-137, рис. 4.49).The thermally stabilizing system of the parabolic antenna of the Japanese telescope is also known (B. Polyak B.C. and other Precision Designs of Mirror Radio Telescopes. Riga. Knowledge. 1990. S. 135-137, Fig. 4.49).
Аналог содержит рефлектор (отражательный щит зеркала), закрепленный на ферменном каркасе, теплоизолирующий кожух, образующий воздушную полость, в которой расположен каркас, вентилятор, температурные датчики. Устройство предназначено для термостабилизации рефлектора и каркаса в переменных климатических условиях.The analogue contains a reflector (reflective shield of the mirror), mounted on the truss frame, a heat-insulating casing, forming an air cavity in which the frame, fan, temperature sensors are located. The device is designed for thermal stabilization of the reflector and frame in variable climatic conditions.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При воздействии на антенну различных климатических факторов, когда увеличивается градиент температуры по каркасу в радиальном направлении, например приближается к крайним значениям диапазона ± 0,5°С/м, в работу включается вентилятор, при этом воздух, циркулирующий в замкнутой воздушной полости, выравнивает температурное поле каркаса.When the antenna is exposed to various climatic factors, when the temperature gradient increases along the frame in the radial direction, for example, approaches the extreme values of the range ± 0.5 ° C / m, the fan turns on, while the air circulating in the closed air cavity equalizes the temperature frame field.
Недостаток работы данного устройства в том, что оно не обеспечивает в достаточной степени равномерность тепловой связи различных участков конструкции путем обдува их воздушным потоком. Вблизи вентилятора участки конструкции обдуваются воздухом с большей скоростью, чем удаленные от него, и поэтому температура первых обеспечивается значительно ближе к осредненной температуре воздуха по сравнению с температурой удаленных участков. При этом коэффициенты теплоотдачи между потоком воздуха и обдуваемыми участками поверхностей существенно отличаются друг от друга (уменьшаются по направлению потока с одновременным уменьшением разницы температур между воздухом и обдуваемыми участками поверхностей). Это приводит к снижению эффективности противообледенительного воздействия и термостабилизации в работе системы.The disadvantage of this device is that it does not provide a sufficient degree of uniformity of thermal connection of various sections of the structure by blowing them with air flow. Near the fan, sections of the structure are blown with air at a greater speed than those removed from it, and therefore the temperature of the former is provided much closer to the averaged air temperature compared to the temperature of the remote sections. In this case, the heat transfer coefficients between the air flow and the blown surface areas are significantly different from each other (they decrease in the direction of the flow with a simultaneous decrease in the temperature difference between the air and the blown surface areas). This leads to a decrease in the effectiveness of anti-icing effects and thermal stabilization in the system.
В качестве прототипа выбран “Способ противообледенения наземной параболической антенны и устройство для его осуществления”, патент Российской федерации №2192074, приоритет от 18.12.2000, кл. Н 01 Q 1/02.As a prototype, “The method of de-icing a terrestrial parabolic antenna and a device for its implementation” was selected, patent of the Russian Federation No. 2192074, priority from 12/18/2000, cl. H 01
Прототип включает рефлектор наземной параболической антенны, установленный на каркасе с радиальными элементами жесткости, термочехол, установленный на каркасе рефлектора и образующий нижнюю и верхнюю воздушные полости, разделенные перегородками с образованием воздушных проходов по периферии рефлектора и проход в центральной части рефлектора, тепловентиляторы, установленные параллельно в центральном воздушном проходе, коммутаторный блок для управления тепловентиляторами, температурные датчики.The prototype includes a terrestrial parabolic antenna reflector mounted on a frame with radial stiffeners, a thermal cover mounted on a reflector frame and forming lower and upper air cavities separated by partitions with the formation of air passages along the reflector periphery and a passage in the central part of the reflector, fan heaters installed in parallel with central air passage, switch unit for controlling fan heaters, temperature sensors.
В прототипе осуществлен способ противообледенения наземной параболической антенны, включающий обдув нагретым воздухом под термочехлом тыльной стороны рефлектора с его каркасом, а именно нагретый воздух подают от центральной части рефлектора вниз к его периферии, по которой затем направляют к верхней части рефлектора.In the prototype, a method for de-icing a terrestrial parabolic antenna was implemented, including blowing with heated air under a thermal cover of the back of the reflector with its skeleton, namely, heated air is fed from the central part of the reflector down to its periphery, which is then sent to the upper part of the reflector.
Особенности реализации способа заключаются в том, что воздушная полость обдува рефлектора и каркаса выполнена разделенной перегородками на нижнюю и верхнюю полости, которые соединены между собой воздушными проходами по периферии рефлектора, а также в его центральной части, в последнем установлен основной тепловентилятор с направлением воздушного потока в нижнюю полость; в качестве перегородок использованы радиальные элементы жесткости каркаса рефлектора, которые выполнены воздухонепроницаемыми; в воздушный проход, выполненный в центральной части рефлектора, установлены дополнительные тепловентиляторы параллельно с основным, причем с направлением воздушных потоков в секторы, образованные радиальными элементами жесткости каркаса рефлектора.The implementation features of the method consist in the fact that the air cavity for blowing the reflector and the frame is divided by partitions into the lower and upper cavities, which are interconnected by air passages along the periphery of the reflector, as well as in its central part, the main fan heater with the air flow direction lower cavity; as partitions used radial stiffness elements of the reflector frame, which are made airtight; in the air passage made in the central part of the reflector, additional fan heaters are installed in parallel with the main one, moreover, with the direction of air flows to sectors formed by radial stiffeners of the reflector frame.
Недостаток прототипа заключается в усложненной его конструкции, которая требует в обычной антенне заменять радиальные элементы жесткости (выполнять их воздухонепроницаемыми, в то время как они выполняются с равномерно расположенными отверстиями для снижения массы и температурной деформации с обеспечением требуемой их жесткости), разделять воздушную полость обдува рефлектора и каркаса перегородками на нижнюю и верхнюю полости, соединять их между собой воздушными проходами по периферии рефлектора, а также в его центральной части, выполнять в центре рефлектора воздушный проход с установкой в нем тепловентилятора.The disadvantage of the prototype lies in its complicated design, which requires replacing radial stiffeners in a conventional antenna (making them airtight, while they are made with evenly spaced holes to reduce mass and temperature deformation to ensure their required stiffness), to separate the air cavity of the airflow of the reflector and the frame with partitions on the lower and upper cavities, connect them together with air passages along the periphery of the reflector, as well as in its central part, to take an air passage in the center of the reflector with the installation of a fan heater in it.
Другой недостаток прототипа заключается в том, что направление обдува наиболее нагретым воздухом осуществляют от центральной части рефлектора с направлением вниз к нижней части ее периферии, что создает дополнительное сопротивление потоку из-за естественного стремления воздуха подниматься вверх, как наиболее нагретого. Это, с одной стороны, повышает сопротивление создаваемому потоку воздуха, с другой стороны, наиболее нагретый воздух воздействует в первую очередь на центральную часть рефлектора, а не на нижнюю, где образуется обледенение. Как следствие этого, антиобледенительная эффективность прототипа снижена.Another disadvantage of the prototype is that the direction of blowing with the warmest air is carried out from the central part of the reflector with a downward direction to the lower part of its periphery, which creates additional resistance to the flow due to the natural tendency of the air to rise upward, as the most heated. This, on the one hand, increases the resistance to the generated air flow, on the other hand, the most heated air acts primarily on the central part of the reflector, and not on the lower, where icing forms. As a consequence of this, the anti-icing efficiency of the prototype is reduced.
Кроме того, коммутаторный блок системы управления не обеспечивает регулирования напряжений тепловентиляторов (самих вентиляторов и электронагревателей) в зависимости от показаний температурных датчиков, что приводит к ненужному расходу электроэнергии и ресурса тепловентиляторов при температурах окружающей среды, близких к 0°С, когда противообледенение рефлектора можно обеспечивать с минимальными затратами электроэнергии.In addition, the commutator unit of the control system does not provide voltage control of fan heaters (fans and electric heaters themselves) depending on the temperature sensors, which leads to unnecessary energy and resource consumption of fan heaters at ambient temperatures close to 0 ° C, when anti-icing of the reflector can be provided with minimal energy consumption.
Цель предлагаемого решения - упрощение конструкции и повышение эффективности антиобледенения.The purpose of the proposed solution is to simplify the design and increase the efficiency of anti-icing.
Поставленная цель достигнута за счет того, что:The goal is achieved due to the fact that:
1. Обдув нагретым воздухом после его нагревания осуществляют в нижней части рефлектора в направлении, ортогональном к его тыльной поверхности.1. Blowing with heated air after heating is carried out in the lower part of the reflector in the direction orthogonal to its rear surface.
2. Тепловентилятор установлен в нижней части рефлектора с направлением воздушного потока, ортогональным тыльной стороне рефлектора.2. The fan heater is installed in the lower part of the reflector with the direction of the air flow orthogonal to the back of the reflector.
3. В коммутаторный блок системы управления введен регулятор напряжения мощности, связанный с температурными датчиками.3. A power voltage regulator connected to temperature sensors has been introduced into the switch unit of the control system.
Предлагаемое техническое решение показано на фиг.1, 2, на которых стрелками показаны направления движения воздуха соответственно в фас и в профиль. Противообледенительная система наземной параболической антенны с рефлектором 1, установленным на каркасе, выполненном с продуваемыми элементами жесткости 2, включает термочехол 3, установленный на каркасе с образованием воздушной полости 4 для обдува рефлектора 1 и каркаса, тепловентилятор 5, установленный в нижней части рефлектора 1 с направлением воздушного потока, ортогональным тыльной стороне рефлектора 1, температурные датчики 6 и коммутаторный блок 7 системы управления, установленные в указанной воздушной полости 4. В коммутаторный блок системы управления введен регулятор напряжения мощности, связанный с температурными датчиками.The proposed technical solution is shown in figures 1, 2, in which the arrows show the direction of air movement respectively in the face and in profile. The de-icing system of a terrestrial parabolic antenna with a
Противообледенительная система работает следующим образом.Anti-icing system works as follows.
Чтобы не происходило налипание снега на нижнюю часть рефлектора 1 при температуре окружающей среды, близкой к 0°С, в работу включается тепловентилятор 5 коммутаторным блоком 7 системы управления по температурным датчикам 6. При этом образуется воздушный вихрь с напором в тыльную сторону нижней части рефлектора 1 (с направлением воздушного потока, ортогональным тыльной стороне рефлектора 1), на противоположной стороне которого может образоваться обледенение. В зоне вихря обеспечивается наибольшая интенсивность теплового и турбулентного воздействия воздушного потока на часть рефлектора с возможным образованием обледенения. Так как в зоне вихря воздух наиболее нагретый и, следовательно, имеет наименьшую удельную массовую плотность, то он, не только под напором, создаваемым вентилятором, но и за счет естественной конвекции будет распространяться в верхнюю часть воздушной полости 4, а также в стороны от зоны вихря. Радиальные продуваемые элементы жесткости 2 каркаса не только позволяют циркулировать через них воздуху, но и обеспечивают равномерное распределение воздушного потока по всей поверхности рефлектора 1, улучшают тепловую связь воздушного потока со всей конструкцией антенны за счет ее теплопроводности и тем самым улучшают термостатирование.In order to prevent snow from sticking to the lower part of the
По мере поступления потока воздуха в верхнюю часть воздушной полости 4 он охлаждается поверхностью рефлектора 1, становится с более повышенной удельной плотностью и за счет естественной конвекции опускается в зону вихря и таким образом обеспечивается замкнутая равномерно распределенная циркуляция воздушного потока в воздушной полости 4.As the air stream enters the upper part of the
В коммутаторный блок 7 системы управления введен регулятор напряжения мощности, связанный с температурными датчиками 6, который регулирует тепловую и расходно-напорную мощности тепловентилятора 5 по показаниям температурных датчиков путем изменения их рабочих напряжений. При среднем значении показаний температурных датчиков 6 ниже минус 1°С коммутаторный блок системы управления 7 включает тепловентилятор 5 и его электронагреватель в работу при максимально допустимых для них напряжениях питания (в режим интенсивной работы), а при среднем значении показаний температурных датчиков 6 выше плюс 1°С коммутаторный блок системы управления 7 включает тепловентилятор 5 и его электронагреватель в работу при минимально допустимых для них напряжениях питания (в режим пониженной интенсивной работы). Это позволяет более эффективно использовать расход электроэнергии и ресурс тепловентилятора для исключения обледенения антенны.A power voltage regulator connected to
Суть предложенного решения заключается в том, что тыльную сторону нижней части рефлектора, с обратной стороны которой может образоваться обледенение, обдувают наиболее интенсивным вихревым (турбулизированным) воздушным потоком с наиболее высокой его температурой и тем самым повышают эффективность способа и устройства его осуществления. Кроме того, дополнительно повышена эффективность работы способа за счет естественной циркуляции воздуха из нижней части воздушной полости в верхнюю, упрощена реализация способа, так как она требует в основном только установки тепловентилятора. Ведение в коммутаторный блок 7 системы управления регулятора напряжения мощности тепловентилятора позволило дополнительно повысить эффективность работы предложенного устройства.The essence of the proposed solution is that the back side of the lower part of the reflector, on the reverse side of which icing can form, is blown by the most intense vortex (turbulent) air flow with its highest temperature and thereby increase the efficiency of the method and device for its implementation. In addition, the efficiency of the method is further improved due to the natural circulation of air from the lower part of the air cavity to the upper one, the implementation of the method is simplified, since it basically requires only the installation of a fan heater. Keeping in the
В известных источниках технической и патентной информации по данному классу техники авторами не обнаружены отличительные признаки, аналогичные защищаемым признакам.The well-known sources of technical and patent information on this class of technology, the authors have not found distinctive features similar to the protected features.
Предложенное техническое решение в настоящее время проходит этап подготовки к внедрению на антенны разработки предприятия.The proposed technical solution is currently undergoing preparation for the introduction of enterprise development antennas.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003125539/09A RU2233018C1 (en) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | Method and device for deicing ground-based parabolic antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003125539/09A RU2233018C1 (en) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | Method and device for deicing ground-based parabolic antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2233018C1 true RU2233018C1 (en) | 2004-07-20 |
Family
ID=33414689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003125539/09A RU2233018C1 (en) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | Method and device for deicing ground-based parabolic antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2233018C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446521C2 (en) * | 2010-01-28 | 2012-03-27 | Дмитрий Давидович Габриэльян | Method to compensate distortions of amplitude-phase distribution of field in aperture of adaptive antenna array specified by effect of climatic factors |
RU2499336C1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Правдинский радиозавод" | Method for protection from wind loads on phased antenna arrays of all-around looking radar stations |
RU2683131C1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Method of protecting acoustic parabolic antennas from snow and icing and device for its implementation |
-
2003
- 2003-08-18 RU RU2003125539/09A patent/RU2233018C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446521C2 (en) * | 2010-01-28 | 2012-03-27 | Дмитрий Давидович Габриэльян | Method to compensate distortions of amplitude-phase distribution of field in aperture of adaptive antenna array specified by effect of climatic factors |
RU2499336C1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Правдинский радиозавод" | Method for protection from wind loads on phased antenna arrays of all-around looking radar stations |
RU2683131C1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Method of protecting acoustic parabolic antennas from snow and icing and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20000016499A (en) | Cabinet for electric and electronic systems | |
RU2233018C1 (en) | Method and device for deicing ground-based parabolic antenna | |
CN206478609U (en) | A kind of stage lighting cooling system of high efficiency shunting | |
CN104076060B (en) | A kind of transient test System and method for of spectral emissivity | |
RU2770813C1 (en) | Refrigerator and freezer | |
CN209659428U (en) | A kind of video camera and security system | |
CN208924037U (en) | A kind of unmanned plane radiating shell | |
CN209514429U (en) | A kind of detection cell thermostatically-controlled equipment | |
FI88575C (en) | Refrigerated | |
CN106680312B (en) | A kind of membrane wall structure boiler radiation loss test device | |
RU2207668C2 (en) | Method and device for parabolic antenna heat setting | |
CN108475000A (en) | Video camera cooling device and its method | |
RU2192074C2 (en) | Method and device for deicing ground parabolic antenna | |
CN214746569U (en) | Camera heat abstractor based on semiconductor refrigeration mode | |
CN103335257B (en) | Spotlight | |
CN205938741U (en) | LED stage lamp of temperature self -adaptive control | |
CN108895515A (en) | Intelligent efficient energy-saving electric heater | |
US4262190A (en) | Convection control device for radiant heater | |
CN209487925U (en) | The temperature regulating device of deliquescent crystal | |
JPH09164316A (en) | Air filter having antifreezing function | |
CN206740686U (en) | One kind identification servicing unit | |
KR100267023B1 (en) | Thermal vacuum chamber attached heater | |
CN106016432A (en) | Anti-scald high-heat electric heater | |
CN208365634U (en) | A kind of energy-saving electric radiator | |
CN208059026U (en) | A kind of longer tuyere air curtain type heater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100819 |