RU2334316C1 - Antenna device - Google Patents

Antenna device Download PDF

Info

Publication number
RU2334316C1
RU2334316C1 RU2007113756/09A RU2007113756A RU2334316C1 RU 2334316 C1 RU2334316 C1 RU 2334316C1 RU 2007113756/09 A RU2007113756/09 A RU 2007113756/09A RU 2007113756 A RU2007113756 A RU 2007113756A RU 2334316 C1 RU2334316 C1 RU 2334316C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reflector
shaft
angle
shafts
rotation
Prior art date
Application number
RU2007113756/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Степаненков (RU)
Владимир Михайлович Степаненков
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники"
Priority to RU2007113756/09A priority Critical patent/RU2334316C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334316C1 publication Critical patent/RU2334316C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention consists in that the antenna device incorporates a fixed dish aerial, a reflector arranged at an angle to the said dish aerial, a reflector azimuth scanning and rotation drive, an azimuth rotation output hollow shaft housing coaxially arranged second shaft with a cam located on its end face to interact with the slot of a carriage fitted on the first shaft to reciprocate in the plane perpendicular to the shaft common axis and furnished with a rack interacting with a ratchet latch rigidly linked to the reflector fitted on the first shaft to swing relative to the axis perpendicular to the shafts common axis. Invention novelty consists in that the device incorporates an angle transducer linked to both shafts and outputting the data on the reflector azimuth rotation and inclination defined from the proposed formulae.
EFFECT: smaller weight and sizes and lower manufacturing costs.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для установки на летательных аппаратах, в частности на вертолетах.The invention relates to the field of radio engineering and can be used for installation on aircraft, in particular helicopters.

Известно антенное устройство вертолетной РЛС [1], состоящее из неподвижной параболической антенны, отражателя, установленного под углом к ней, и приводов азимутального вращения и сканирования отражателя, каждый из которых приводится в движение от своего электродвигателя и имеет свои датчики угла по азимуту и по углу наклона отражателя. Однако это техническое решение отличается большими габаритами, а наличие двух приводов вызывает существенные трудности в обеспечении синхронизации показаний датчиков как в условиях изменяющихся нагрузок на электродвигатели, колебаний напряжения в сети их питания, так и при изменении температуры окружающей среды.A known antenna device for a helicopter radar [1], consisting of a stationary parabolic antenna, a reflector mounted at an angle to it, and azimuthal rotation drives and scanning the reflector, each of which is driven by its own electric motor and has its own angle sensors in azimuth and angle tilt reflector. However, this technical solution is large in size, and the presence of two drives causes significant difficulties in ensuring synchronization of sensor readings both under conditions of changing loads on electric motors, voltage fluctuations in their supply network, and when the ambient temperature changes.

Известно антенное устройство [2], принятое за прототип, состоящее из неподвижной параболической антенны, отражателя, установленного под углом к ней, привода азимутального вращения и сканирования отражателя, выходной вал азимутального вращения которого выполнен полым, внутри него соосно установлен второй вал с эксцентриком, размещенным на торце и взаимодействующим с пазом каретки, установленной на первом валу с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной к общей оси валов, и имеющей зубчатую рейку, взаимодействующую с зубчатым сектором, жестко связанным с отражателем, установленным на первом валу с возможностью качания относительно оси, перпендикулярной к общей оси валов. Это устройство отличается малыми габаритами, в нем азимутальное вращение и сканирование отражателя обеспечивается одним приводом, но в нем не решается задача получения информации по азимуту и углу наклона отражателя.A known antenna device [2], adopted for the prototype, consisting of a stationary parabolic antenna, a reflector mounted at an angle to it, an azimuthal rotation drive and scanning the reflector, the azimuthal rotation output shaft of which is hollow, a second shaft with an eccentric mounted coaxially at the end and interacting with the groove of the carriage mounted on the first shaft with the possibility of reciprocating movement in a plane perpendicular to the common axis of the shafts and having a gear rack, in interacting with a gear sector rigidly connected to the reflector mounted on the first shaft with the possibility of swinging about an axis perpendicular to the common axis of the shafts. This device is small in size, in it the azimuthal rotation and scanning of the reflector is provided by one drive, but it does not solve the problem of obtaining information on the azimuth and angle of inclination of the reflector.

Техническим результатом изобретения является получение информации по углу поворота отражателя по азимуту и по углу его наклона от одного датчика.The technical result of the invention is to obtain information on the angle of rotation of the reflector in azimuth and on the angle of its inclination from one sensor.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство [2] введен датчик угла, кинематически связанный с обоими валами и дающий информацию об углах азимутального вращения и наклона отражателя, определяемых по формулам:The technical result is achieved by the fact that in the known device [2] an angle sensor is introduced, kinematically connected with both shafts and giving information about the angles of azimuthal rotation and inclination of the reflector, determined by the formulas:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где φ - угол поворота отражателя по азимуту,where φ is the angle of rotation of the reflector in azimuth,

α - угол наклона отражателя,α is the angle of inclination of the reflector,

φ - угол поворота датчика угла,φ is the angle of rotation of the angle sensor,

i - передаточное отношение между датчиком и валом азимутального вращения,i is the gear ratio between the sensor and the azimuthal rotation shaft,

r - величина эксцентриситета эксцентрика,r is the eccentricity of the eccentric,

d - диаметр делительной окружности зубчатого сектора,d is the diameter of the pitch circle of the gear sector,

Δi - разность передаточных отношений между датчиком и валами.Δi is the difference in the gear ratios between the sensor and the shafts.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого антенного устройства, на фиг.2 показана схема сопряжения вала с эксцентриком и зубчатого сектора с кареткой.Figure 1 presents a diagram of the proposed antenna device, figure 2 shows a diagram of the interface of the shaft with the eccentric and the gear sector with the carriage.

Антенное устройство состоит из неподвижной параболической антенны 1, отражателя 2, установленного под углом к ней, привода 3 азимутального вращения и наклона отражателя 2. В полый выходной вал 4 азимутального вращения отражателя 2 установлен второй вал 5, на торце которого размещен эксцентрик 6, входящий в паз каретки 7, установленной на валу 4. На каретке 7 выполнена зубчатая рейка, с которой зацепляется зубчатый сектор 8, жестко связанный с отражателем 2, закрепленным в подшипниках на валу 4. Валы 4 и 5 получают вращение от электродвигателя 9 через зубчатые колеса 10, 11 и 12, 13. С валом 14 связан датчик угла 15.The antenna device consists of a stationary parabolic antenna 1, a reflector 2, mounted at an angle to it, an azimuthal rotation drive 3 and a reflector tilt 2. A second shaft 5 is installed in the hollow output shaft 4 of the azimuthal rotation of the reflector 2, at the end of which there is an eccentric 6 included in the groove of the carriage 7 mounted on the shaft 4. A gear rack is made on the carriage 7, with which the gear sector 8 is engaged, rigidly connected to the reflector 2, mounted in bearings on the shaft 4. The shafts 4 and 5 receive rotation from the electric motor 9 through gears 10, 11 and 12, 13. An angle sensor 15 is connected to the shaft 14.

Передача рассчитана так, что разность частот относительного вращения вала 4 (n4) и вала 5(n5) равна требуемой частоте вращения эксцентриков (nэкс), соответствующей частоте качания отражателя 2; т.е. nэкс=n4-n5, откуда угол поворота эксцентрика φэкс в относительном вращении валов 4 и 5 будет равен φэкс45 (1), где φ4, φ5 - углы поворота валов 4 и 5 соответственно.The transmission is designed so that the frequency difference between the relative rotation of the shaft 4 (n 4 ) and the shaft 5 (n 5 ) is equal to the required speed of the eccentrics (n ex ), corresponding to the swing frequency of the reflector 2; those. n ex = n 4 -n 5 , whence the angle of rotation of the eccentric φ ex in the relative rotation of the shafts 4 and 5 will be equal to φ ex = φ 45 (1), where φ 4 , φ 5 are the angles of rotation of the shafts 4 and 5, respectively .

Устройство работает следующим образом. Вращение от электродвигателя 9 передается на вал 14, с которым связан датчик угла 15, и через зубчатые колеса 10, 11 и 12, 13 на валы 4 и 5. Поскольку валы 4 и 5 вращаются в одну сторону с разной частотой, эксцентрик 6 вала 5, вращаясь с частотой, соответствующей частоте качания отражателя 2, перекатывается по пазу каретки 7 и перемещает ее возвратно-поступательно. При этом зубчатая рейка каретки 7 через зубчатый сектор 8 приводит отражатель 2 в колебательное движение с частотой nэкс.The device operates as follows. The rotation from the electric motor 9 is transmitted to the shaft 14, to which the angle sensor 15 is connected, and through the gears 10, 11 and 12, 13 to the shafts 4 and 5. Since the shafts 4 and 5 rotate in the same direction with different frequencies, the cam 6 of the shaft 5 rotating with a frequency corresponding to the oscillation frequency of the reflector 2, it rolls along the groove of the carriage 7 and moves it back and forth. In this case, the gear rack of the carriage 7 through the gear sector 8 leads the reflector 2 into oscillatory motion with a frequency of n ex .

Определим зависимости угла поворота отражателя 2 по азимуту и угла его наклона от угла поворота датчика угла 15.Determine the dependence of the angle of rotation of the reflector 2 in azimuth and the angle of its inclination from the angle of rotation of the angle sensor 15.

Примем за исходное (начальное) среднее положение каретки 7 и зубчатого сектора 8, при котором эксцентрик 6 вала 5 занимает одно из крайних положений в пазу каретки 7. Тогда перемещение S каретки 7, соответствующее углу поворота эксцентрика φэкс в относительном вращении валов 4, 5, равно r·sinφэкс, где r - величина эксцентриситета. Это перемещение будет преобразовываться в качательное движение с углом α сектора 8 и жестко связанного с ним отражателя 2 зависимостью,We take for the initial (initial) average position of the carriage 7 and the gear sector 8, in which the eccentric 6 of the shaft 5 occupies one of the extreme positions in the groove of the carriage 7. Then the movement S of the carriage 7, corresponding to the angle of rotation of the eccentric φ ex in the relative rotation of the shafts 4, 5 equal to r · sinφ ex , where r is the eccentricity value. This movement will be converted into a swinging movement with an angle α of sector 8 and a reflector 2 rigidly connected to it, by dependence,

Figure 00000004
Figure 00000004

где d - диаметр делительной окружности сектора 8.where d is the diameter of the pitch circle of sector 8.

Углы поворота валов 4 и 5 в зависимости от угла поворота φ датчика угла 15 определяются следующими формулами:The rotation angles of the shafts 4 and 5, depending on the rotation angle φ of the angle sensor 15 are determined by the following formulas:

Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000005
Figure 00000006

где z10, z11, z12, z13 - количество зубьев зубчатых колес 10, 11, 12, 13 соответственно.where z 10 , z 11 , z 12 , z 13 - the number of teeth of the gears 10, 11, 12, 13, respectively.

Тогда из (1) следуетThen it follows from (1)

Figure 00000007
Figure 00000007

где i, i1 - передаточное отношение между датчиком и валами 4 и 5, а Δi их разница.where i, i 1 - gear ratio between the sensor and shafts 4 and 5, and Δi their difference.

ТогдаThen

Figure 00000008
Figure 00000008

Угол поворота φ4 вала 4 является углом поворота φ отражателя по азимуту: φ4=φ. Из (2)The rotation angle φ 4 of the shaft 4 is the rotation angle φ of the reflector in azimuth: φ 4 = φ. From (2)

Figure 00000009
Figure 00000009

Таким образом, введение в известное устройство [2] датчика угла, кинематически связанного с обоими валами, обеспечивает получение информации как по азимутальному углу, так и по углу наклона отражателя. При этом обеспечивается однозначность и стабильность взаимосвязи информации по азимутальному углу и углу наклона отражателя независимо от изменения нагрузок на электродвигатель, колебания напряжения его питания, изменения температуры окружающей среды и других возмущающих факторов. Кроме того, информация по углу наклона отражателя может быть получена с высокой точностью, т.к. полный цикл наклона отражателя происходит за несколько оборотов датчика угла, а возможность получения информации по азимутальному углу и углу наклона отражателя от одного датчика позволяет уменьшить массогабаритные характеристики привода антенного устройства и стоимость его изготовления.Thus, the introduction into the known device [2] of the angle sensor kinematically connected with both shafts, provides information on both the azimuthal angle and the angle of inclination of the reflector. This ensures the uniqueness and stability of the relationship of information on the azimuthal angle and angle of inclination of the reflector, regardless of changes in the loads on the electric motor, voltage fluctuations in its supply, changes in ambient temperature and other disturbing factors. In addition, information on the angle of inclination of the reflector can be obtained with high accuracy, because the full cycle of the tilt of the reflector takes place over several revolutions of the angle sensor, and the possibility of obtaining information on the azimuthal angle and the angle of inclination of the reflector from one sensor can reduce the overall dimensions of the drive of the antenna device and the cost of its manufacture.

Список литературы.Bibliography.

1. Ежегодный обзор достижений и перспектив электронной техники. Электроника, 1982, №21, т.55, с.15, 16.1. Annual review of the achievements and prospects of electronic technology. Electronics, 1982, No. 21, t.55, p.15, 16.

2. Патент РФ №1810941 по заявке №4931694 от 29.04.1991 на изобретение «Антенное устройство».2. RF patent No. 1810941 by application No. 4931694 of April 29, 1991 for the invention of the "Antenna device".

Claims (1)

Антенное устройство, предназначенное для установки на летательных аппаратах, состоящее из неподвижной параболической антенны, отражателя, установленного под углом к ней, привода азимутального вращения и сканирования отражателя, выходной вал азимутального вращения которого выполнен полым, внутри его соосно установлен второй вал с эксцентриком, размещенным на торце и взаимодействующим с пазом каретки, установленной на первом валу с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной к общей оси валов, и имеющей зубчатую рейку, взаимодействующую с зубчатым сектором, жестко связанным с отражателем, установленным на первом валу с возможностью качания относительно оси, перпендикулярной к общей оси валов, отличающееся тем, что в него введен датчик угла, кинематически связанный с обоими валами и дающий информацию об углах азимутального вращения и наклона отражателя, определяемых по формулам:Antenna device designed for installation on aircraft, consisting of a stationary parabolic antenna, a reflector mounted at an angle to it, an azimuthal rotation drive and scanning the reflector, the azimuthal rotation output shaft of which is hollow, a second shaft with an eccentric mounted coaxially on it the end and interacting with the groove of the carriage mounted on the first shaft with the possibility of reciprocating movement in a plane perpendicular to the common axis of the shafts, and a gear rack interacting with a gear sector rigidly connected to the reflector mounted on the first shaft with the possibility of swinging about an axis perpendicular to the common axis of the shafts, characterized in that an angle sensor is introduced into it kinematically connected to both shafts and giving information about the angles azimuthal rotation and inclination of the reflector, determined by the formulas:
Figure 00000010
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000011
где φ - угол поворота отражателя по азимуту;where φ is the angle of rotation of the reflector in azimuth; α - угол наклона отражателя;α is the angle of inclination of the reflector; φ - угол поворота датчика угла;φ is the angle of rotation of the angle sensor; i - передаточное отношение между датчиком и валом азимутального вращения;i is the gear ratio between the sensor and the azimuthal rotation shaft; r - величина эксцентриситета эксцентрика;r is the eccentricity of the eccentric; d - диаметр делительной окружности зубчатого сектора;d is the diameter of the pitch circle of the gear sector; Δi - разность передаточных отношений между датчиком и валами.Δi is the difference in the gear ratios between the sensor and the shafts.
RU2007113756/09A 2007-04-12 2007-04-12 Antenna device RU2334316C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113756/09A RU2334316C1 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113756/09A RU2334316C1 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Antenna device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2334316C1 true RU2334316C1 (en) 2008-09-20

Family

ID=39868135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007113756/09A RU2334316C1 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Antenna device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334316C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580377C1 (en) * 2012-05-08 2016-04-10 Нек Корпорейшн Antenna apparatus and method for mounting thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580377C1 (en) * 2012-05-08 2016-04-10 Нек Корпорейшн Antenna apparatus and method for mounting thereof
US9484617B2 (en) 2012-05-08 2016-11-01 Nec Corporation Antenna device and method for attaching the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103646231B (en) Two dimensional opti mechanism scan device
CN103972652B (en) A kind of low profile mobile satellite communication antenna servo mechanism
RU2334316C1 (en) Antenna device
CN109066052A (en) Lead to satellite antenna mounting during a kind of twin shaft self-locking type is quiet
CN206163713U (en) Base station antenna and electrical down -tilting angle display device thereof
CN108680096A (en) Azimuth scanning positioning mechanism and radar system
EP1636460B1 (en) Linear into rotatory or vice versa motion convertor
CN208388639U (en) volume probe
CN107941698B (en) Optical scanning device capable of continuously rotating
US20210013829A1 (en) Slew drive with integrated sensors and transducers
CN216285727U (en) Laser radar frame based on wireless data transmission
US6647813B2 (en) Flexible rod transmission
RU2694712C1 (en) Wave power station
CN202219374U (en) Device for realizing rotation and swing of laser process head optical element using direct-driving way
CN207050677U (en) A kind of upright scanning device based on three-dimensional laser scanning technique
US20060171799A1 (en) Counter-rotation drive
CN106051102B (en) One kind being based on planetary gear train 3D printer driving mechanism and method
CN109245611A (en) A kind of wind energy vibration generating device
CN113358277B (en) High-frequency air pressure wave sensor detection device
RU222435U1 (en) Slewing ring
RU2319260C2 (en) Antenna positioning device
GB2024980A (en) Mechanism for Converting Rotary Motion into Cyclically Variable Rotary Motion or Vice Versa
CN218534608U (en) Nutation speed reducer, joint module and robot
CN204065402U (en) Adopt the radar scanner that antenna combines with reflecting plate
CN217302423U (en) Multi-direction adjusting device of millimeter wave antenna

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090413