RU2013826C1 - Support-rotary mount for ground aerial tracking geostationary artificial earth satellite - Google Patents

Support-rotary mount for ground aerial tracking geostationary artificial earth satellite Download PDF

Info

Publication number
RU2013826C1
RU2013826C1 SU5024999A RU2013826C1 RU 2013826 C1 RU2013826 C1 RU 2013826C1 SU 5024999 A SU5024999 A SU 5024999A RU 2013826 C1 RU2013826 C1 RU 2013826C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirror
axis
rod
polar axis
antenna
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.Д. Трошин
Original Assignee
Брянское специальное конструкторское бюро
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Брянское специальное конструкторское бюро filed Critical Брянское специальное конструкторское бюро
Priority to SU5024999 priority Critical patent/RU2013826C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2013826C1 publication Critical patent/RU2013826C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: support-rotary mounts with polar suspension. SUBSTANCE: aerial reflector is anchored on polar axis with the aid of two tie-rods of variable length. Polar axis is mounted on elevation angle bracket. Tie-rods are hinged to polar axis. Axle of hinge of one of tie-rods is displaced with respect to polar axis towards reflector in upper position of tie-rod and outwards from reflector in lower position of tie-rod. EFFECT: simplified design, improved reliability. 6 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике, а именно к конструкциям опорно-поворотных устройств (ОПУ) антенн, в частности к ОПУ с полярной подвеской, где ось вращения зеркала антенны параллельна оси вращения Земли и направлена на полярную звезду. The invention relates to antenna technology, and in particular to designs of slewing devices (OPU) of antennas, in particular to OPU with a polar suspension, where the axis of rotation of the antenna mirror is parallel to the axis of rotation of the Earth and is directed to the polar star.

Известно устройство для ориентации спутника. Недостатком этого устройств является сложность конструкции. A device for orienting a satellite is known. The disadvantage of this device is the design complexity.

Известна несущая конструкция спутниковой антенны. Это устройство содержит полярную ось, установленную с возможностью вращения в поворотном кронштейне. Зеркало антенны установлено на полярной оси посредством тяг переменной длины. The known supporting structure of a satellite dish. This device contains a polar axis mounted rotatably in a swivel bracket. The antenna mirror is mounted on the polar axis by means of rods of variable length.

Недостатком конструкции является то, что нет коррекции угла места в зависимости от изменения азимутального угла. The disadvantage of the design is that there is no correction of the elevation angle depending on changes in the azimuthal angle.

Сущность изобретения заключается в таком закреплении зеркала, где при его вращении относительно полярной оси оно дополнительно поднимается или опускается на величину, соответствующую угловой погрешности отслеживания орбиты ИСЗ (см. фиг. 2). Причем поворот зеркала происходит по тому же закону, по которому увеличивается погрешность слежения орбиты. Закрепляется зеркало следующим образом: в нижней части зеркало крепится к каретке (подвижная часть ОПУ) шарнирно. В верхней части зеркало крепится в помощью тяги к неподвижной части основания ОПУ, причем ось шарнира, соединяющая тягу с основанием ОПУ смещена относительно полярной оси ближе к зеркалу. При этом радиус вращения тяги будет меньше радиуса вращения зеркала. За счет этого при повороте зеркала относительно полярной оси тяга будет дополнительно поворачивать зеркало в ту или другую сторону. Причем величина поворота зависит от величины смещения оси тяги и плеча h (см. фиг. 6) относительно шарнира зеркала. Если тягу установить в нижней части ОПУ, то смещение оси шарнира должно быть в противоположную сторону (дальше от зеркала). The essence of the invention lies in such a fixing of the mirror, where when it rotates around the polar axis, it additionally rises or falls by an amount corresponding to the angular error of tracking the satellite’s orbit (see Fig. 2). Moreover, the rotation of the mirror occurs according to the same law, according to which the error in tracking the orbit increases. The mirror is fixed as follows: in the lower part, the mirror is attached to the carriage (the movable part of the control panel) pivotally. In the upper part, the mirror is attached by means of traction to the fixed part of the base of the OPU, and the axis of the hinge connecting the rod with the base of the OPU is shifted closer to the mirror relative to the polar axis. In this case, the radius of rotation of the thrust will be less than the radius of rotation of the mirror. Due to this, when the mirror is rotated relative to the polar axis, the rod will additionally rotate the mirror in one direction or another. Moreover, the amount of rotation depends on the amount of displacement of the axis of the thrust and shoulder h (see Fig. 6) relative to the hinge of the mirror. If the thrust is installed in the lower part of the control panel, then the displacement of the hinge axis should be in the opposite direction (further from the mirror).

На фиг. 1 представлен вид из космоса на земной шар и геостационарную орбиту ИСЗ; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1 ( β- угловая погрешность слежения); на фиг. 3 - ОПУ; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3; на фиг. 5 вид по стрелке фиг. 3, где схематично показана величина смещения шарнира зеркала при повороте его на угол α; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 5, где схематично показан угол поворота β1 зеркала вокруг шарниров.In FIG. 1 shows a view from space of the globe and the geostationary satellite orbit; in FIG. 2 is a section AA of FIG. 1 (β is the angular tracking error); in FIG. 3 - OPU; in FIG. 4 - node I in FIG. 3; in FIG. 5 is a view along the arrow of FIG. 3, which schematically shows the magnitude of the displacement of the mirror hinge when it is rotated through an angle α; in FIG. 6 is a section BB in FIG. 5, where the rotation angle β 1 of the mirror around the hinges is schematically shown.

Проекция радиуса слежения антенны R меньше радиуса орбиты ИСЗ, за счет чего орбита ИСЗ не совпадает с проекцией условной орбиты слежения антенной. Погрешность слежения увеличивается при большем повороте антенны от положения "юг". Например, для средних районов России при повороте антенны от положения "юг" на 60о погрешность слежения (угол β) составляет ≈0,3о. Как видно из схемы на фиг. 2 зеркало нужно устанавливать следующим образом: антенну направить на юг; оптическую ось зеркала сначала направить параллельно экваториальной плоскости Земли ( Ψ= 0), а затем оптическую ось зеркала повернуть к орбите ИСЗ. Для средних районов России Ψ ≈ 6. . . 8о.The projection of the tracking radius of the antenna R is less than the radius of the satellite’s orbit, due to which the satellite’s orbit does not coincide with the projection of the conventional antenna tracking orbit. The tracking error increases with a larger rotation of the antenna from the "south" position. For example, for medium Russian areas by rotating the antenna of the position "south" 60 of the tracking error (angle β) is about ≈0,3. As can be seen from the diagram in FIG. 2 mirror should be installed as follows: direct the antenna to the south; first, direct the optical axis of the mirror parallel to the equatorial plane of the Earth (Ψ = 0), and then turn the optical axis of the mirror to the satellite orbit. For the middle regions of Russia Ψ ≈ 6.. . 8 about .

Если эти операции будут выполнены с большей точностью, то погрешность слежения составит ≈ 0,3о, что значительно повлияет на качество изображения. Для того, чтобы устранить эту погрешность нужно при повороте зеркала от положения "Юг" увеличивать угол Ψ по такому закону, каким определяется погрешность β (см. фиг. 2)
Предлагаемая конструкция ОПУ (см. фиг. 3) содержит зеркало 1, которое шарнирно крепится к подвижной части ОПУ 2, где основание 3 шарнирно крепится к стойке 4. Ось 5 вращения зеркала - это полярная ось, наклон которой производится винтом 6. Поворот зеркала 1 относительно полярной оси 5 производится ручным приводом 7. Верхняя часть зеркала крепится тягой 8 к кронштейну 9 (неподвижная часть), кронштейн 9 жестко крепится к основанию 3 ОПУ так, чтобы он мог смещаться для изменения расстояния a между полярной осью 5 и осью шарнира тяги 8. Размер a устанавливается один раз при настройке антенны. Тяга 8 поворачивает на себя зеркало 1 на величину b (см. фиг. 6) относительно оси 10. На фиг. 4 показана подвижная часть основания 3, которая вращается с помощью втулок 11 на осях 12, жестко закрепленных на подвижной части основания 3. Измерение углового смещения зеркала производится с помощью шкалы 13 и стрелки 14.If these operations are performed with greater accuracy, then the tracking error will be ≈ 0.3 about , which will significantly affect the image quality. In order to eliminate this error, when turning the mirror from the “South” position, increase the angle Ψ according to the law that determines the error β (see Fig. 2)
The proposed design of the OPU (see Fig. 3) contains a mirror 1, which is pivotally attached to the moving part of the OPU 2, where the base 3 is pivotally attached to the rack 4. The axis 5 of rotation of the mirror is the polar axis, the inclination of which is made by screw 6. Mirror 1 relative to the polar axis 5 is made by a manual drive 7. The upper part of the mirror is attached by a rod 8 to the bracket 9 (fixed part), the bracket 9 is rigidly attached to the base 3 of the control panel so that it can be displaced to change the distance a between the polar axis 5 and the axis of the rod 8 .Size a sets once during antenna setup. The rod 8 rotates the mirror 1 toward itself by a value b (see FIG. 6) with respect to the axis 10. In FIG. 4 shows the movable part of the base 3, which rotates with the help of bushings 11 on the axles 12, rigidly mounted on the movable part of the base 3. The measurement of the angular displacement of the mirror is carried out using the scale 13 and arrow 14.

Новым в предлагаемом устройстве является крепление тяги 8 (см. фиг. 3) к неподвижной части основания 3 ОПУ и смещение оси шарнира тяги на величину a. New in the proposed device is the fastening of the rod 8 (see Fig. 3) to the fixed part of the base 3 of the control panel and the displacement of the axis of the hinge of the rod by a.

Размер a выставляется один раз при подготовке антенны к эксплуатации. Его величина зависит от географической широты места установки антенны и размера h ОПУ (см. фиг. 6), т. е. плеча поворота зеркала относительно шарниров 10. Dimension a is set once when preparing the antenna for use. Its value depends on the geographical latitude of the installation site of the antenna and the size h of the control panel (see Fig. 6), i.e., the arm of rotation of the mirror relative to the hinges 10.

Работа ОПУ производится следующим образом. The work of the OPU is as follows.

При повороте зеркала 1 вокруг полярной оси 5 ручным или электромеханическим приводом 7 на запад или восток от положения "Юг" оптическая ось зеркала будет подниматься или опускаться относительно орбиты ИСЗ. Отклонение будет увеличиваться при увеличении угла поворота антенны. When the mirror 1 is rotated around the polar axis 5 by a manual or electromechanical drive 7 to the west or east from the "South" position, the optical axis of the mirror will rise or fall relative to the satellite’s orbit. The deviation will increase with increasing angle of rotation of the antenna.

С другой стороны при повороте зеркала 1 вокруг полярной оси 5 за счет смещения оси шарнира 15 (см. фиг. 5) относительно полярной оси тяга 8 будет поворачивать на себя зеркало 1 на величину b (см. фиг. 5) относительно осей 10 (см. фиг. 3,6), соответствующую углу погрешности отслеживания орбиты β (см. фиг. 2). On the other hand, when the mirror 1 is rotated around the polar axis 5 due to the displacement of the axis of the hinge 15 (see Fig. 5) relative to the polar axis, the rod 8 will rotate the mirror 1 on itself by a value of b (see Fig. 5) relative to the axes 10 (cm Fig. 3.6), corresponding to the angle of the tracking error of the orbit β (see Fig. 2).

Таким образом при повороте зеркала относительно полярной оси в пределах видимой части орбиты оптическая ось его будет точно без погрешностей отслеживать орбиту ИСЗ. Thus, when the mirror rotates about the polar axis within the visible part of the orbit, its optical axis will accurately track the satellite’s orbit without errors.

Конструкция тяги 8 обеспечивает за счет изменения ее длины установку угла Ψ (см. фиг. 2) в зависимости от географической широты места нахождения антенны. На концах тяги имеются шаровые или другие шарниры, но можно применять и карданы. Как видно из фиг. 1 и 2, при повороте зеркала на угол α его оптическая ось опускается относительно орбиты ИСЗ, создавая погрешность слежения β . На фиг. 5 показана работа тяги 8, за счет смещения оси вращения шарнира 15 тяги на величину a радиус вращения зеркала r будет меньше радиуса вращения R1 на величину b, т. е. при вращении зеркала тяги подтягивать на себя зеркало. При этом угловое смещение зеркала на угол β1 (см. фиг. 6) должно равняться погрешности слежения β (см. фиг. 2). Если тягу установить в нижней части зеркала, а ширины зеркала - в верхней, то смещение оси шарнира должно быть направлено относительно полярной оси дальше от зеркала. Такие конструктивные решения могут быть использованы.The design of the rod 8 provides, by changing its length, the installation of the angle Ψ (see Fig. 2), depending on the geographical latitude of the location of the antenna. There are ball or other joints at the ends of the link, but cardans can also be used. As can be seen from FIG. 1 and 2, when the mirror is rotated through an angle α, its optical axis drops relative to the satellite’s orbit, creating a tracking error β. In FIG. 5 shows the operation of the rod 8, due to the displacement of the axis of rotation of the hinge 15 of the rod by a value, the radius of rotation of the mirror r will be less than the radius of rotation R 1 by a value of b, i.e., when rotating the mirror of the rod, pull the mirror onto itself. In this case, the angular displacement of the mirror by the angle β 1 (see Fig. 6) should be equal to the tracking error β (see Fig. 2). If the rod is installed at the bottom of the mirror and the width of the mirror is at the top, then the offset of the hinge axis should be directed farther from the polar axis relative to the polar axis. Such constructive solutions can be used.

Ниже приводится алгоритм определения величины a в зависимости от географической широты места нахождения антенны и плеча h (см. фиг. 6). Программа составлена для программируемого микрокалькулятора МК-61. Below is the algorithm for determining the value of a depending on the geographical latitude of the location of the antenna and arm h (see Fig. 6). The program is compiled for the MK-61 programmable microcalculator.

Первая часть программы до шага 48 определяет погрешность слежения β , вторая часть программы определяет угловое смещение зеркала относительно своих шарниров при различных величинах a, начиная с "0" и увеличивая a каждый раз на 0,1 мм. The first part of the program until step 48 determines the tracking error β, the second part of the program determines the angular displacement of the mirror relative to its hinges at various values of a, starting from "0" and increasing a each time by 0.1 mm.

Оператор F≥0 сравнивает величину погрешности слежения с величиной углового смещения зеркала. Как только они будут равны, программа останавливается и на табло высвечивается величина a. The operator F≥0 compares the magnitude of the tracking error with the magnitude of the angular displacement of the mirror. As soon as they are equal, the program stops and the value a is displayed on the board.

Была рассчитана величина a для различных углов α поворота антенны относительно положения "Юг" (нулевое положение), (см. фиг. 5 и 6). На всех углах α величина a одинакова. Это подтверждает правильность расчетов. Значения величины a находятся в пределах ≈1,8. . . 3 мм, ниже приводятся исходные формулы и программа. The value of a was calculated for various angles α of rotation of the antenna relative to the South position (zero position), (see Figs. 5 and 6). At all angles α, the quantity a is the same. This confirms the correctness of the calculations. The values of a are in the range ≈1.8. . . 3 mm, the initial formulas and the program are given below.

Угловая погрешность слежения антенной орбиты ИСЗ
β = arctg

Figure 00000001
-→
→- arctg
Figure 00000002
Figure 00000003
, где φ - географическая широта места нахождения антенны, градусы;
α - угловое смещение оптической оси зеркала антенны относительно нулевой точки (направление на юг), градусы.Angular error of tracking satellite antenna orbit
β = arctg
Figure 00000001
- →
→ - arctg
Figure 00000002
Figure 00000003
where φ is the geographical latitude of the location of the antenna, degrees;
α is the angular displacement of the optical axis of the antenna mirror relative to the zero point (southward direction), degrees.

Угловое смещение зеркала по углу места относительно шарнира 10 (см. фиг. 6) за счет смещения оси вращения тяги относительно полярной оси, градусы
β1= arctg

Figure 00000004
, где R1 радиус вращения точки шарнира тяги на зеркале относительно полярной оси ММ;
a - смещение оси шарнира тяги относительно полярной оси ММ.The angular displacement of the mirror in elevation relative to the hinge 10 (see Fig. 6) due to the displacement of the axis of rotation of the rod relative to the polar axis, degrees
β 1 = arctg
Figure 00000004
where R 1 is the radius of rotation of the thrust hinge point on the mirror relative to the polar axis MM;
a is the displacement of the axis of the traction hinge relative to the polar axis MM.

В память П6 рекомендуется ввести ноль. По мере работы программы величина a будет увеличиваться до тех пор, пока не сравняются углы β и β1, после чего произойдет остановка программы.It is recommended to enter zero in the memory of P6. As the program runs, the value of a will increase until the angles β and β 1 are equal, after which the program will stop.

При необходимости можно вызвать из памяти величину погрешности β. (П_→ Х1) в минутах. If necessary, the error β can be recalled from memory. (P_ → X1) in minutes.

Claims (1)

ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАЗЕМНОЙ АНТЕННЫ, СОПРОВОЖДАЮЩЕЙ ГЕОСТАЦИОНАРНЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ, содержащее полярную ось, установленную с возможностью вращения в поворотном кронштейне, тягу переменной длины, один конец которой предназначен для крепления зеркала антенны к поворотному кронштейну, шарнир с горизонтальной осью вращения, закрепленный на полярной оси и предназначенный для крепления антенны, отличающееся тем, что другой конец тяги переменной длины закреплен посредством шарнира на поворотном кронштейне так, что ось шарнира смещена относительно полярной оси в сторону к зеркалу при верхнем расположении тяги переменной длины и в сторону от зеркала - при нижнем ее расположении. SWIVEL AND ROTARY DEVICE FOR A TERRESTRIAL ANTENNA, ACCOMPANYING A GEOSTATIONARY ARTIFICIAL EARTH SATELLITE, containing a polar axis mounted rotatably in a swivel bracket, a rod of variable length, one end of which is designed to mount the antenna mirror to a rotary bracket with a hinge, polar axis and designed to mount the antenna, characterized in that the other end of the rod of variable length is fixed by a hinge to the swivel bracket so that then the axis of the hinge is shifted relative to the polar axis to the side of the mirror at the upper position of the rod of variable length and to the side of the mirror at its lower location.
SU5024999 1992-02-03 1992-02-03 Support-rotary mount for ground aerial tracking geostationary artificial earth satellite RU2013826C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5024999 RU2013826C1 (en) 1992-02-03 1992-02-03 Support-rotary mount for ground aerial tracking geostationary artificial earth satellite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5024999 RU2013826C1 (en) 1992-02-03 1992-02-03 Support-rotary mount for ground aerial tracking geostationary artificial earth satellite

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2013826C1 true RU2013826C1 (en) 1994-05-30

Family

ID=21595744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5024999 RU2013826C1 (en) 1992-02-03 1992-02-03 Support-rotary mount for ground aerial tracking geostationary artificial earth satellite

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2013826C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796176C1 (en) * 2022-12-27 2023-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурский государственный университет" Rotary device of cubesat 1-3u satellite transport and launch container simulator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796176C1 (en) * 2022-12-27 2023-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурский государственный университет" Rotary device of cubesat 1-3u satellite transport and launch container simulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4126865A (en) Satellite tracking dish antenna
US3945015A (en) Satellite tracking antenna having a dish moveably supported at three points
US4232320A (en) Mount for earth station antenna
US5576722A (en) Mobile satellite antenna base and alignment apparatus
JP2959696B2 (en) Satellite torque balancing method and apparatus
US3942865A (en) Portable telescope
CA1188285A (en) Process and device for aligning a satellite roll axis in a given direction
US3510877A (en) Antenna positioning device for following moving bodies
US3840284A (en) Portable telescope
US3546704A (en) Satellite tracking dish antenna with course and fine driving mechanism
RU113878U1 (en) FULL-TURN RECEIVING MIRROR ANTENNA
US3729266A (en) Apparatus for automatically directing and maintaining a beam of electromagnetic radiation relative to earth horizontal
KR102085594B1 (en) Observation device capable of omnidirectional observation without blind zone
RU2013826C1 (en) Support-rotary mount for ground aerial tracking geostationary artificial earth satellite
CN1025995C (en) Attitude pointing error correction system and method for geosynchronous satellites
US4924593A (en) Method for aligning a two-axis platform
DE2030215C3 (en) Device for tracking a target through a beam of light
US5852423A (en) Variable pointing antenna mount, suitable for satellite telecommunication antennas
RU2512257C1 (en) Telescope mount
US4821047A (en) Mount for satellite tracking devices
JPS60210793A (en) Regulator for angle of precision apparatus
US2693032A (en) Telescope mounting
US5479181A (en) Antenna tracking mechanism
US2552132A (en) Torque applying means for rotating gimbal type gyroscopes
JPS61281917A (en) Stabilized platform device