АНТЕННАЯ СИСТЕМА ПОДВИЖНОЙ СТАНЦИИ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к антенной технике и, в частности может использоваться в составе подвижных станций тропосферной, радиорелейной или спутниковой связи.
Известны антенные системы подвижных станций тропосферной, радиорелейной и спутниковой связи.
Антенная система мобильной тропосферной станции Р-412 (см., например, Власенко В.И., Серков В.П., Чернолес В.П. «Антенны военной техники связи». - Л.: ВАС, 1986, с.93-96) состоит из двух зеркальных антенн* (* Зеркальная антенна - антенна, содержащая отражающую металлическую поверхность (параболическую, эллиптическую и т.п.), обеспечивающую преобразование сферического фронта электромагнитной волны, излученной облучателем, в плоский фронт волны на раскрыве отражающей поверхности)  в виде усеченных параболических зеркал с облучателем и поляризатором. Антенны размещены на крыше транспортного средства и установлены на угло-местно-азимутальном механизме вращения, позволяющем изменять ориентацию зеркала в пределах ±3° в вертикальной и ±90° - в азимутальной плоскостях. Вращение антенн выполняют вручную.
Недостатком аналога является относительно большое время проведения антенной системы в рабочее положение, что связано с необходимостью предварительной специальной нивелировки площадки и ручной ориентации антенн в требуемом направлении.
Известна также антенная система мобильной тропосферной станции Р-423, описанная в книге: Власенко В.И., Серков В.П., Чернолес В.П. «Антенны военной техники связи». - Л.: ВАС, 1986, с.96-97. Антенная система состоит из двух зеркальных антенн в виде асимметричных параболических вырезок. Антенны устанавливают на крыше транспортного средства или на
мачте типа «Сосна». В походном положении антенны закрепляют на крыше подвижного объекта (автомобиля).
Недостатком известного аналога является относительно большое время, необходимое для приведения антенн в рабочее положение, что обусловлено необходимостью предварительной подготовки площадки или развертывания мачты.
Наиболее близким аналогом к заявленной является известная антенная система мобильной станции спутниковой связи Р-440, описанная в книге:
Власенко В.И., Серков В.П., Чернолес В.П. «Антенны военной техники связи». - Л.: ВАС, 1986. - с.108-113.
Ближайший аналог состоит из зеркальной антенны типа Кассегрена с облучателем, закрепленной на опорно-поворотном устройстве, обеспечивающем изменение ориентации антенны в пределах ±270° по азимуту и 0-90° по углу места. Антенная система также включает блок внешних соединений. Опорно-поворотное устройство закреплено на борту транспортного средства (автомобиле).
При перевозке антенной системы ее опорно-поворотное устройство размещают на специальном автомобиле, а зеркало и вспомогательное оборудование на дополнительном прицепе.
Общая длина автопоезда антенной системы-прототипа - не менее 14,5 м.
Наведение антенны на искусственный спутник земли (ИСЗ) выполняют вручную или автоматически. Для развертывания антенной системы необходима площадка размером 10×10 м с уклоном не более 3-5°.
Недостатками ближайшего аналога являются:
относительно большое время, необходимое для развертывания антенны;
большие габариты, связанные с необходимостью использования специального автомобиля и крупногабаритного прицепа при транспортировании антенной системы, что затрудняет, а в ряде случаев исключает возможность ее перевозки железнодорожным или воздушным транспортом.
Целью заявляемой полезной модели является разработка антенной системы, обеспечивающей снижение времени ее развертывания и габаритов при одновременном достижении возможности работы с несколькими ИСЗ.
Поставленная цель достигается тем, что в известной антенной системе подвижной станции спутниковой связи, содержащей первую зеркальную антенну с облучателем, закрепленную на первом опорно-поворотном устройстве (ОПУ) и блок внешних соединений (БВС), размещенные на борту транспортного средства (ТС), дополнительно в состав антенной системы введены вторая и третья зеркальные антенны с облучателями, закрепленные соответственно на втором и третьем ОПУ. Кроме того введены первый, второй и третий блоки слежения (БС) за положением соответственно первой, второй и третьей антенн. Все антенны установлены на общей платформе автомобильного прицепа, снабженного передним и задним элементами горизонтирования платформы (ЭГП) и откидными площадками обслуживания (ОПО). Каждый из ОПО содержит упоры для фиксации ОПО в рабочем положении. Отражающая поверхность третьей антенны выполнена разборной.
Каждый ЭГП установлен под платформой и состоит из двух выдвижных балок с механическими домкратами и скрепленными с ними продольными и поперечными подкосами.
Задний и передний ЭГП установлены соответственно в задней и средней частях платформы прицепа.
ОПУ каждой антенны выполнено с возможностью его установки наклонно в походном и вертикально в рабочем положениях.
Каждый БС за положением антенны состоит из контроллера, электромеханических приводов перемещения антенны по азимуту и углу места, датчиков положения антенны и концевых выключателей. Выходы датчиков положения антенн и концевых выключателей соединены с соответствующими информационными входами контроллера, управляющие выходы которого подключены к исполнительным механизмам электромеханических приводов. Входная шина контроллера является входной шиной БС.
БВС выполнен в виде короба, на котором установлены разъемы входного и выходного питания, вольтметр и переключатели.
Новая совокупность признаков заявленного объекта обеспечивает быстрое и безопасное развертывание антенн без предварительной подготовки площадки, а в походном положении благодаря компактному размещению антенн и их узлов на единой платформе дает возможность перемещать антенную систему как методом буксировки, так и железнодорожным или воздушным транспортом.
Заявленная антенная система поясняется чертежами, на которых показаны:
на фиг.1 - общий вид антенной системы в рабочем положении;
на фиг.2 - развернутая антенная система, вид с кормы прицепа;
на фиг.3 - развернутая антенная система - вид сверху;
на фиг.4 - вид антенной системы в походном положении;
на фиг.5 - структурная схема блока слежения за положением антенн.
Заявленная антенная система, показанная на фиг.1, 2, 3, 4 состоит из автомобильного прицепа 1, на платформе которого размещены:
первая антенна 2, закрепленная на первом ОПУ 3 и установленная в передней части платформы прицепа 1;
вторая антенна 4, закрепленная на втором ОПУ 5 и установленная в средней части платформы прицепа 1;
третья антенна 6, закрепленная на третьем ОПУ 7 и установленная в кормовой части платформы прицепа 1.
В частности каждая антенна может быть выполнена в виде одной параболической поверхности (однозеркальной) или в виде двухзеркальной (типа Кассегрена или типа Грегори).
Под днищем платформы прицепа закреплены передний 8 и задний 9 ЭГП. Передний ЭГП 8 закреплен в средней части платформы, а задний ЭГП 9 - в кормовой части. Каждый ЭГП состоит из двух выдвижных балок 10 (см. фиг.2) с механическими домкратами 11. Домкраты 11 снабжены подкосами:
продольными 12 (см. фиг.1) и поперечными 13 (см. фиг.2), предотвращающими нарушение горизонтирования в процессе работы устройства под действием динамических нагрузок (например, ветра).
На ОПУ 3, 5, 7 закреплены соответствующие блоки 14. 15, 16 слежения за положением антенн соответственно 2, 4, 6.
Каждый БС за положением антенн состоит (фиг.5) из контроллера 14.1, электромеханических приводов 14.2, 14.3, выполняющих перемещение антенны в азимутальной и вертикальной плоскостях, датчиков положения антенны 14.4 и концевых выключателей 14.5. Выходы датчиков 14.4 положения антенн и концевых выключателей 14.5 соединены с соответствующими информационными портами (входами) контроллера 14.1 управляющие выходы которого подключены к исполнительным механизмам электромеханических приводов 14.2, 14.3.
Входная шина контроллера 14.1 является входной шиной блока слежения 14. Все три блока слежения 14, 15, 16 выполнены идентично.
Платформа прицепа 1 снабжена откидными площадками обслуживания 17 (см. фиг.2, 3), которые в развернутом положении удерживаются опорами 18 (см. фиг.2). Для обеспечения безопасности проведения работ по обслуживанию антенной системы откидные площадки обслуживания 17 оборудованы ограждениями 19.
Для надежной фиксации в походном положении элементов зеркала третьей антенны 6 на платформе прицепа установлены гнезда 20. Для фиксации третьей антенны 6 в процессе разборки ее зеркала на платформе прицепа 1 установлен упор 21. Вдоль продольной оси платформы расположен «кабель-канал» 22 (см. фиг.3), в котором укладывают высокочастотные и коммуникационные кабели от блока внешних соединений 23 к соответствующим узлам антенной системы.
В кормовой части платформы прицепа закреплен блок внешних соединений 23, к которому подключены кабели внешних устройств станции спутниковой связи.
Облучатели 24 первой 2, второй 4 и третьей 6 антенн с помощью держателей 25 скреплены с соответствующим зеркалом.
В передней части платформы прицепа 1 установлена опора в виде домкрата 26 с откосами 27.
Зеркало третьей антенны 6 снабжено ребрами жесткости 28, предотвращающими деформацию зеркала при воздействии на него ветровых нагрузок.
Заявленная антенна система работает следующим образом.
В походном положении (см. фиг.4) ОПУ 7 третьей антенны 6 установлено в горизонтальном положении. Зеркало третьей антенны 6 разобрано на две половины, которые установлены в гнездах 20 платформы прицепа 1 и зафиксированы болтами (не показаны) друг с другом. ОПУ 3, 5 первой 2 и второй 4 антенн наклонены под углами соответственно 27° и 29° и закреплены стопорными болтами (не показаны). Держатели 25 облучателей и облучатели 24 сняты. Откидные площадки обслуживания 17 подняты под углом 90° по отношению к платформе прицепа 1 и зафиксированы в этом положении. ЭГП 8, 9 свернуты: балки 10 задвинуты, домкраты 11 и 26 подняты и зафиксированы к платформе.
При прибытии станции в место дислокации, прицеп 1 устанавливают на выбранной площадке (без ее предварительной подготовки). Опускают домкраты 26 передней опоры и домкраты 11 ЭГП 8 и 9. Устанавливают подкосы 12, 13, 27 и опоры 18 под откидные площадки обслуживания 17, на которых укрепляют ограждения 19. Производят предварительное горизонтирование платформы прицепа 1 с помощью домкратов 11. Устанавливают в вертикальное положение ОПУ 3 и 5. Отстыковывают две части зеркала третьей антенны 6, скрепляют между собой и пристыковывают к ОПУ 7. Устанавливают облучатели 24 с держателями 25.
Поочередно ориентируют антенны 2, 4, 6 в требуемом направлении. Повторно проверяют горизонтирование платформы прицепа 1. Подключают к БВС 23 кабели от внешних устройств, входящих в состав станции спутниковой связи. Управление положением антенн 2, 4, 6 осуществляют с помощью
БС 14, 15, 16 по командным сигналам, поступающим от оператора станции по соответствующей входной шине на вход контроллера 14.1. На входы контроллера 14.1 также поступают сигналы датчиков положения антенн 14.4, в соответствии с которыми в контроллере формируют сигналы на включение электромеханических проводов 14.3 и 14.2. С целью исключения поломки ОПУ 3, 5, 7 блоки слежения 14, 15, 16 снабжены концевыми выключателями 14.5.
Реальный образец заявленной антенной системы размещался на двухосном прицепе МА3-83781 с длиной платформы L=7,7 м; шириной D=2,4 м; грузоподъемность прицепа 14 т. В свернутом положении антенн максимальная высота прицепа Н=3,8 м. Антенная система укомплектована двумя антеннами 2, 4 с зеркалами диаметром по 2,4 м; и третьей антенной 6 с зеркалом диаметром 3,5 м.
Таким образом, благодаря размещению трех антенн на единой платформе прицепа 1, возможности их компактного складывания в походном положении, оперативному горизонтированию платформы прицепа 1 и управлению положением антенн в процессе работы обеспечивается достижение указанного технического результата: снижение времени развертывания антенной системы, уменьшение ее габаритов в походном положении и достижение возможности одновременной работы с несколькими ИСЗ.