Антенно-мачтовое устройство для измерительных антенн в подвижных комплексах
ANTENNA-MAST DEVICE FOR MEASURING ANTENNAS IN MOBILE COMPLEXES

Изобретение относится к антенной технике, а именно к антенным установкам, предназначенным для использования в подвижных комплексах различного специализированного назначения.
В настоящее время измерительные антенны являются устройствами широкого применения, позволяющими работать с различными измерительными приборами и источниками сигналов. Нередко измерительные антенны используются в составе различных измерительных комплексов, выполняющих работы, связанные с измерением электрической или магнитной составляющей напряжённости электромагнитного поля, измерением плотности потока энергии, измерением параметров антенн различных типов и электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, мониторингом электромагнитной обстановки, пеленгации источников электромагнитного излучения и т.д.
Зачастую в процессе выполнения вышеуказанных работ требуются из      мерительные антенны различного типа и диапазона, а, следовательно, и устройства их развертывания в рабочем положении. Нередко данные работы выполняются на различных рабочих площадках, в том числе, и в полевых условиях, средствами подвижных измерительных комплексов, выполненных на базе специализированных автотранспортных средств, оснащенных кузовом-фургоном либо иной специфической кузовной конструкцией.
В свою очередь, измерительные антенны, как правило, комплектуются специальными треногами и штативами для их развертывания, где высота их размещения составляет порядка двух метров. Но, зачастую, требуется большая высота размещения, которая может составлять до пяти метров, с целью исключения возможности искажений результатов измерений земной поверхностью.
С учетом требований высоты целесообразно размещать измерительные антенны на крыше подвижных комплексов, но, с учетом их достаточной высоты удаления от металлического корпуса подвижного комплекса для обеспечения точности измерений.
Таким образом, актуальной является задача оборудования подвижных комплексов антенно-мачтовым устройством способным обеспечить необходимые условия размещения измерительных антенн, удобство монтажа и демонтажа, и обеспечение рабочего положения.
Здесь, с учетом достаточно небольшой высоты размещения измерительных антенн, по сравнению с антеннами связи, а также их компактного исполнения, большое значение имеет эргономичность используемого антенно-мачтового устройства, а также обеспечение снижения времени развертывания и свертывания, что исключает необходимость использования сложных высотных телескопических антенно-мачтовых установок и гидроприводов.
Одновременно с этим антенно-мачтовое устройство должно обеспечивать возможность изменения направленности и поляризации измерительных антенн в развернутом положении.
Известна конструкция складного антенно-мачтового устройства (Патент РФ №552658, опубликован 30.03.1977г.), содержащего шарнирно соединенные нижнее и верхнее колена мачты, гидроцилиндры для складывания и развертывания мачты, складную антенну из пружинящих элементов, установленную на верхнем конце мачты, трубу, надетую на верхнее колено мачты и перемещающуюся по ней с целью складывания пружинных элементов антенны при складывании антенно-мачтового устройства.
Основными недостатками данного изобретения являются сложность конструкции, а также низкая скорость развертывания-свертывания из-за использования в системе низкоскоростных гидроприводов.
Известно складное антенно-мачтовое устройство (Патент РФ № 92744, опубликован 27.03.2010г.) содержащее опорно-поворотное устройство, на котором размещены, шарнирно соединенные с ним, нижнее колено и верхнее колено с антенной. Нижнее колено в рабочее положение поднимает гидроцилиндр. Верхнее колено с антенной в рабочее положение поднимают гидроцилиндры, соединенные последовательно через один конец поводка, другой конец поводка шарнирно соединен с нижним коленом.
Основными недостатками данного изобретения являются отсутствие возможности размещения на мачте нескольких антенных устройств с возможностями изменения направленности и поляризации, а также временные затраты при развертывании и свертывании.
В качестве наиболее близкого для заявляемого решения аналога по наличию сходных конструктивных признаков принято подъемное устройство для антенной мачты (Патент РФ №2383972 опубликован 10.03.2010г.), содержащее подвижную консоль, опору для этой консоли, выполненную с возможностью закрепления на транспортном средстве, и хомут для мачты, закрепленный на свободном конце консоли с возможностью поворота в вертикальной плоскости, отличающееся тем, что опора выполнена в виде вертикальной оси, закрепленной на основании, консоль установлена на этой оси с возможностью поворота относительно нее в горизонтальной плоскости, закрепление хомута осуществлено посредством фрикционной муфты, корпус которой смонтирован на свободном конце консоли с возможностью поворота относительно него в горизонтальной плоскости, при этом устройство снабжено двумя шарнирно сочлененными между собой тягами, свободный конец одной из которых жестко связан с корпусом, а свободный конец другой шарнирно соединен с основанием вертикальной оси с образованием между тягами и консолью механизма типа пантографа.
Основными недостатками устройства-прототипа является сложность конструкции и отсутствие мачты в комплектности данного изделия, что требует разработки и изготовления мачты как отдельного элемента конструкции.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании компактного антенно-мачтового устройства для измерительных антенн с целью их эксплуатации в составе подвижных комплексов, с обеспечением удобства процессов развертывания и свертывания, монтажа и демонтажа измерительных антенн, а также возможностью изменения направленности и поляризации в развернутом положении.
Достигаемый технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании антенно-мачтового устройства для измерительных антенн в подвижных комплексах, обеспечивающего снижение времени процессов развертывания и свертывания.
Технический результат достигается предлагаемым антенно-мачтовым устройством для измерительных антенн в подвижных комплексах, содержащим мачту, антенные адаптеры, опорно-поворотное устройство, монтажную опору, опору мачты, причем мачта содержит на одном конце опорную плиту мачты, на другом – участок меньшего диаметра с установленными на нём поворотными вокруг оси мачты антенными креплениями. Данные крепления выполнены в виде цилиндрических насадок с перпендикулярно прилегающими трубчатыми элементами с ограничительными штырями на внешних боковых поверхностях, и установленными антенными адаптерами, выполненными в виде невыпадающих поворотных вокруг осей трубчатых элементов цилиндрических насадок с выполненными продольными отверстиями, перпендикулярно совмещенными с продолговатыми отверстиями. Данные отверстия выполнены длиной, равной четверти окружности боковой поверхности, антенных адаптеров и ширины, равной ширине ограничительного штыря. Также адаптеры оснащены прилегающими к их торцевым сторонам антенными площадками,  которые выполнены в форме торцевых поверхностей измерительных антенн, при этом имеют соосные с осями трубчатых элементов круглые гнезда с выполненными на дне соосными сквозными отверстиями, совмещенными с боковыми отверстиями. В свою очередь опорная плита  мачты установлена на опорно-поворотном устройстве, состоящем из поворотной и неподвижной конструкций, выполненных в форме скрепленных осью вертикального поворота п-образных оснований с монтажными плитами. Неподвижная конструкция вблизи края п-образного основания оснащена сквозным отверстием с внутренней резьбой и установленным фиксирующим винтом, выполненным в виде продольного стержня с безрезьбовым участком на одном конце с фланцем и установленной ручкой-втулкой, зафиксированной с помощью шпонки, и фиксирующим кольцом, выполненным в виде втулки с выполненным на торцевой стороне круглым гнездом. В свою очередь, продольный стержень имеет резьбовой участок и безрезьбовой концевик меньшего диаметра с установленной ограничительной шайбой и поперечным сквозным отверстием с установленным шплинтом. На п-образном основании поворотной конструкции в месте упора менее чем на половину окружности фиксирующего кольца при вертикальном повороте мачты выполнена кольцевая выборка, а также на поверхности п-образного основания неподвижной конструкции в месте упора более чем на половину окружности фиксирующего кольца выполнена кольцевая выборка с допуском под торцевую поверхность фиксирующей шайбы.
Боковая поверхность фиксирующего кольца выполнена толщиной не менее 10 мм, фиксирующий винт выполнен с диаметром не менее 12 мм.
Глубина кольцевых выборок поворотной и неподвижной конструкций совпадает с глубиной круглого гнезда фиксирующего кольца.
Антенные крепления и антенные адаптеры оборудованы фиксаторами поворота, выполненными в виде невыпадающих винтов с плоской головкой с рифлеными боковыми гранями, установленных во втулках под невыпадающий винт и соосных отверстиях со сквозной внутренней резьбой, выполненных на боковых поверхностях антенных креплений и антенных адаптеров.
Заявляемое изобретение поясняется фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг. 5.
Фиг.1 – вид устройства в сборе, где:
1 – мачта;
2 – антенный адаптер;
3 – опорно-поворотное устройство;
4 – монтажная опора;
5 – опора мачты.
Фиг.2 – Антенные крепления и антенные адаптеры, где:
1 – мачта;
2 – антенный адаптер;
7 – участок меньшего диаметра;
8 – антенное крепление;
9 – трубчатый элемент;
13 – антенная площадка;
14 – круглое гнездо;
15 – сквозное отверстие;
16 – боковое отверстие;
27 – невыпадающий винт;
28 – втулка под невыпадающий винт;
29 – монтажное отверстие;
30 – крепежный элемент;
31 – фиксатор крепежного элемента.
Фиг.3 – Антенные крепления и антенные адаптеры.
1 – мачта;
2 – антенный адаптер;
7 – участок меньшего диаметра;
8 – антенное крепление;
9 – трубчатый элемент;
10 – ограничительный штырь;
11 – продольное отверстие;
12 – продолговатое отверстие;
13 – антенная площадка;
14 – круглое гнездо;
15 – сквозное отверстие;
16 – боковое отверстие;
27 – невыпадающий винт;
28 – втулка под невыпадающий винт;
29 – монтажное отверстие;
30 – крепежный элемент;
31 – фиксатор крепежного элемента.
Фиг.4 – Опорно-поворотное устройство.
1 – мачта;
3 – опорно-поворотное устройство;
4 – монтажная опора;
6 – опорная плита мачты;
17 – фиксирующий винт;
18 – ручка-втулка;
19 – шпонка;
20 – фиксирующее кольцо;
21 – безрезьбовой концевик;
22 – ограничительная шайба;
23 – шплинт;
24 – кольцевая выборка;
32 и 33 – монтажные плиты.
Фиг.5 – Опора мачты.
1 – мачта;
5 – опора мачты;
25 – фиксирующий хомут;
26 – прокладка.
Для достижения технического результата предложено антенно-мачтовое устройство для измерительных антенн в подвижных комплексах, содержащее мачту 1, антенные адаптеры 2, опорно-поворотное устройство 3, монтажную опору 4, опору мачты 5. Причем мачта 1 выполнена в виде трубчатого основания и оснащена на одном конце опорной плитой мачты 6, а на другом – участком меньшего диаметра 7 с установленными на нем поворотными вокруг оси мачты антенными креплениями 8, выполненными в виде цилиндрических насадок, к которым перпендикулярно прилегают трубчатые элементы 9 с ограничительными штырями 10 на внешних боковых поверхностях. Цилиндрические насадки антенных креплений 8 по диаметру равны диаметру мачты, поэтому установлены на конце мачты меньшего диаметра 7 фиг.2 и фиг.3. На трубчатых элементах 9 установлены антенные адаптеры 2, выполненные в виде невыпадающих поворотных вокруг осей трубчатых элементов 9 цилиндрических насадок с продольными отверстиями 11, перпендикулярно совмещенными с продолговатыми отверстиями 12, которые выполнены длиной, равной четверти окружности боковой поверхности антенных адаптеров 2 и ширины, равной ширине ограничительного штыря 10. Также адаптеры 2 оснащены прилегающими к их торцевым сторонам антенными площадками 13, выполненными в форме торцевых поверхностей измерительных антенн, и при этом адаптеры 2 имеют соосные с осями трубчатых элементов 9 круглые гнезда 14 с выполненными на дне гнезд соосными сквозными отверстиями 15, совмещенными с боковыми отверстиями 16. В свою очередь, опорная плита мачты 6 установлена на опорно-поворотном устройстве 3, состоящем из поворотной и неподвижной конструкций, выполненных в форме скрепленных осью вертикального поворота п-образных оснований с монтажными плитами 32, 33. Ось вертикального поворота не видна на фиг.4. Неподвижная конструкция вблизи края п-образного основания оснащена сквозным отверстием с внутренней резьбой и установленным фиксирующим винтом 17, выполненным в виде продольного стержня с безрезьбовым участком на одном конце с фланцем и установленной ручкой-втулкой 18, зафиксированной с помощью шпонки 19, и фиксирующим кольцом 20, выполненным в виде втулки с выполненным на торцевой стороне круглым гнездом. В свою очередь продольный стержень имеет резьбовой участок и безрезьбовой концевик 21 меньшего диаметра с установленной ограничительной шайбой 22 и поперечным сквозным отверстием с установленным шплинтом 23. При этом на п-образном основании поворотной конструкции в месте упора менее чем на половину окружности фиксирующего кольца при вертикальном повороте мачты выполнена кольцевая выборка 24 под торцевую поверхность фиксирующего кольца. Также на поверхности п-образного основания неподвижной конструкции в месте упора более чем на половину окружности фиксирующего кольца выполнена кольцевая выборка под торцевую поверхность фиксирующего кольца.
Монтажная опора 4 для диагонального либо горизонтального крепления выполнена в произвольной форме. Опора мачты 5 для диагонального либо горизонтального крепления выполнена в произвольной форме, при этом опорная поверхность оборудована фиксирующим хомутом 25.
Фиксирующий хомут 25 выполнен в виде шарнирно соединенных круглых скоб, при этом внутренние поверхности круглых скоб оборудованы прокладками 26, выполненными из резины ТМКЩ толщиной не менее 8 мм.
Антенные крепления 8 и антенные адаптеры 2 оборудованы фиксаторами поворота, выполненными в виде невыпадающих винтов 27 с плоской головкой с рифлеными боковыми гранями, установленных во втулках под невыпадающий винт 28 и соосных отверстиях со сквозной внутренней резьбой, выполненных на боковых поверхностях антенных креплений 8 и антенных адаптеров 2.
Антенные площадки 13 для измерительных антенн выполнены в форме торцевых поверхностей измерительных антенн с диаметрально противоположными совмещенными с краями продольными монтажными отверстиями 29, снабженными откидными болтами и крепежными элементами 30, а также фиксаторами крепежных элементов 31 в транспортном положении.
Таким образом, процесс монтажа измерительных антенн и развертывания антенно-мачтового устройства выполняется путем расцепления фиксирующего хомута 25 от мачты 1, крепления измерительных антенн с помощью установленных крепежных элементов 30 и пропусканием антенного кабеля в боковом отверстии 16, выбора направленности и поляризации измерительных антенн, а также вертикального поворота мачты 1 на 90 градусов с последующей затяжкой фиксирующего винта 17 в месте упора фиксирующего кольца 20.
Следует отметить, что выбор конструктивных особенностей представленного технического решения, согласно изобретению, обусловлен компактностью, надежностью и эффективностью антенно-мачтового устройства в процессе его эксплуатации, а также легкостью и удобством процессов монтажа и размещения измерительных антенн, а также развертывания и свертывания антенно-мачтового устройства в целом.
Также следует отметить, что боковая поверхность фиксирующего кольца 20 должна быть выполнена толщиной не менее 10 мм, фиксирующий винт 17 выполнен с диаметром не менее 12 мм, глубина кольцевых выборок 24 поворотной и неподвижной конструкций должна совпадать с глубиной круглого гнезда фиксирующего кольца 20.
Следует отметить эффективность предложенного исполнения антенных адаптеров 2, обеспечивающих простое и эффективное размещение измерительных антенн с возможностью изменения направленности до 360 градусов и поляризации. В свою очередь, антенные адаптеры 2 могут быть выполнены для различных видов и типов антенн, в том числе, не измерительных, путем выполнения на них соответствующих антенных площадок.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет решить поставленную задачу в обеспечении подвижных комплексов удобным и эффективным антенно-мачтовым устройством для измерительных антенн, с обеспечением минимизации времени развертывания и свертывания, что является достаточно важным фактором при эксплуатации специализированных подвижных комплексов различного функционального назначения.