RU2567121C1

RU2567121C1 - Single-sphere antenna system with partial metal coating of radioparent protective cover

Info

Publication number: RU2567121C1
Application number: RU2014129376/28A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Гончаров; Роман Валентинович Емельянов; Алексей Александрович Косогор; Андрей Анатольевич Строцев
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2015-11-10

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: single-sphere antenna system comprises a radioparent protective cover with partial metal coating, made in the form of a sphere. Part of the inner surface of the sphere is metal-coated and is the antenna reflector. The sphere is mounted on a fragment of a spherical base using single-ball bearings. A permanent magnet is attached to the inner surface of the radioparent protective cover, and on the outer surface - an electromagnet and a low-noise amplifier and a frequency converter, mounted on a common platform, movable on the outer surface of the radioparent protective cover. In the lower part of the cover there is a centring load made of radioparent material, which slides on the inner surface of the radioparent protective cover and is therefore always situated on the base of the radioparent protective cover.

EFFECT: simple design of the antenna system.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании антенных систем с использованием новых технологических достижений.The invention relates to the field of radio engineering and can be used to create antenna systems using new technological advances.

Современные антенные системы для приема сигналов спутниковых линий связи, особенно большого диаметра зеркала, представляют собой сложные технические сооружения.Modern antenna systems for receiving signals from satellite communication lines, especially large diameter mirrors, are complex technical structures.

Типовая антенная система ([1] - Козырев Н.Д. «Антенны космической связи», учебное пособие для ВУЗов, Москва, Радио и связь, 1990 г.) содержит: металлическое зеркало антенны соответствующего диаметра, малошумящий усилитель с преобразователем частоты и сложное устройство наведения на соответствующий объект излучений.A typical antenna system ([1] - Kozyrev ND “Antennas for space communication”, a textbook for universities, Moscow, Radio and Communications, 1990) contains: a metal mirror of an antenna of the corresponding diameter, a low-noise amplifier with a frequency converter and a complex device pointing to the corresponding radiation object.

Недостатком системы является конструктивная и технологическая сложность изготовления, громоздкость, высокая стоимость, жесткие требования к входящим в нее устройствам по влажности, температуре и ветровым нагрузкам.The disadvantage of the system is the structural and technological complexity of manufacturing, cumbersome, high cost, stringent requirements for the devices included in it in terms of humidity, temperature and wind loads.

Известна также ([2] - Заявка на изобретение №2012141911/08 (067447) «Антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха» с решением о выдаче патента от 06.12.2013 г.), взятая за прототип, и содержащая зеркало антенны, выполненное металлизацией части внутренней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха, малошумящий усилитель с преобразователем частоты (МШПР), установленный на кронштейне, обеспечивающем его перемещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также компрессор, обеспечивающий соответствующий температурный режим. Вся конструкция расположена на вращающейся по кругу платформе и закреплена растяжками.Also known ([2] - Application for invention No. 2012141911/08 (067447) "Antenna system with partial metallization of a radio-transparent protective casing" with the decision to grant a patent dated December 6, 2013), taken as a prototype, and containing an antenna mirror made metallization of a part of the inner surface of the radiotransparent protective casing, a low-noise amplifier with a frequency converter (MSRP) mounted on an arm that ensures its movement in horizontal and vertical planes, as well as a compressor that provides the appropriate temperature polar mode. The whole structure is located on a rotating platform in a circle and is fixed by braces.

Недостатком системы - прототипа является сложность конструктивного исполнения, большое количество механических действий, и соответственно, деталей, неточная фокусировка МШПР при переходе с объекта на объект излучений, а также необходимость нахождения оператора внутри защитного кожуха для выполнения работ по наведению на объект излучений.The disadvantage of the prototype system is the complexity of the design, a large number of mechanical actions, and accordingly, the details, inaccurate focusing of the MSR during the transition from an object to an object of radiation, and also the need to find an operator inside a protective casing to perform radiation guidance on an object.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание односферовой антенной системы с использованием новых технологий, обеспечивающих улучшение конструкции антенной системы, уменьшение механических действий и деталей, упрощение сложного механизма приводов наведения по азимуту и углу места, а также точную фокусировку МШПР при переходе с объекта на объект излучений.The problem to which the invention is directed is to create a single-sphere antenna system using new technologies that improve the design of the antenna system, reduce mechanical actions and details, simplify the complex mechanism of guidance drives in azimuth and elevation, as well as accurately focus the IDB when moving from object to object radiation.

Для решения указанной задачи предлагается односферовая антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха, содержащая зеркало антенны, выполненное металлизацией внутренней части радиопрозрачного защитного кожуха и МШПР.To solve this problem, we propose a single-sphere antenna system with partial metallization of a radiotransparent protective casing, comprising an antenna mirror made by metallization of the inner part of the radiotransparent protective casing and MLR.

Согласно изобретению, в ее состав дополнительно введен постоянный магнит, закрепленный на внутренней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха, электромагнит, закрепленный с МШПР на общей платформе, и перемещаемые во всех направлениях по внешней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха, а также центрирующий груз из радиопрозрачного материала. Радиопрозрачный защитный кожух выполнен в виде сферы из радиопрозрачного материала.According to the invention, a permanent magnet is added to its composition, mounted on the inner surface of the radiotransparent protective casing, an electromagnet fixed on the common platform with the ballast, and moved in all directions along the outer surface of the radiotransparent protective casing, as well as a centering load of radiolucent material. The radiotransparent protective casing is made in the form of a sphere of radiotransparent material.

Радиопрозрачный защитный кожух установлен на фрагменте сферического основания с использованием одношариковых подшипников, устанавливаемых по кругу.A radio-transparent protective casing is mounted on a fragment of a spherical base using single-ball bearings mounted in a circle.

Сочетание отличительных признаков и свойства такого построения односферовой антенной системы в доступной литературе не обнаружено, поэтому она соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.The combination of distinctive features and properties of such a construction of a single-sphere antenna system has not been found in the available literature, therefore it meets the criteria of novelty and inventive step.

Техническим результатом является упрощение конструкции антенной системы, особенно в части наведения антенны по азимуту и углу места, высокая точность фокусировки МШПР, исключение оператора из радиопрозрачного защитного кожуха.The technical result is to simplify the design of the antenna system, especially in terms of pointing the antenna in azimuth and elevation, high focal accuracy of the MSR, excluding the operator from the radiotransparent protective casing.

На чертеже приведена схема построения предлагаемой односферовой антенной системы.The drawing shows a diagram of the construction of the proposed single-sphere antenna system.

Односферовая антенная система (чертеж) содержит радиопрозрачный защитный кожух 1, зеркало антенны 2, выполненное металлизацией внутренней части радиопрозрачного защитного кожуха 1, МШПР 3, закрепленный с электромагнитом 4 на общей платформе 5, и перемещаемые по внешней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха 1 в любых направлениях, а также постоянный магнит 6, закрепленный на внутренней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха 1. Радиопрозрачный защитный кожух 1 выполнен в виде сферы и установлен на фрагменте сферического основания 7 с использованием одношариковых подшипников 8. Для улучшения устойчивости радиопрозрачного защитного кожуха 1 в его нижней части расположен центрирующий груз 9 из радиопрозрачного материала, который скользит по внутренней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха 1 и, таким образом, всегда находится в основании радиопрозрачного защитного кожуха 1. Съем сигнала с МШПР 3 осуществляется кабелем 10.A single-sphere antenna system (drawing) contains a radiotransparent protective casing 1, an antenna mirror 2, made by metallization of the inner part of the radiotransparent protective casing 1, МШПР 3, fixed with an electromagnet 4 on a common platform 5, and moved along the outer surface of the radiotransparent protective casing 1 in any directions, as well as a permanent magnet 6, mounted on the inner surface of the radiotransparent protective casing 1. The radiotransparent protective casing 1 is made in the form of a sphere and mounted on a fragment of a spherical base 7 using single-ball bearings 8. To improve the stability of the radiolucent protective casing 1, a centering load 9 of radiolucent material is located in its lower part, which slides along the inner surface of the radiolucent protective casing 1 and, thus, is always located at the base of the radiotransparent protective casing 1. The signal is removed from the ballast 3 by cable 10.

Односферовая антенная система работает следующим образом.A single-sphere antenna system operates as follows.

После установки односферовой антенной системы на месте ее дислокации зеркало антенны 2 и МШПР 3 могут быть ориентированы по азимуту и углу места в произвольном направлении в зависимости от положения постоянного магнита 6 и электромагнита 4.After installing a single-sphere antenna system at the place of its deployment, the mirror of the antenna 2 and MLR 3 can be oriented in azimuth and elevation in an arbitrary direction depending on the position of the permanent magnet 6 and electromagnet 4.

Наведение зеркала антенны 2 на объект излучений осуществляется следующим образом.Aiming the mirror antenna 2 on the radiation object is as follows.

Перемещая электромагнит 4 по внешней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха 1, его устанавливают напротив постоянного магнита 6, закрепленного на внутренней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха 1. При этом положение постоянного магнита 6 выбрано так, что при совпадении с ним электромагнита 4 МШПР 3 устанавливается в фокальной плоскости зеркала антенны 2. Затем включают питание электромагнита 4, в результате чего магниты 4 и 6 становятся связанной электромагнитными силами парой. Вращая электромагнит 4, закрепленный с МШПР 3 на общей платформе 5 из радиопрозрачного материала по внешней поверхности радиопрозрачного защитного кожуха 1, заставляют синхронно с ним вращаться и постоянный магнит 6, а следовательно, и радиопрозрачный защитный кожух 1 с зеркалом антенны 2. Одношариковые подшипники 8 обеспечивают легкость вращения радиопрозрачного защитного кожуха 1 в фрагменте сферы основания 7.Moving the electromagnet 4 along the outer surface of the radiotransparent protective casing 1, it is installed opposite the permanent magnet 6, mounted on the inner surface of the radiotransparent protective casing 1. In this case, the position of the permanent magnet 6 is chosen so that when the electromagnet 4 of the ball motor 3 coincides with it, it is installed in the focal plane of the mirror antennas 2. Then they turn on the power of electromagnet 4, as a result of which the magnets 4 and 6 become coupled by electromagnetic forces. Rotating the electromagnet 4, mounted with a ballast 3 on a common platform 5 of radiolucent material on the outer surface of the radiolucent protective casing 1, make the permanent magnet 6 rotate synchronously with it, and therefore the radiolucent protective casing 1 with the antenna mirror 2. Single-ball bearings 8 provide ease of rotation of the radiotransparent protective casing 1 in the fragment of the sphere of the base 7.

Центрирующий груз 9 обеспечивает устойчивость односферовой антенной системы от ветровых нагрузок.The centering load 9 ensures the stability of a single-sphere antenna system from wind loads.

Таким образом, зеркало антенны 2 может быть наведено на объект излучений, расположенный в любой области пространства.Thus, the mirror of the antenna 2 can be aimed at the radiation object located in any area of space.

Эффект, который может быть получен в результате использования изобретения, заключается в упрощении конструкции антенной системы, уменьшении механических действий и деталей, легкости эксплуатации и обслуживания, возможности размещения внутри радиопрозрачного защитного кожуха 1 зеркала любого размера, в пределах диаметра радиопрозрачного защитного кожуха 1, в упрощении приводов наведения по азимуту и углу места, а также исключении из состава обслуживающего персонала оператора внутри радиопрозрачного защитного кожуха 1.The effect that can be obtained as a result of using the invention is to simplify the design of the antenna system, reduce mechanical actions and details, ease of operation and maintenance, the ability to place mirrors of any size inside the radio-transparent protective cover 1, within the diameter of the radio-transparent protective cover 1, in simplification guidance drives in azimuth and elevation, as well as the exclusion from the operator’s maintenance personnel inside the radiotransparent protective cover 1.

Возможность изготовления односферовой антенной системы с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха и ее параметры проверены моделированием на персональной электронно-вычислительной машине.The possibility of manufacturing a single-sphere antenna system with partial metallization of a radio-transparent protective casing and its parameters are verified by modeling on a personal electronic computer.

Claims

A single-sphere antenna system with partial metallization of a radiotransparent protective casing, comprising an antenna mirror made by metallization of the inner part of the radiotransparent protective casing, a low-noise amplifier with a frequency converter, characterized in that a permanent magnet is attached to it, fixed to the inner surface of the radiotransparent protective casing, an electromagnet, fixed to low-noise amplifier and frequency converter on a common platform, and moved on the outer surface of the radiolucent Barrier casing and the centering of the load radiotransparent material radiotransparent protective casing is designed as a sphere and is mounted on spherical base fragment with a single poppet bearings.