RU2766544C1 - Positioning automation device for small antenna systems - Google Patents
Positioning automation device for small antenna systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2766544C1 RU2766544C1 RU2021113993A RU2021113993A RU2766544C1 RU 2766544 C1 RU2766544 C1 RU 2766544C1 RU 2021113993 A RU2021113993 A RU 2021113993A RU 2021113993 A RU2021113993 A RU 2021113993A RU 2766544 C1 RU2766544 C1 RU 2766544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- power source
- display
- module
- keyboard
- 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
- H01Q1/125—Means for positioning
- H01Q1/1257—Means for positioning using the received signal strength
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
- H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области связи, а именно к оборудованию для систем навигации, в частности к системам быстрого наведения немоторизованных антенных систем малого диаметра апертуры на спутник-ретранслятор.The present invention relates to the field of communications, namely to equipment for navigation systems, in particular to systems for quickly pointing non-motorized antenna systems of small aperture to a repeater satellite.
В настоящее время динамично развивается спутниковая связь, а значит, требуется соответствующее оборудование для ее обеспечения. Основной функциональной частью такого оборудования является спутниковая антенная система.At present, satellite communications are developing dynamically, which means that appropriate equipment is required to provide it. The main functional part of such equipment is a satellite antenna system.
При развертывании малой спутниковой земной станции необходимо добиться приема спутникового сигнала максимальной мощности через спутник-ретранслятор в кратчайшие сроки. Для этого антенную систему наводят на спутник-ретранслятор по азимуту (в горизонтальной плоскости) и углу места (в вертикальной плоскости). Обычно процесс наведения антенной системы занимает много времени и требует высокой квалификации от персонала, который проводит настройку антенны.When deploying a small satellite earth station, it is necessary to achieve maximum satellite signal reception through a repeater satellite in the shortest possible time. To do this, the antenna system is aimed at the relay satellite in azimuth (in the horizontal plane) and elevation (in the vertical plane). Typically, the process of pointing an antenna system is time consuming and requires highly skilled personnel who perform antenna alignment.
Так, при наведении антенной системы на спутник-ретранслятор всегда нужно учитывать магнитное склонение Земли, которое зависит от географического места развертывания антенной системы, что усложняет процесс наведения.Thus, when pointing an antenna system at a repeater satellite, one must always take into account the magnetic declination of the Earth, which depends on the geographical location of the antenna system deployment, which complicates the pointing process.
В настоящее время основная масса антенных систем механизированы, и содержат опорно-поворотные устройства с системой двигателей, которые обеспечивают наведения антенны по азимуту и углу места. Такие спутниковые антенны немобильны и конструктивно достаточно сложны, что увеличивает их стоимость, а также требует определенных навыков от персонала, который занимается монтажом и настройкой таких антенн. Примерами антенных систем с системой механизации могут служить, в частности, антенные системы, описанные в патентах РФ №/№. 13724U, 161587U, 2461926.At present, the bulk of antenna systems are mechanized, and contain turntables with a system of engines that provide antenna guidance in azimuth and elevation. Such satellite antennas are non-mobile and structurally quite complex, which increases their cost, and also requires certain skills from the personnel involved in the installation and configuration of such antennas. Examples of antenna systems with a mechanization system are, in particular, antenna systems described in RF patents No./No. 13724U, 161587U, 2461926.
Поэтому в настоящее время разработка устройств, позволяющих оперативно навести антенную систему на спутник-ретранслятор, без привлечения специалистов и использования специального оборудования, является актуальной задачей. Быстрое и точное наведение антенной системы по углу места и по углу азимуту позволит оперативно получать доступ к информационным ресурсам в любой точке мира.Therefore, at present, the development of devices that allow you to quickly point the antenna system to the repeater satellite, without the involvement of specialists and the use of special equipment, is an urgent task. Fast and accurate pointing of the antenna system in elevation and azimuth will allow you to quickly access information resources anywhere in the world.
В принципе, устройства для наведения спутниковых антенн на спутник-ретранслятор известны из уровня техники.In principle, devices for pointing satellite dishes at a repeater satellite are known from the prior art.
В патенте РФ на полезную модель 193423 описано устройство для наведения спутниковой антенны по углу места, включающее корпус с элементом его крепления на антенне, а также угловую градусную шкалу, предназначенную для установки значения угла поворота антенны, при этом корпус выполнен в виде пластины, на одной из сторон которой нанесена угловая градусная шкала, корпус имеет возможность фиксации на антенне посредством элемента крепления в заданном угловом положении относительно антенны, причем устройство оснащено пузырьковым уровнем, установленным на одной из сторон корпуса, а элемент крепления корпуса на антенне размещен на противоположной стороне корпуса. Недостатком такого решения является то, что оно позволяет навести спутниковую антенную только по углу места, но никак не затрагивает наведение антенны по азимуту.In the RF patent for utility model 193423, a device for pointing a satellite dish in elevation is described, including a housing with an element for attaching it to the antenna, as well as an angular degree scale designed to set the value of the angle of rotation of the antenna, while the housing is made in the form of a plate, on one from the sides of which the angular degree scale is applied, the body can be fixed on the antenna by means of a fastening element in a given angular position relative to the antenna, and the device is equipped with a bubble level installed on one of the sides of the body, and the body fastening element on the antenna is located on the opposite side of the body. The disadvantage of this solution is that it allows you to point the satellite dish only in elevation, but does not affect the pointing of the antenna in azimuth.
В патенте США US 2012068899 описано устройство автоматизации позиционирования для малых антенных систем, содержащее дисплей, клавиатуру, GPS-приемник, внутреннюю память, позиционер/процессор и аккумуляторную батарею, выполненные в едином корпусе, при этом устройство содержит компас, инклинометр и компенсацию угла наклона. Процесс взаимодействия с оператором происходит через встроенные в устройство дисплей и клавиатуру. Устройство выполнено в пылевлагозащитном исполнении. Недостатком такого решения является то, что оно является громоздким: его необходимо переносить или перевозить в компактном контейнере. При установке данного устройства необходимо тратить время на его сборку: подключение к двигательным элементам (моторам) опорно-поворотного устройства антенны, дополнительно - компьютера, установка опорных штативов.US Pat. No. 2012068899 describes a positioning automation device for small antenna systems comprising a display, keyboard, GPS receiver, internal memory, positioner/processor and battery in a single housing, the device comprising a compass, inclinometer and tilt compensation. The process of interaction with the operator occurs through the display and keyboard built into the device. The device is made in a dust and moisture protection design. The disadvantage of this solution is that it is bulky: it must be carried or transported in a compact container. When installing this device, it is necessary to spend time on its assembly: connecting the antenna turntable to the motor elements (motors), additionally - a computer, installing support stands.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков.The objective of the present invention is to eliminate the above disadvantages.
Для этого предложено устройство автоматизации позиционирования для малых антенных систем, содержащее дисплей, клавиатуру, модуль ГНСС(глобальной навигационной спутниковой системы), внутреннюю память, позиционер/процессор и источник питания, выполненные в едином корпусе, при этом клавиатура, модуль ГНСС подключены напрямую к позиционеру/процессору, который выводит информацию на дисплей, и все элементы устройства подключены к одному внутреннему источнику питания, при этом на корпусе устройства имеется внешний разъем, к которому подключены выполненные как единое целое и с возможностью крепления на антенной системе трехосевой компас с компенсацией угла наклона и датчик уровня принимаемого сигнала.For this, a positioning automation device for small antenna systems is proposed, containing a display, a keyboard, a GNSS (global navigation satellite system) module, internal memory, a positioner / processor and a power source, made in a single housing, while the keyboard, the GNSS module are connected directly to the positioner / processor, which displays information on the display, and all elements of the device are connected to one internal power source, while the device has an external connector, to which a three-axis compass with tilt angle compensation and received signal level sensor.
На антенную систему, которую необходимо навести на спутник-ретранслятор, устанавливается трехосевой компас и датчик уровня принимаемого сигнала и подключается к устройству. Устройство проводит обработку полученных от трехосевого компаса и датчика уровня принимаемого сигнала данных и выводит на дисплее указание в какую сторону и на какой угол следует поворачивать антенну, одновременно показывая на дисплее уровень принимаемого антенной сигнала.A three-axis compass and a received signal level sensor are installed on the antenna system, which must be pointed at the repeater satellite, and connected to the device. The device processes the data received from the three-axis compass and the received signal level sensor and displays on the display an indication in which direction and at what angle the antenna should be rotated, while simultaneously showing the level of the signal received by the antenna on the display.
Альтернативные варианты исполнения изобретения представлены в зависимых пунктах.Alternative embodiments of the invention are presented in dependent claims.
Техническим результатом настоящего изобретения является простота эксплуатации и, как следствие, обеспечение оперативного наведения спутниковой антенны, или нескольких спутниковых антенн малой апертуры по углу места и азимуту. Этого удалось добиться за счет того, что заявленное устройство работает с трехосевым компасом с компенсацией угла наклона и датчиком уровня принимаемого сигнала, это позволяет наводить антенну не только по азимуту, но и по углу месту с учетом мощности принимаемого сигнала. Благодаря тому, что заявленное устройство выполнено в едином корпусе, а трехосевой компас и датчик уровня принимаемого сигнала крепятся на антенную систему, и оно свободно помещается в руке и готово к работе сразу, после подключения к нему трехосевого компаса и датчик уровня принимаемого сигнала.The technical result of the present invention is ease of operation and, as a result, the provision of operational guidance of a satellite dish, or several small aperture satellite dishes in elevation and azimuth. This was achieved due to the fact that the claimed device works with a three-axis compass with tilt compensation and a received signal level sensor, this allows you to direct the antenna not only in azimuth, but also in elevation, taking into account the power of the received signal. Due to the fact that the claimed device is made in a single housing, and the three-axis compass and the received signal level sensor are mounted on the antenna system, and it fits freely in the hand and is ready to work immediately after connecting the three-axis compass and the received signal level sensor to it.
Далее изобретение более подробно поясняется на основе приложенных чертежей, на которых показано:The invention will now be explained in more detail on the basis of the accompanying drawings, which show:
Фиг. 1 - общий вид устройства с компасом и датчиком уровня сигнала;Fig. 1 - general view of the device with a compass and a signal level sensor;
Фиг. 2 - блок-схема показывающая принцип работы устройства.Fig. 2 is a block diagram showing the principle of operation of the device.
На Фиг. 1 изображено устройство автоматизации позиционирования для малых антенных систем (1), содержащее дисплей (4), клавиатуру (5), модуль ГНСС(не показано), внутреннюю память(не показано), позиционер/процессор (не показано), который осуществляет обработку данных и выводит результат обработки на дисплей устройства, и источник питания(не показано), выполненные в едином корпусе. На корпусе расположен разъем (2) для подключение трехосевого компаса (6) с компенсацией угла наклона и с датчиком уровня принимаемого сигнала, и, не обязательно, разьем (3) для подключения внешнего источника питания. Компас с датчиком имеют приспособление для крепления на антенне.On FIG. 1 shows a position automation device for small antenna systems (1) containing a display (4), a keyboard (5), a GNSS module (not shown), internal memory (not shown), a positioner/processor (not shown) that performs data processing and displays the processing result on the display of the device, and the power supply (not shown), made in a single package. On the case there is a connector (2) for connecting a three-axis compass (6) with tilt compensation and with a received signal level sensor, and, optionally, a connector (3) for connecting an external power source. The compass with the sensor has a device for mounting on the antenna.
В качестве модуля ГНСС может быть использован модуль GPS, и/или ГЛОНАСС, и/или Galileo, и/или Beidou, также могут использоваться модули других ГНСС.The GPS module and/or GLONASS module and/or Galileo and/or Beidou module can be used as the GNSS module, other GNSS modules can also be used.
В качестве внутреннего питания может быть использована батарея, или аккумуляторная батарея, которую можно заряжать - при наличии разъема для внешнего питания - не извлекая из корпуса устройства. Также устройство - при наличии разъема - может работать от внешнего питания. Разъемом для внешнего питания может быть, в частности, USB - разъем.A battery can be used as internal power, or a rechargeable battery that can be charged - if there is a connector for external power - without removing it from the device case. Also, the device - if there is a connector - can be powered by external power. The connector for external power can be, in particular, a USB connector.
Внутренняя память используется для автоматического сохранения последних данных о точке размещения антенны, которую наводили с помощью заявленного устройства. Кроме того, во внутреннюю память записываются, например, данные о широте и долготе местоположения антенны, точка стояния спутника-ретранслятора, на который наводилась антенна, а также величина офсетного угла антенны. При начале работы с устройством по наведению новой антенны на спутник-ретранслятор на дисплей можно вывести информации о последнем наведении антенны и если географическое положение (широта и долгота) новой антенны совпадает с данными из внутренней памяти устройства, то антенну можно навести, согласно сохраненным данным, что позволит ускорить процесс наведения.The internal memory is used to automatically save the latest data on the location of the antenna, which was directed using the claimed device. In addition, the internal memory records, for example, data on the latitude and longitude of the antenna location, the position of the relay satellite, which was aimed at by the antenna, as well as the magnitude of the offset angle of the antenna. When you start working with the device to point a new antenna at a repeater satellite, you can display information about the last antenna pointing, and if the geographical position (latitude and longitude) of the new antenna matches the data from the internal memory of the device, then the antenna can be pointed, according to the saved data, which will speed up the targeting process.
На Фиг. 2 представлена блок-схема, отражающая работу устройства автоматизации позиционирования. Устройство работает следующим образом. На штангу облучателя собранной антенны устанавливается трехосевой компас с компенсацией угла наклона и датчик уровня принимаемого сигнала. Компас (6) с датчиком уровня принимаемого сигнала подключаются к устройству через разъем (1) (фиг. 1) с помощью кабеля. После подключения компаса устройство включается. После этого на дисплее устройства выводится координаты точки места размещения антенны: широта и долгота, которые определяет компас. После этого на устройстве, с помощью клавиатуры, вводятся значения магнитного склонения Земли и координаты точки стояния космического аппарата с ретранслятором на борту, которые могут быть сохранены во внутреннюю память устройства. После обработки позиционером/процессором введенных данных, устройство выдает на дисплее рассчитанные угол места и азимут, разницу между истинным направлением на космический аппарат, а также текущий уровень сигнала, принимаемый антенной. Перемещением антенны право-влево, вверх-вниз оператор, который занимается наведением антенны на спутник-ретранслятор, добивается разницы равной нулю или близкой к нулю при максимальном уровне принимаемого сигнала, что означает правильное наведение антенны.On FIG. 2 is a block diagram showing the operation of the position automation device. The device works as follows. A three-axis compass with tilt compensation and a received signal level sensor are installed on the irradiator rod of the assembled antenna. The compass (6) with the received signal level sensor is connected to the device through the connector (1) (Fig. 1) using a cable. After connecting the compass, the device turns on. After that, the display of the device displays the coordinates of the antenna location point: latitude and longitude, which are determined by the compass. After that, on the device, using the keyboard, the values of the magnetic declination of the Earth and the coordinates of the standing point of the spacecraft with a repeater on board are entered, which can be stored in the internal memory of the device. After the positioner/processor has processed the entered data, the device displays the calculated elevation and azimuth, the difference between the true direction to the spacecraft, and the current signal level received by the antenna. By moving the antenna right-left, up and down, the operator, who is pointing the antenna at the repeater satellite, achieves a difference equal to zero or close to zero at the maximum level of the received signal, which means correct antenna pointing.
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021113993A RU2766544C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Positioning automation device for small antenna systems |
| PCT/RU2022/000141 WO2022245247A2 (en) | 2021-05-18 | 2022-04-27 | Positioning automation device for small antenna systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021113993A RU2766544C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Positioning automation device for small antenna systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2766544C1 true RU2766544C1 (en) | 2022-03-15 |
Family
ID=80736603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021113993A RU2766544C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Positioning automation device for small antenna systems |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2766544C1 (en) |
| WO (1) | WO2022245247A2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120068899A1 (en) * | 2004-04-26 | 2012-03-22 | Ayotte Keith | Compact portable antenna positioner system and method |
| RU2610519C1 (en) * | 2015-10-20 | 2017-02-13 | АО "Электроавтоматика" | Device for antenna movement |
| CN107425285A (en) * | 2016-05-24 | 2017-12-01 | 上海共联通信信息发展有限公司 | A kind of macro station Downtilt remotely adjusts system |
| RU193423U1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-10-29 | Алексей Георгиевич Петропавловский | DEVICE FOR GUIDING A SATELLITE ANTENNA AT AN ANGLE OF PLACE (OPTIONS) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6023242A (en) * | 1998-07-07 | 2000-02-08 | Northern Telecom Limited | Establishing communication with a satellite |
| RU13724U1 (en) | 1999-10-28 | 2000-05-10 | Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод-дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" | ANTENNA ORIENTATION DEVICE |
| US20030135327A1 (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-17 | Seymour Levine | Low cost inertial navigator |
| RU2461926C1 (en) | 2011-05-04 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Rotary support for antenna orientation |
| US9405011B2 (en) * | 2012-10-05 | 2016-08-02 | Hand Held Products, Inc. | Navigation system configured to integrate motion sensing device inputs |
| RU161587U1 (en) | 2015-11-25 | 2016-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Медиа контент" | ROTARY ANTENNA ORIENTATION |
-
2021
- 2021-05-18 RU RU2021113993A patent/RU2766544C1/en active
-
2022
- 2022-04-27 WO PCT/RU2022/000141 patent/WO2022245247A2/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120068899A1 (en) * | 2004-04-26 | 2012-03-22 | Ayotte Keith | Compact portable antenna positioner system and method |
| RU2610519C1 (en) * | 2015-10-20 | 2017-02-13 | АО "Электроавтоматика" | Device for antenna movement |
| CN107425285A (en) * | 2016-05-24 | 2017-12-01 | 上海共联通信信息发展有限公司 | A kind of macro station Downtilt remotely adjusts system |
| RU193423U1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-10-29 | Алексей Георгиевич Петропавловский | DEVICE FOR GUIDING A SATELLITE ANTENNA AT AN ANGLE OF PLACE (OPTIONS) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022245247A3 (en) | 2023-03-30 |
| WO2022245247A2 (en) | 2022-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5903235A (en) | Handheld surveying device and method | |
| US6052083A (en) | Method and apparatus for position identification | |
| US6480148B1 (en) | Method and apparatus for navigation guidance | |
| US5345244A (en) | Cordless SPS smart antenna device | |
| US8717233B2 (en) | Satellite signal multipath mitigation in GNSS devices | |
| US20120050104A1 (en) | Gnss smart antenna and receiver system with weatherproof enclosure | |
| US9188440B2 (en) | High precision hand-held engineering survey/position data collector tablet computer | |
| GB2479456A (en) | Calibrating a magnetic sensor in a mobile device using a field model | |
| CN103364809A (en) | Apparatus and method for determining navigation bit boundary, receiving machine, mobile equipment and method for satellite navigation and positioning | |
| US11199631B2 (en) | Apparatus and methods for geo-locating one or more objects | |
| WO2019120195A1 (en) | Indoor navigation system using inertial sensors and short-wavelength low energy device | |
| CN102590842B (en) | GNSS/IMU (global navigation satellite system/inertial measurement unit) integrated antenna | |
| US20230184962A1 (en) | Underground Line Locator System With Real Time Kinematic And Global Satellite Positioning | |
| WO2017127624A1 (en) | Long term repeatability of determined position in gnss navigation system | |
| CN111366143A (en) | Combined polar region compass device capable of automatically positioning and orienting | |
| Parthasarathy | Positioning and navigation system using GPS | |
| RU2766544C1 (en) | Positioning automation device for small antenna systems | |
| US20100164799A1 (en) | Electronic device and method for searching satellites | |
| RU2762080C1 (en) | Autonomous mobile module for increasing the accuracy of determining the coordinates and paths of movement of army objects | |
| GB1576631A (en) | North reference unit | |
| Mandapat | Development and evaluation of positioning systems for autonomous vehicle navigation | |
| RU2469271C1 (en) | Universal topographic precise positioning and navigation system | |
| CN206563806U (en) | Unmanned plane GPS/ magnetometer integrated navigation systems based on AVR single chip | |
| JP2004053384A (en) | Gps signal receiver | |
| JPH04175606A (en) | Surveying device equipped with gps function and ts surveying function |