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Vorrichtung zur Einstellung oder Bestimmung der Richtung größerer
optischer oder radioastronomischer Teleskope Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Einstellung oder Bestimmung der Richtung größerer optischer oder radioastronomischer
Teleskope, vorzugsweise in azimutaler Montierung, nach zwei Koordinaten, mittels
eines kleinen optischen Führungsinstrumentes, eines meist als Autokolimationsstrahlengang
ausgebildeten Lichtzeigers zwischen Führungsinstrument und Teleskop und einer pl.otoelektrischen
Empfangseinrichtung. Sie ist jedoch auch auf viele andere, in zwei Richtungskoordinaten
bewegliche .Geräte beliebiger Achsenanordnung anwendbar, deren Richtungseinstellung
oder-bestimmung schwierig ist.
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Die Ausrichtung oder Richtungsregelung großer. Teleskope durch kleinere
Führungsinstrumente ist an sich bekannt. Man stellt dabei i.a. Teleskop und Führungsinstrument
so auf, daß beide Achsenschnittpunkte wenigstens näherungsweise zusammenfallen,
richtet vom Achsenschnittpunkt des Führungsinstruments auf das Teleskop ( oder umgekehrt
) einen parallelen Strahlengang.der auf eine photoelektrische Empfangseinrichtung
:fällt, die ein Fehlersignal in zwei Komponenten erzeugt, wenn ihre eigene optische
Achse mit der Richtung des parallelen Strahlenganges nicht übereinstimmt. Dieses
Fehlersignal wird dann wahlweise zur Anzeige der Richtungsdifferenz oder zur automatischen
Ausrichtung des Teleskopes oder des Führungsinstrumentes benutzt.
| Bei vielen gröD:.@hen Geräten ist es r-"n notwendig, den. Achsen- |
| schnittpunkt, Lia den d:i_esin zwei Koordinaten beweglich sind, |
| durch funktionell wichtige 'P-auelei-°lte zu besetzen. Bei,
opti- |
| schen Teleskupen ist di:@s zum Beispiel für den sogenannten |
| Coude--Striphleng:.;ng des ortsfesten Coude-Spektrographen,
bei |
| Radioteleskc@eri `ür die Hohlleiter der ortsfesten Sende- und |
| Empfangseier ;h!,; r:gen -swingend erforderi ich. In diesen
Fällen |
| wäre die -; orteilhafte Ariwe-,::lung eines Führungsinstrumentes
zur |
| Richtungseinst:' 1ung der Teleskope uiimög-_ich. Zur Behebung
die- |
| ses Nachteiles j.ri.i:i daher vor.@eschlagen, das Führungsinstrument |
| in einer solchen exentr.@,@.raen Anordnung zu verwenden, daß
einer- |
| seit= da., Bew:z@,L": Lgszen#;ri:u für ,andere Zwe#cke i _
-ibleibt, wobei |
| dann der exzentrir,^he rel-:it :, durch eine entsprechende
opti- |
| scheüir@cht@.@x@ a=i dem es='="@:@;=';ellenden *lelesgc," ausgeglichen |
| werden karm. |
| Gegentand dev -;ror, f..iegendeaürfindung ist demnach eine
Vorrich- |
| tung zur Einsteli.ung oder Bes-tlr-:mung der Richtung größerer
opti- |
| scher oder radic.r:.@-:rcn:@.~_scher Teleskope in zwei Koordinaten |
| mit Hilfe eines Servoan-ür-J:ebes, bei der ein Lichtstrahl
in der |
| mittels eines opti ;;cheii Führungsinstrumentes bestimmten
Soll- |
richteng ausgesendet und von einer derart an dem auszurichtenden Gerät angebrachten
reflektierenden Einrichtung zurückgesandt wird, daß er bei einer Ablage des Teleskopes
gegenüber der Sollrichtung in einer photographischen Empfangseinrichtung an der
Vorrichtung elektrische Fehlersignale in den zwei Koordinaten erzeugt, mit denen
der Servoantrieb gesteuert wird und bei der der Schnittpunkt der Drehachse der Vorrichtung
mit demjenigen
des Gerätes wenigstens näherüngsweise übereinstimmt.
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Die Vorrrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie gegenüber der
raumfesten Drehachse versetzt angeordnet ist und daß die Versetzung am Gerät durch
an sich bekannte optische Mittel ausgeglichen ist.
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Die Erfindung sei an Hand der Fig. 1 bis-3 an dem Beispiel eines Radioteleskones
näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt ein Radioteleskop üblicher Bauart mit einem parabolischen
Antennensystem und einem Führungsinstrument.
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Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Ahordnung bei azimutaler Montierung
des Führungsinstruments und Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel bei äquatorialer
Lagerung des Führungsinstrumentes.
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In der Fig. 1 ist 1 ein azimutalgelagertes parabolisches Antennensystem,
das um die horizontale Achse ZZ' in den Rollenlagern 2 schwenkbar ist. Mit 3 sind
Entlastungsgewichte des Antennensystems bezeichnet. Der Turm 4, der das Antennensystem
trägt, ruht auf Rädern 5, die auf einem plangedrehten mit dem Fundament 6 festverbundenen
Stahlkranz ? rollen und eine Drehung des Antennensystems um die vertikale Achse
HH' ermöglichen. Die Drehung der Antennenanlage um die horizontale und vertikale
Achse
.erfolgt durch motorische Antriebsmittel, die nicht dargestellt
sind.-Im Innern des Turmes ist auf einem Pfeiler 8, der zur Vermeidung von Erschütterungsübertragungen
mit den die Antennenanlage tragenden Teilen nicht direkt in Berührung steht, ein
Präzisionsinstrument 9, das als Führungsinstrument dient, aufgestellt.
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Das Führungsinstrument ist um senkrechte Achsen, die Pol-und die Deklinationsachse
oder die Azimut- und die Elevationsachse, um das gleiche Drehzentrum, wie die Antenne
drehbar. An ihm sind parallel zu einer optischen Achse zwei weitere Fernrohre 10,
die mit lichtelektrischen Vorrichtungen zur Anzeige einer Lichtzeigerablage in der
senkrechten und horizontalen Richtung ausgebildet sind, befestigt. 11 ist ein in
der Antennenfläche befestigter planparalleler Spiegel. Die innere Oberfläche 13
des Spiegels wird von den beiden lichtelektrischen Vorrichtungen mit je einem Lichtzeiger
beaufschlagt. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei einer Abweichung des Lichtzeigers
von der Spiegelnormalen von den lichtelektrischen Vorrichtungen Fehlersignale erzeugt
werden, die als Regelimpulse auf die motorischen Mittel der Achsantriebe in dem
Sinne einwirken, daß die Abweichung verschwindet. Das Antennensystem folgt also
dem Führungsinstrument und stellt sich mit der durch die Spiegelnormale vorgegebene
Achse genau in die Richtung des Führungsinstrumentes ein.
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Bei dem. in Fig. 1 dargestellten Radioteleskop muß nun,da das gemeinsame
Bewegungszentrum vom Führungsinstrument besetzt ist,, die Sende- oder Empfangsanlage
auf dem beweglichen Teil
der Antenne mitgeführt werden. Eine ortsfeste
Anlage kann nicht realisiert werden.
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Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung bei einem Hadioteleskop
mit azimutaler Lagerung des Führungsinstruments. Mit 1 ist wieder das parabolische,
um die horizontale Achse ZZ' und die vertikale Achse HH' drehbare Antennensystem
bezeichnet. 20 ist ein optisches Führungsinstrument mit Fehlerdetektor 21, einem
Fernrohr 22, einem Teilkreis 23 und dem Fernrohrenblick 24. 25 ist ein Ausgleichsgewicht,
das mit dem Führungsinstrument 20 auf der um die Achse HH' drehbaren grundplatte
26 befestigt ist. Die Grundplatte ruht auf dem ortsfesten Fundamentsockel B. Durch
die hohle Drehachse der Grundplatte 26 ist eine als starrer Hohlleiter ausgebildete
Huchfrequenzleitung 27, die über die Drehkupplungen 28 und 29 mit dem Antennensystem
verbunden ist, geführt. Der Fehlerdetektor 21 arbeitet mit einem im Scheitelpunkt
des Antennensystems angeordneten Spiegel 30 zusammen, wobei der Lichtweg über die
Umlenkspiegel 31 und 32 geleitet ist. Die Hochfrequenzeinrichtung, die in der Figur
nicht angedeutet ist, ist unterhalb der Ebene, in der das Führungsinstrument liegt,
in der Nähe des Sockels 8 ortsfest angeordnet. In der Figur 2 ist der Fall dargestellt,
daß die Drehachse'.
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' der Grundplatte 20 für die Durchführung der Hochfrequenzleitung
aupreicht. Bei größerem Platzbedarf kann das ganze Führungsinstrument auf einem
Spurkreis des' Sockels 8 so be-, festigt werden:, daß es um den Sockel umläüfen
kann. Dia Über= tragung des Drehwinkels vom Sockel auf das Instrument erfolgt dann
über zwei Präziaionszahnkränze, von denen der eine fest
mit dem
Sockel und der andere fest mit dem Führungsinstrument verbunden ist. Wie der Figur
zu entnehmen ist, ist `das Antennensystem, das Führungsinstrument und der am Antennensystem
befestigte Teil der Hochfrequenzleitung um, die Achse ZZ' drehbar, Antennensystem,
Führungsinstrument und Hochfrequenzleitung außerdem auch um die Achse HH', wobei
jedoch das Führungsinstrument zu dieser Drehachse versetzt angeordnet ist. Diese
seitliche Versetzung des Führungsinstrumentes ist jedoch für die Ausrichtung der
Achsen von Führungsinstrument und Antennensystem unerheblich. Figur 3 zeigt schließlich
die erfindungsgemäße Anordnung für den Fall der äquatorialen Lagerung des Führungsinstruments.
Mit 8 ist wieder der ortsfeste Fundamentsockel bezeichnet, auf dem das Führungsinstrument
40 ruht. Die fest mit dem Sockel 8 verbundene Grundplatte 41 des Führungsinstruments
trägt die Achslagerung sowie den gegen die Stundenachse PP' versetzt angeordneten
und um diese Achse und die Deklinationsachse AA' drehbaren Fehlerdetektor 42. Der
Fehlerdetektor arbeitet mit einem im Scheitelpunkt des Antennensystems 1 angebrachten
Reflektor 43 zusammen. Der Reflektor ist so groß, daß das Lichtbündel des exentrisch
gelagerten Führungsinstrumentes einen greis um die Spiegelachse mit der Exzentrizität
des Führungsinstrumentes als Radius beschreiben kann. Das Antennensystem ist um
die Azimutachse HH' und um die senkrecht zur Bildebene verlaufende und diese im
Punkte Z schneidende Elevationsachse drehbar. Der Hohlleiter 44 ist durch die Stundenachse
des Führungsinstruments geführt, verläuft dann über eine Drehkupplung 45 in Richtung
der Azimutachse HH', biegt ab in Richtung
der Elvationsachse, läuft
über das Führungsinstrument hinweg, dann nach unten bis in die Höhe der Elevationsachse
und mündet waagerecht in diese ein, wobei in der Höhe der Elevationsachse eine weitere
Drehkupplung am Hohlleiter vorgesehen ist, um die Beweglichkeit* der Hochfrequenzleitung
.bei Schwenkungen des Antennensystems um: die Elevationsachse sicherzustellen.
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In den Fig. 2 und 3 ist angenommen, daß der Hohlleiter sich innerhalb
der Hohlachse des Führungsinstruments bei Drehung des M-rungsinstrqments,nicht mitdreht..Die,Hohlachse
des Führungsinstrumentes kann jedoch auch selbst als Hohlleiter dienen, dann sind
vor und hinter dem Führungsinstrument Drehkupplungen am Hohlleiter vorzusehen.
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Wie einzusehen, ist die erfindungsgemäße Ausbildung unabhängig von
der Anordnung des Fehlerdetektors, diese kann z.B. auch am Antennensystem angebracht
sein und mit einem am Führungsinstrument vorgesehenen Reflektor zusammenarbeiten.