Устройство отсчета углового положения радиооси полноповоротных параболических радиотелескопов

 

Ъ РГ:К Я3 C

И%тент .о .... .чсскесез

398994

О П бп тек 5.

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23Х1.1971 (.% 1666589/26-9) М. Кл. G 08с 9/00 с присоединением заявки №

Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 27.IX.1973. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 4.II.1974

УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения

Б. А. Попереченко, А. И. Дулькин и А. В. Суетенко

Заявитель

УСТРОЙСТВО ОТСЧЕТА УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ РАДИООСИ

ПОЛНОПОВОРОТНЫХ ПАРАБОЛИЧЕСКИХ РАДИОТЕЛЕСКОПОВ

Изобретение относится к области техники высокоэффективных антенных систем для космических радиолиний связи и радиоастрономии. При работе на сантиметровых и еще оолее коротких волнах возникает необходимость контроля и управления положением радиооси антенны с весьма высокими точностями порядка 10" и выше в довольно широком диапазоне условий эксплуатации. Такие требования выдвигаются как при измерении угло- 10 вых координат космических объектов, так и при получении предельного энергетического потенциала радиолинии, когда ширина луча антенны составляет величину порядка единиц угловых минут. 15

Известны устройства отсчета углового положения радиооси полноповоротных параболических радиотелескопов, содержащие дискретные датчики положения механических осей и следящую систему управления поло- 20 жением радиооси радиотелескопа.

Однако в известных устройствах принципиально не устраняется и не учитывается влияние ветровых, неравномерных тепловых и неучитываемой части весовых деформаций 25 опорных металлоконструкций, фундамента и грунта.

Предложенное устройство от известного отличается тем, что с целью обеспечения работы радиотелескопов больших размеров в сан- 30 тпметровом и миллиметровом диапазонах и снижения требований к жесткости их конструкций и фундаментов применительно к широкому диапазону климатических условий эксплуатации без радиопрозрачных укрытий, в него введены дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства в двух ортогональных плоскостях, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала, дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей системы и цифроаналоговые преобразователи и суммирующие устройства.

Дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретные датчики поправок а поворот электрической оси облучающей системы, дающие поправки в плоскостях, перпендикулярных вертикальной угломестной плоскости радиотелескопа, подключены ко входам цифроаналоговых преобразователей, а дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретные датчики поправок на поворот электрической оси

398994 облучающей системы, дающие поправки в вертикальной угломестной плоскости, дискретные датчики положения механических осей и выходы цифроаналоговых преобразователей подключены ко входам суммирующих устройств, выходы которых подключены к следящей системе управления положением радиооси радиотелескопа. С целью автоматического измерения наклона плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства в двух ортогональных плоскостях, независимо от ее поступательного смещения, дискретный датчик поправок на наклон плоскости основания цапф содержит хранитель горизонтальной плоскости в виде самогоризонтирующегося плоского оптического отражателя, установленного на фундаменте радиотелескопа, и установленную в опорно-поворотном устройстве изолированную от нагрузок и неравномерного нагрева ферму-хранитель плоскости основания цапф с установленными на ферме-хранителе вблизи ее центра одним излучателем и двумя электронно-оптическими визирами. цля автоматического измерения поворота плоскости раскрыва главного зеркала в двух ортогональных плоскостях дискретный датчик поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала содержит установленную в опорно-поворотном устройстве изолированную от нагрузок и неравномерного нагрева ферму-хранитель коллимационной оси с установленными на краях фермы-хранителя в главных ортогональных плоскостях двумя парами электронно-оптических визиров и две пары излучателей, установленных на каркасе зеркала в двух главных ортогональных плоскостях в диаметрально противоположных точках в области эффективных центров деформаций. С целью автоматического измерения поворота электрической оси однозеркальной облучающей системы в двух ортогональных плоскостях дискретный датчик поправок на поворот электрической оси облучающей системы содержит два электронно-оптических визира, установленных на ферме-хранителе коллимационной оси в центральной части фермы-хранителя, и один излучатель вблизи облучателя антенны вне его рабочего сектора. Кроме того, для автоматического измерения поворота электрической оси двухзеркальной облучающей системы в двух ортогональных плоскостях дискретный датчик поправок на поворот электрической оси облучающей системы содержит оптический отражатель, установленный в вершине малого зеркала радиотелескопа и имеющий профиль этого зеркала, и два электронно-оптических визира, установленных на ферме-хранителе коллимационной оси в центральной части фермы-хранителя, и один излучатель вблизи облучателя системы вне его рабочего сектора.

На фиг, 1 представлено размещение на опорно-поворотном устройстве дискретных датчиков поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворот5

65 ного устройства. Здесь: 1 — псреходной кронштейн главного зеркала, 2 — опоры облучающей системы, 3 — коллимационная ось, 4— опорно-поворотное устройство, 5 — фундамент, 6 — грунт, 7 — угломестная ось.

На фиг. 2 показана структурная схема устройства отсчета углового положения радиооси полноповоротных параболических радиотелескопов, согласно которой в это устройство, наряду с обычно применяемыми датчиками вал-цифра угла места 8 и азимута 9, устанавливаемыми непосредственно на осях опорно-поворотного устройства, входят дискретные датчики 10 и 11 поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала, дискретные датчики 12 и 13 поправок на поворот электрической оси облучающей системы и дискретные датчики 14 и 15 поправок на наклон плоскости оснований цапф опорно-поворотного устройства, установленные на изолированных от нагрузок и неравномерного нагрева фермах-хранителях плоскости основания цапф угломестной оси и коллимационной оси и измеряющие отклонения начальных привязок азимутальной и угломестной шкал и положений осей вращения и радиооси вследствие деформаций зеркальной системы, опорно-поворотного устройства, фундамента и грунта. Перед сложением показания датчиков поправок также автоматически в темпе времени приводятся к единым масштабам и системе координат в преобразующих устройствах 16 и 17, Полное значение угловых координат радиооси радиотелескопа получается автоматически в темпе времени путем сложения показания всех датчиков устройства в его угломестном 18 и азимутальном 19 суммирующих устройствах.

На фиг. 3 представлено размещение на зеркальной системе дискретных датчиков поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретных датчиков поправок на поворот электрической оси облучающей системы, Пара дискретных датчиков поправок на накло|н плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства представляет собой ферму-хранитель 20 плоскости основания цапф (фиг. 1) с парой электроннооптических визиров 21, контролирующих соответственно в плоскости коллимационной оси и в перпендикулярной плоскости смещение отображения излучателя 22 в самогоризонтирующемся зеркале 23. Одно из возможных исполнений самогоризонтирующегося зеркала представляется в виде отражателя 24, плавающего в ванне с вязкой жидкостью, установленной на амортизированном основании 25.

Пара дискретных датчиков поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала представляет собой ферму-хранитель 26 коллимационной оси (фиг. 3) с двумя парами электронно-оптических визиров 27, контролирующих соответственно в вертикальной и пер398994

30

65 пендикулярной ей плоскостях смещение пары излучателей 28, установленных в диаметрально противоположных точках каркаса зеркала в области центра тяжести эффективных деформаций соответствующего квадрата зеркала. Разность показаний обоих электронно-оптических визиров характеризуется в определенном масштабе угла поворота плоскости раскрыва зеркала вследствие деформаций его каркаса. Поскольку эти деформации обычно носят крупномасштабный характер, то достаточно контролировать положение лишь одной точки каркаса на каждой половине зеркала.

Наконец пара дискретных датчиков поправок на поворот электрической оси облучающей системы представляет пару электроннооптических визиров 29, контролирующих соответственно в вертикальной и перпендикулярной ей плоскостях смещение реального или отображенного излучателя 30 в отражателе 31. Излучатель устанавливается в непосредственной близости от облучателя антенны. Показание визиров в угловом масштабе соответствует составляющей поворота радиооси антенны вследствие смещения электрической оси облучающей системы с учетом поперечного смещения и поворота малого зеркала и первичного облучателя.

Предмет изобретения

1. Устройство отсчета углового поло>кения радиооси полноповоротных параболических радиотелескопов, содержащее дискретные датчики положения механических осей и следящую систему управления положением радиооси радиотелескопа, отличающееся тем, что, с целью обеспечения работы радиотелескопов больших размеров в сантиметровом и миллиметровом диапазонах и снижения требований к жесткости их конструкций и фундаментов применительно к широкому диапазону климатических условий эксплуатации без радиопрозрачных укрытий, в него введены дискретные датчики поправок на наклон плоскости осно вания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства в двух ортогональных плоскостях, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала, дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей системы и цифроаналоговые преобразователи и суммирующие устройства, причем дискретные датчики по правок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей системы, дающие поправки в плоскостях, перпендикулярных вертикальной угломестной плоскости радиотелескопа, подключены ко входам цифроаналоговых преобразователей, а дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной .оси опорно-поворотного устройства, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей системы, дающие поправки в вертикальной угломестной плоскости, дискретные датчики положения механических осей и выходы цифроаналоговых преобразователей подключены ко входам суммирующих устройств, выходы которых подключены к следящей системе управления положением радиооси радиотелескопа.

2. Устройство по п. 1, от.гичающееся тем, что, с целью автоматического измерения наклона плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства в двух ортогональных плоскостях, независимо от се поступательного смещения, в нем дискретный датчик поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства содержит хранитель горизонтальной плоскости в виде самогоризонтируюгцегося плоского оптического отражателя, установленного на фундаменте радиотелескопа, и установленную в опорно-поворотном устройстве изолированную от нагрузок и неравномерного нагрева ферму-хранитель плоскости основания цапф с установленными на ферме-хранителе вблизи ее центра одним излучателем и двумя электронно-оптическими визирами.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического измерения поворота плоскости раскрыва главного зеркала в двух ортогональных цлоскостях, в нем дискретный датчик поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала содержит установленную в опорно-:поворотном устройстве изолированную от нагрузок и неравномерного нагрева ферму-хранитель коллимационной оси с установленными на краях фермы-хранителя в главных ортогональных плоскостях двумя парами электронно-оптических визиров, и две пары излучателей, установленных на каркасе зеркала в двух главных ортогональных плоскостях в диаметрально противоположных точках в области эффективных центров деформаций.

4. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического измерения поворота электрической оси однозеркальной облучающей системы в двух ортогональных плоскостях, в нем дискретный датчик поправок на поворот электрической оси облучающей системы содержит два электронно-оптических визира, установленных на ферме-хранителе коллимационной оси в центральной части фермы-хранителя, и один излучатель вблизи облучателя антенны вне его рабочего сектора.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического измерения пово рота электрической оси двухзеркальной облучающей системы в двух ортогOHBJIbHblx плоскостях, в нем дискретный датчик поправок на поворот электрической оси облучающей системы содержит оптический отражатель, установлегкныйг в всрннгне малого зеркала радио398994 телескопа и имеющий профиль этого зеркала, и два электронно-оптических визира, установленных на ферме-хранителе коллимационной оси в центральной части фермы-хранителя, и один излучатель вблизи облучателя системы вне его рабочего сектора,