×
01.09.2018
218.016.8266

Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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. При этом относительно оси поляризатора с помощью электродвигателя вращается в горизонтальной плоскости первый кронштейн с жестко установленным на нем контррефлектором, что обеспечивает нацеливание луча антенны в горизонтальной плоскости в пределах сектора ±180°, на первом кронштейне установлен второй кронштейн, позволяющий обеспечить вынос установленного на нем рефлектора, вращающегося с помощью электродвигателя, и обеспечить нацеливание луча антенны в вертикальной плоскости в пределах сектора не менее ±105°. Технический результат заключается в возможности обеспечения секторов углов нацеливания антенны по углу места не менее ±105°. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам космических аппаратов (КА). Характерным для Ka-диапазона является то, что сверхвысокочастотный (СВЧ) сигнал может распространяться при относительно низких потерях только по волноводу. Кабели для СВЧ-сигнала Ka-диапазона практически не применяются из-за высоких потерь. Исходя из этого СВЧ-тракт должен быть волноводным. При узкой диаграмме направленности и необходимости нацеливания антенны по двум углам антенна должна иметь:

- либо технологически сложное волноводное вращающееся сочленение,

- либо вращающиеся зеркала.

Известны различные конструкции двухзеркальных антенн с механическим сканированием, в которых отсутствуют волноводные вращающиеся сочленения [Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. Под редакцией Айзенберга Г.З. В 2 ч., Часть 2. М.: Связь, 1977, 288 с., стр. 32-34]. В этой антенне неподвижный облучающий рупор, установленный на жесткой опоре, и поворачивающиеся перископические зеркала - многозеркальная антенна с вращающимся зеркалами. Вспомогательная перископическая система состоит из трех плоских зеркал и вырезки из параболоида вращения. Основная зеркальная антенна построена по схеме Кассегрена с двумя конфокальными параболическими образующими. Рупор излучает сферическую волну, которая попадает на плоский отражатель и преобразуется им снова в сферическую волну. Параболоид вращения построен таким образом, что волна, направленная отражателем на вырезку параболоида, преобразуется ею в плоскую волну, облучающую последовательно два плоских зеркала. Последнее зеркало перископической системы направляет плоскую волну на малое параболическое зеркало антенны, которая далее работает в своем обычном режиме. Азимутальная ось вращения перископической системы зеркал совпадает с осью симметрии антенны. Угломестная ось перпендикулярна азимутальной и проходит через середину последнего плоского зеркала. Для получения максимально возможного коэффициента усиления диаграмма направленности рупора должна быть осесимметричной.

Недостатком аналога (многозеркальной антенны с вращающимися зеркалами) является сложная конструкция с большим количеством зеркал, требующая надлежащего выбора зеркал и тщательной точной регулировки (юстировки) зеркал на опорно-поворотном устройстве.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению (его прототипом) является двухзеркальная антенна с механическим сканированием (патент на полезную модель №103677, МПК H01Q 3/08), содержащая систему перископических плоских поворотных зеркал, где первое зеркало расположено под углом 45° к оси вращения в горизонтальной плоскости, а второе зеркало расположено под углом 45° 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, а на поляризаторе жестко установлены первый кронштейн, на котором закреплен первый электродвигатель, и второй кронштейн, на котором закреплен второй электродвигатель, причем первое зубчатое колесо расположено на валу первого электродвигателя и в зацеплении со вторым зубчатым колесом, жестко связанным с поворотной рамой, а ось второго зубчатого колеса совпадает с осью поляризатора, третье зубчатое колесо расположено на валу второго электродвигателя и в зацеплении с четвертым зубчатым колесом, жестко связанным с пятым зубчатым колесом, причем оси четвертого и пятого зубчатых колес совпадают с осью поляризатора, а пятое зубчатое колесо расположено в зацеплении с шестым зубчатым колесом, ось которого перпендикулярна оси пятого зубчатого колеса, причем шестое зубчатое колесо жестко связано и соосно с валом, который консольно установлен на поворотной раме с возможностью свободного вращения, причем на валу жестко закреплено второе зеркало, а на поворотной раме жестко закреплено первое зеркало так, что через его центр проходят ось облучателя и ось вала, причем поперечный размер первого зеркала D1 и поперечный размер второго зеркала D2 связаны с расстоянием от центра раскрыва облучателя до центра первого зеркала L1, расстоянием от центра первого зеркала до центра второго зеркала L2, размером раскрыва облучателя Dp и шириной главного лепестка 2θ 0,5р диаграммы направленности облучателя по уровню половинной мощности рядом соотношений.

Недостатком прототипа является сложная конструкция. Антенна фактически находится внутри механического редуктора, который может заклинить при тепловых изменениях размеров антенны, что снижает вероятность безотказной работы. Конструкция прототипа обеспечивает сканирование луча антенны в вертикальной плоскости лишь в пределах сектора не более ±90°, что для ряда применений недостаточно.

Задачей настоящего изобретения является создание более простого технического решения, обеспечивающего сектор углов нацеливания антенны по углу места не менее ±105°.

Техническим результатам настоящего изобретения является двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием, в опорно-поворотном устройстве которой электродвигатели расположены в непосредственной близости от вращаемых ими валов. При этом конструкция редукторов значительно упрощается, вероятность безотказной работы привода увеличивается. Антенна с механическим нацеливанием в радиотехническом плане представляет собой двухзеркальную антенну с профилированным рефлектором, плоским контррефлектором, облучающим рупором и поляризатором.

Общий вид двухзеркальной антенны с механическим нацеливанием с редукторными электроприводами представлен на фигуре 1. Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием представляет собой конструкцию с двумя электроприводами, осуществляющими поворот: по углу азимута α и по углу места β. Поворот по углу азимута α осуществляется вокруг оси О1, совпадающей с осью облучателя 1. Азимутальный электропривод состоит из электродвигателя 2 и ведущей шестерни 3, которая вращает зубчатое колесо 4, жестко связанное с опорой контррефлектора 5 и кронштейном рефлектора 6. Угол установки контррефлектора 5 точно регулируется с помощью установочных винтов 7. Поворот по углу α осуществляется в секторе ±180°. Возможно многооборотное вращение. Число оборотов определяется длиной питающего электродвигатель 2 провода и конструкцией кабельного барабана. На кронштейне 6 закреплен электродвигатель 8, осуществляющий поворот рефлектора 9 посредством шестерни 10 и секторного зубчатого колеса 11. Электродвигатель 8 осуществляет поворот рефлектора 9 вокруг оси О2 по углу места β. Поворот по углу β осуществляется в пределах сектора не менее ±105°. Угол установки рефлектора 9 точно регулируется с помощью установочных винтов 12 и кронштейна 13. На фигуре 1 электродвигатели 2 и 8 снабжены цилиндрическими редукторами, представленными в виде шестерни 3 и зубчатого колеса 4, а также шестерни 10 и секторного зубчатого колеса 11. Редукторы могут быть также червячными.

Общий вид двухзеркальной антенны с механическим нацеливанием с прямыми электроприводами представлен на фигуре 2. В этом случае конструкция двухзеркальной антенны с механическим нацеливанием упрощается, вероятность ее безотказной работы увеличивается. Азимутальный электропривод состоит из электродвигателя 2, который вращает опору контррефлектора 5 и кронштейн рефлектора 6 вокруг оси O1 облучателя 1. Угол установки контррефлектора 5 точно регулируется с помощью установочных винтов 7. Поворот по углу α осуществляется в секторе ±180°. Возможно многооборотное вращение. Число оборотов определяется длиной питающего электродвигатель 2 провода и конструкцией кабельного барабана. На кронштейне 6 закреплен электродвигатель 8, осуществляющий поворот рефлектора 9. Электродвигатель 8 осуществляет поворот рефлектора 9 вокруг оси О2 по углу места β. Поворот по углу β осуществляется в пределах сектора не менее ±105°. Угол установки рефлектора 9 точно регулируется с помощью установочных винтов 12 и кронштейна 13. Электродвигатели 2 и 8 - моментные (низкооборотные), а электроприводы - прямые (безредукторные).

Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием работает следующим образом (см. фигуры 1 и 2). Волна с линейной поляризацией поступает на вход антенны 14 и через прямоугольный волновод на вход поляризатора 15, где происходит преобразование волны с линейной поляризацией поля в волну с круговой поляризацией поля. С выхода поляризатора волна с круговой поляризацией поля подается на вход облучателя 1 и далее излучается раскрывом облучателя 1. Излученная облучателем 1 волна падает на зеркало 5 контррефлектора, отражается им в сторону зеркала 9 рефлектора и после отражения от зеркала 9 рефлектора излучается в свободное пространство. Направление максимума излучения электромагнитных волн определяется положением рефлектора и конттрефлектора, вращаемых электроприводами, как было описано выше.

Предложенная конструкция двухзеркальной антенны с механическим нацеливанием может применяться при изготовлении антенн сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн. В частности, такая конструкция может быть применена в качестве антенны радиолинии для передачи информации космического аппарата. Изготовленный образец двухзеркальной антенны с механическим нацеливанием Ka-диапазона имеет следующие электрические характеристики: полоса рабочих частот - 25.5-27.0 ГГц, коэффициент усиления в рабочем диапазоне частот во всех рабочих секторах углов - не менее 33 дБ, коэффициент эллиптичности во всех рабочих секторах углов - не менее 0.96. На фигуре 3 представлены сечения диаграмм направленности в угломестной плоскости при 5 положениях рефлектора (при β=0, -30, -60, - 90, -105 градусов), построенные в одних осях координат.


Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием
Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием
Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием
Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 120.
25.08.2017
№217.015.bb66

Ракетно-прямоточный двигатель с регулируемым расходом твёрдого топлива

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в гиперзвуковых (М≥5) крылатых ракетах с ракетно-прямоточными двигателями, предназначенных для полетов на больших высотах. Ракетно-прямоточный двигатель содержит воздухозаборник, газогенератор с зарядом твердого топлива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615889
Дата охранного документа: 11.04.2017
29.12.2017
№217.015.f0f4

Кантователь (варианты)

Изобретение относится к конструкциям, предназначенным для кантования (поворота) изделий различного назначения, предпочтительнее космических аппаратов. Кантователь содержит основание, две стойки, к которым на оси кантования закреплена грузовая платформа, которая снабжена поворотной планшайбой, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638997
Дата охранного документа: 19.12.2017
29.12.2017
№217.015.f62d

Способ эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи в составе автономной системы электропитания искусственного спутника земли

Использование: в области электротехники. Технический результат – более точное определение времени начала балансировки аккумуляторов. Способ эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи в составе автономной системы электропитания искусственного спутника Земли заключается в контроле...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637815
Дата охранного документа: 07.12.2017
20.01.2018
№218.016.1384

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата

Использование: в области электротехники в системах электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА). Технический результат - обеспечение штатного отключения сеансной нагрузки при нештатной ситуации. Способ управления автономной системой электроснабжения, которая содержит солнечную батарею и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634473
Дата охранного документа: 31.10.2017
20.01.2018
№218.016.1773

Фильтр

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтр содержит корпус, помещенную внутрь корпуса несущую трубу и рабочие модули, закрепленные поперек несущей трубы. Каждый из рабочих модулей содержит расположенные на удалении друг от друга первый и второй фильтровальные пакеты, каждый из которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635802
Дата охранного документа: 16.11.2017
17.02.2018
№218.016.2b00

Способ получения термически стабильного носителя для катализатора сжигания монотоплива

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения носителей для катализаторов, обладающих высокой площадью поверхности и термостабильностью в условиях сверхвысоких температур, например, в процессах сжигания монотоплива, в том числе "зеленого топлива" на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642966
Дата охранного документа: 30.01.2018
04.04.2018
№218.016.3663

Способ ориентации космического аппарата в солнечно-земной системе координат

Изобретение относится к управлению ориентацией космических аппаратов (КА), осуществляемой в солнечно-земной системе координат. Способ включает ориентацию первой оси КА на Землю путем разворотов вокруг второй и третьей осей КА с помощью электромеханических исполнительных органов. При отсутствии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646392
Дата охранного документа: 02.03.2018
10.05.2018
№218.016.4058

Способ разгрузки управляющих двигателей-маховиков космического аппарата

Изобретение относится к управлению относительным движением космического аппарата (КА). Разгрузка управляющих двигателей-маховиков (ДМ) в выбранном канале ориентации осуществляется по двухконтурной схеме. Первый контур реализует необходимую ориентацию КА и накапливает импульс внешнего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648906
Дата охранного документа: 28.03.2018
29.05.2018
№218.016.5430

Сплав на основе алюминия для противометеоритной защиты

Изобретение относится к деформируемым сплавам на основе алюминия и может быть использовано для защиты космических аппаратов от микрометеоритов и техногенных тел. Сплав на основе алюминия содержит, мас. %: цинк 5,8-11; магний 1,5-3,5; медь 0,1-3; марганец 0,1-0,5; по меньшей мере один элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654224
Дата охранного документа: 17.05.2018
09.06.2018
№218.016.5a5a

Рефлектор

Изобретение относится к производству изделий из композиционных материалов, а именно конструкциям и способам изготовления прецизионных рефлекторов антенн с отражающей поверхностью, образованной не только кривой второго порядка, но и специальным сложным профилем. Задачами настоящего изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655473
Дата охранного документа: 28.05.2018
Показаны записи 1-10 из 41.
10.03.2013
№216.012.2efb

Двухчастотная электрическая машина

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным электрическим двигателям и поворотным трансформаторам. Задачей изобретения является возможность передачи электроэнергии от неподвижного источника к вращающемуся приемнику, например от вращающейся относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477558
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.08.2013
№216.012.65c1

Корректор поляризации облучателя зеркальной антенны

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано, в частности, в зеркальных антенных системах для приема сигналов спутникового телевидения или в зеркальных антеннах земных станций спутниковой связи. Корректор поляризации облучателя зеркальной антенны выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491686
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.09.2013
№216.012.6f09

Способ упрочнения пористой кальцийфосфатной керамики

Изобретение относится к композиционным материалам на основе кальцийфосфатной керамики с улучшенными прочностными характеристиками и может быть использовано для заполнения костных дефектов в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии. Для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494076
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.10.2013
№216.012.7758

Способ изготовления сердечника электрической машины

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении сердечников магнитопроводов высокочастотных (1-50 кГц) электрических машин из ленты из аморфных (нанокристаллических) металлов и сплавов. Технический результат состоит в упрощении изготовления и снижении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496212
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.12.2013
№216.012.9230

Электромашинный преобразователь частоты (варианты)

Изобретение относится к области электротехники электромашиностроения и может быть использовано в регулируемом электроприводе, генераторных агрегатах переменного тока, а также в качестве преобразователей частоты с варьированием выходных параметров электроэнергии - частоты и амплитуды напряжения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503117
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2015
№216.013.26f6

Торцевая электрическая машина (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве низкооборотного электродвигателя или генератора. Техническим результатом настоящего изобретения является получение низкооборотной торцевой электрической машины, обладающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541427
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.274d

Линейный электромагнитный двигатель

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным двигателям, и может быть использовано для линейного перемещения подвижных объектов, например линейных манипуляторов технологического или производственного оборудования. Технический результат заключается в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541518
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.05.2015
№216.013.4e9a

Синхронный реактивный электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в специальных электроприводах в качестве низкооборотного электродвигателя. Технический результат - максимизация электромагнитного момента и электромагнитной мощности низкооборотного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551640
Дата охранного документа: 27.05.2015
27.10.2015
№216.013.88e9

Антенна с эллиптической поляризацией

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам для космических аппаратов (КА), функционирующих на орбите высотой от 400 км до 1000 км. Диаграмма направленности (ДН) таких антенн должна иметь максимум в направлениях ±(60°÷70°) и коэффициент эллиптичности (КЭ) не менее 0.4 в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566652
Дата охранного документа: 27.10.2015
27.05.2016
№216.015.42be

Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия с контролируемым выходом лекарственного средства для малоинвазивной хирургии

Изобретение относится к медицине, а именно малоинвазивной медицине. Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия для контролируемого выхода лекарственного средства включает растворение хитозана в кислотах, добавление лекарственного средства, окунание проволоки из никелида титана в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585576
Дата охранного документа: 27.05.2016
+ добавить свой РИД