АНТЕННАЯ СТАНЦИЯ ПРИЕМА СИГНАЛОВ ИСЗ ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ

Полезная модель относится к антенной технике, а именно к антеннам, состоящим из неподвижного параболического зеркала и подвижного излучателя, которые могут применяться для приема сигнала низкоорбитальных искусственных спутников Земли (далее - ИСЗ).
Современные антенные системы для приема сигналов со спутников состоят из параболического зеркала большого диаметра и приемника-облучателя, расположенного в фокусе антенны, и представляют собой сложные технические сооружения, включающие в себя элементы фиксации зеркала и приемника-облучателя на опорно-поворотном устройстве.
Для качественного приема сигнала с помощью таких антенн необходимо, чтобы параболическое зеркало не изменяло свою форму при внешних воздействиях на него, таких как ветер или изменение вектора гравитации Земли при вращении антенны, что, в свою очередь, требует конструктивного увеличения жесткости зеркала со значительным увеличением его веса. Увеличение массы зеркала приводит к увеличению нагрузки на опорно-поворотное устройство.
Применение неподвижного параболического зеркала и подвижного излучателя позволяет уменьшить парусность антенны, отказаться от опорно-поворотного узла, а вместо него использовать легкий манипулятор, состоящий из двух вращающихся плеч, к концу которых крепится излучатель. По такому принципу строятся антенные станции приема низкоорбитальных спутников «Лоретт» и «Лентикулярис» [https://lorett.org], взятых в качестве прототипа.
Станция приема низкоорбитальных спутников «Лоретт» состоит из основания, на котором установлено параболическое зеркало, над зеркалом расположен защитный колпак, который выполняет как функцию защиты, так и функцию формирования жесткости всей конструкции за счет связи с основанием в четырех точках наклоненными стойками, при этом в центре колпака закреплен манипулятор, состоящий из двух вращающихся плеч, к концу которых крепится излучатель, при этом манипулятор перемещает облучатель в горизонтальной плоскости.
К недостаткам антенного комплекса «Лоретт» можно отнести невысокую жесткость всей конструкции, что приводит к ухудшению точности позиционирования манипулятора при плохих погодных условиях, когда происходит деформация защитного колпака, на котором установлен манипулятор.
Технический результат направлен на создание антенной станции приема сигнала ИСЗ повышенной жесткости и повышении точности позиционирования манипулятора при плохих погодных условиях.
Технический результат достигается объединением опорных наклонных стоек в шестиугольник, которые соединяясь сверху образуют также шестиугольник, от углов которого идут верхние распорки, которые соединяются на оси зеркала, где установлен манипулятор, состоящий из двух вращающихся плеч, к концу которых крепится облучатель, при этом манипулятор перемещает облучатель в горизонтальной плоскости.
Работа антенной станции приема сигнала ИСЗ повышенной жесткости описывается фигурами 1 и 2.
На фиг. 1 изображена антенная станция приема сигнала ИСЗ повышенной жесткости, вид сбоку.
На фиг. 2 изображена антенная станция приема сигнала ИСЗ повышенной жесткости, вид сверху.
Для повышения жесткости конструкции антенной станции, а, следовательно, и точности работы авторами предлагается отказаться от использования защитного колпака в качестве элемента жесткости всей конструкции и в качестве элемента крепления и позиционирования манипулятора, так как при сильном ветре и снеговой нагрузке колпак может деформироваться и ухудшать характеристики приема сигнала ИСЗ. Для конструкции антенной станции, смотри фигуры 1 и 2, использовалось основание 1, к которому прикреплено зеркало антенны 2, при этом основание имеет шесть точек опоры 3 расположенных в виде правильного шестиугольника, смотри фигуру 1. К точкам опоры 3 крепятся двенадцать наклонных стоек 4 одинаковой длины, которые соединяются между собой во втором ярусе, также образуя правильный шестиугольник 5. Из углов шестиугольника 5 выходят шесть распорок 6 одинаковой длины, которые сходятся в одной точке 7, расположенной на оси зеркала антенны 2. На оптической оси зеркала к шести распоркам 6 крепится манипулятор 7, состоящий из двух вращающихся плеч, к концу которых крепится облучатель 8, при этом манипулятор перемещает облучатель в горизонтальной плоскости.
Предлагается антенная станция приема сигнала ИСЗ повышенной жесткости, состоящая из основания, к которому прикреплено зеркало антенны, при этом основание имеет шесть точек опоры, расположенных в виде правильного шестиугольника, к точкам опоры крепятся двенадцать наклонных стоек одинаковой длины, которые соединяются между собой во втором ярусе, также образуя правильный шестиугольник, далее к углам шестиугольника крепятся шесть распорок одинаковой длины, которые сходятся в одной точке, в которой крепится манипулятор, состоящий из двух вращающихся плеч, к концу которых крепится облучатель.
Антенная станция приема сигнала ИСЗ повышенной жесткости работает следующим образом: вначале антенную станцию настраивают, для чего зеркало антенны 2 устанавливают горизонтально, облучатель 8, закрепленный на манипуляторе 7, устанавливают в фокальной плоскости зеркала антенны 2, ориентируют антенную станцию в направлении на «Север» и определяют ее точные координаты. Зная точные координаты и ориентацию на «Север», рассчитывают трек пролета ИСЗ относительно места расположения антенны. Используя фокусное расстояние зеркала антенны 2 и трек пролета ИСЗ относительно антенной станции, рассчитывается траектория движения облучателя 8, перемещаемого с помощью манипулятора 7. Далее антенная станция переходит в режим ожидания до момента подлета ИСЗ и начала сеанса приема данных. Во время подлета ИСЗ манипулятор 7 перемещает облучатель 8 в точку начала приема данных в соответствии с рассчитанной траекторией движения облучателя 8 для пролета данного ИСЗ. В течение сеанса пролета ИЗС над антенной станцией облучатель 8 передвигается в фокальной плоскости антенного зеркала 2, в соответствии с рассчитанной траекторией движения облучателя 8. В процессе пролета ИСЗ облучатель 8 принимает сигнал с ИСЗ, антенная станция обрабатывает принятый с ИСЗ сигнал и передает его по назначению. После завершения сеанса пролета ИСЗ манипулятор 7 перемещает облучатель 8 в исходную точку - ось антенного зеркала до момента пролета следующего ИСЗ над антенной станцией.
Целесообразно:
- для защиты узлов манипулятора 7 и облучателя 8 от воздействия дождя и снега над распорками 6 на шестиугольник 5 установить радиопрозрачное защитное покрытие в виде колпака, зонтика, пленки и т.п.;
- для уменьшения габаритных размеров тары для транспортирования антенной станции в разобранном виде использовать антенное зеркало, состоящее из нескольких секторов, которые крепятся между собой и в сумме соответствуют единому параболическому зеркалу.