Устройство автоматизации позиционирования для малых антенных систем

Авторы патента:

H01Q3/08 - для изменения двух координат ориентации

Владельцы патента RU 2766544:

Общество с ограниченной ответственностью "ТРИЛАЙНСИСТЕМС" (RU)

Изобретение относится к антенной технике, в частности к системам автоматизации позиционирования для быстрого наведения немоторизованных антенных систем малого диаметра апертуры на спутник-ретранслятор. Техническим результатом является обеспечение оперативного наведения спутниковой антенны малой апертуры по углу места и азимуту. Технический результат достигается тем, что 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, отличается тем, что 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. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

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.

В настоящее время динамично развивается спутниковая связь, а значит, требуется соответствующее оборудование для ее обеспечения. Основной функциональной частью такого оборудования является спутниковая антенная система.

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.

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.

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.

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.

В принципе, устройства для наведения спутниковых антенн на спутник-ретранслятор известны из уровня техники.

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.

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.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков.

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.

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.

Альтернативные варианты исполнения изобретения представлены в зависимых пунктах.

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.

Далее изобретение более подробно поясняется на основе приложенных чертежей, на которых показано:

Фиг. 1 - общий вид устройства с компасом и датчиком уровня сигнала;

Фиг. 2 - блок-схема показывающая принцип работы устройства.

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.

В качестве модуля ГНСС может быть использован модуль GPS, и/или ГЛОНАСС, и/или Galileo, и/или Beidou, также могут использоваться модули других ГНСС.

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.

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.

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.

1. 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,

отличающееся тем, что 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.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью наводить на спутник-ретранслятор последовательно неограниченное количество немоторизованных малых антенных систем.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на корпусе предусмотрен второй разъем для подключения внешнего источника питания.

4. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что внутренний источник питания представляет собой аккумуляторную батарею и выполнен с возможностью зарядки от внешнего источника питания.

5. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что разъем для подключения внешнего источника питания представляет собой USB-разъем.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль ГНСС представляет собой модуль GPS, и/или ГЛОНАСС, и/или Galileo, и/или Beidou.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в пылевлагозащитном исполнении.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено в качестве опорно-поворотного устройства для быстрого монтажа и демонтажа антенны с телескопической мачты на объектах, в которых по условиям эксплуатации требуется изменять место нахождения антенны. Принцип заявленного решения заключается в том, что основание и опора имеют соединение в виде цилиндрического шарнира, состоящего из проушины, имеющей скос и отверстие, взаимодействующей с основанием и контактирующей через ось с отверстием в вилке, взаимодействующей с опорой и имеющей скос и две контактные поверхности с возможностью контактировать с буртом основания, имеющим клиновой паз и резьбовое отверстие, дополнительно в стакан опоры введено прямоугольное отверстие, закрытое наружным корпусом, взаимодействующим со стаканом и имеющим резьбовое отверстие, контактирующее со шпилькой фиксатора, на одном конце взаимодействующей с гайкой, на другом конце контактирующей с сухарем, размещенным в прямоугольном отверстии стакана, дополнительно стакан опоры взаимодействует с кронштейном, контактирующим через ось с рычагом, имеющим на одном конце прямоугольную головку с пазом, взаимодействующую с клином, контактирующим со стороной клинового паза при воздействии винта, проходящего через паз рычага и воздействующего на него, на резьбовое отверстие в основании.

Пост облучающей антенны // 2742627

Изобретение относится к антенной технике, в частности к опорно-поворотным устройствам для облучающих и приемных антенн. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости работ при развертывании антенны, повышение стабильности настроек, выполненных при юстировке и существенное повышение устойчивости устройства.

Устройство для автоматического регулирования положения gps-антенны // 2725637

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к устройству для автоматического регулирования положения GPS-антенны, и может быть использовано при оцифровке местности транспортным средством. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к возможности корректировки положения антенны, повышению точности и скорости оцифровки местности.

Опорно-поворотное устройство по азимуту и углу места // 2694450

Опорно поворотное устройство по азимуту и углу места относится к машиностроению и может быть использовано для привода антенн, телекамер и других объектов пространственного ориентирования по азимуту и углу места. Изобретение содержит неподвижный фланец (1), на котором с помощью подшипника (2) смонтирован азимутальный вал (3).

Способ устранения ошибки угловой ориентации антенн в системе связи "точка-точка" // 2665808

Изобретение относится к области радиосвязи в миллиметровом диапазоне длин волн и, в частности, к способам устранения ошибки угловой ориентации антенн в системах связи миллиметрового диапазона «точка-точка» с узкими главными лепестками диаграмм направленности. Способ устранения ошибки угловой ориентации антенн в системе связи «точка-точка», состоящей из двух приемопередатчиков, между которыми устанавливается соединение, включает передачу модулированных радиосигналов первым приемопередатчиком; прием сигналов, переданных первым приемопередатчиком, и измерение мощностей принятых сигналов вторым приемопередатчиком.

Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием // 2665495

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам космических аппаратов. Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием содержит систему поворотных зеркал, где зеркало контррефлектора расположено под углом 45° к оси вращения в горизонтальной плоскости, а зеркало рефлектора расположено под углом к оси вращения в вертикальной плоскости, привод вращения зеркал в горизонтальной плоскости с электродвигателем, привод вращения зеркал в вертикальной плоскости с электродвигателем, в волноводный тракт облучателя введен поляризатор, выход которого жестко соединен с входом облучателя, выполненного в виде конического рупора, ось которого совпадает с осью поляризатора.

Опорно-поворотное устройство // 2634333

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для привода телекамер, антенн и других объектов пространственного ориентирования по азимуту и углу места. Опорно-поворотное устройство (ОПУ) включает в свой состав модуль поворота платформы с объектом ориентирования его в пространстве по азимуту на 360° (азимутальный модуль) и модуль качания этой платформы по углу места на 30°.

Опорно-поворотное устройство // 2614085

Изобретение относится к опорно-поворотным устройствам (ОПУ), преимущественно к автоматическим системам устройств мобильных антенных и оптических установок. Предложено опорно-поворотное устройство, в которое дополнительно введены с соответствующими связями с другими элементами станция управления опорно-поворотного устройства (СУ-ОПУ), включающая в себя первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры (Σ1-А, Σ2-А, Σ3-У, Σ5-У, Σ5-A, Σ6-У), первое и второе интегральное звено (∫1-A, ∫2-У), первый и второй коммутаторы (SW1-A, SW2-Y), звено коррекции азимутального привода (ЗК-А), звено коррекции угломестного привода (ЗК-У), усилитель мощности азимутального привода (УМ-А), усилитель мощности угломестного привода (УМ-У), блок обработки информации (БОИ), а также датчики положения азимутального и угломестного приводов (ДП-А и ДП-У), концевые выключатели верхнего и нижнего положений угломестного привода (КВУ и КНУ), концевые выключатели правого и левого положений азимутального привода (КПА и КЛА), азимутальный и угломестный фиксаторы транспортного положения (ФТП-А и ФТП-У), датчики абсолютной угловой скорости в угломестной и азимутальной плоскостях (ДУС-У и ДУС-А).

Опорно-поворотное устройство для установки и ориентации передающей антенны // 2597817

Изобретение относится к антенной технике и используется в качестве опорно-поворотного устройства (ОПУ) для оперативных (в течение короткого интервала времени) развертывания на позиции и свертывания при окончании сеанса применения по функциональному назначению или необходимости изменения позиции вследствие неблагоприятных обстоятельств, снижающих эффективность применения по функциональному назначению устанавливаемой на ОПУ передающей антенны (моноблока формирования, усиления, излучения радиосигналов - активной передающей фазированной решетки), а также ориентации по азимуту и углу места установленной на ОПУ передающей антенны с достаточно широкой в азимутальной и угломестной плоскостях диаграммой направленности согласно требуемому направлению излучения радиосигналов в пространство.

Двухсферовая антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха // 2567192

Изобретение относится к антенной технике. Двухсферовая антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха содержит первый радиопрозрачный защитный кожух, закрепляемый растяжками, зеркало антенны, выполненное металлизацией внутренней части второго радиопрозрачного защитного кожуха, и малошумящий усилитель с преобразователем частоты.

Уравновешенное опорно-поворотное устройство // 2773815

Изобретение относится к антенной технике, а именно к опорно-поворотным устройствам, и служит для динамического наведения остронаправленных наземных антенн для связи с низкоорбитальными космическими аппаратами. Технический результат - уравновешение гравитационного воздействия на опорно-поворотное устройство тяжелых антенн с диаметром до 17 м, динамическое управление им в полном диапазоне углов места и азимутов без ограничения сектора наведения, улучшение динамических характеристик опорно-поворотного устройства, в том числе в режимах ускорения и торможения вращательного движения. Технический результат достигается тем, что предлагается уравновешенное опорно-поворотное устройство, содержащее, по крайней мере, два поворотных механизма, каждый из которых со своей осью вращения, и противовес, закрепленный противоположно антенне на угломестной оси вращения, причем указанный противовес конструктивно включается трансформируемым таким образом, что длина плеча рычага груза изменяется прямо пропорционально углу наклона антенны к горизонту. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.