PL196954B1 - Urządzenie antenowe - Google Patents

Abstract

1. Urz adzenie antenowe, wyposa zone w reflektor antenowy, w element nadawczo-odbiorczy, oraz w jednostk e detekcji sygna lów przetwarzaj aca ode- brane od celu sygna ly wej sciowe w okre slonej sze- roko sci pasma cz estotliwo sciowego, oraz generuj ac a na ich podstawie sygna ly steruj ace do wyrównania reflektora z celem, przy czym jednostka detekcji sygna lów sk lada si e z konwertera sygna lowego i z po laczonej z ni a szeregowo jednostki obliczenio- wej, znamienne tym, ze wyposa zone jest w pierw- sza jednostk e detekcji ruchu (13), zawieraj ac a przy- mocowane do tylnej strony reflektora antenowego (10) trójwspó lrz edne czujniki (131, 132, 134) detekuj ace zmiany po lo zenia reflektora antenowego (10), których wyj scie sygna lowe (130) po laczone jest z wej sciem sygna lowym (1230) jednostki obliczeniowej (123) generuj acej sygna ly steruj ace, z której wej sciem po- laczony jest równie z konwerter sygna lowy z automa- tyczn a redukcj a szeroko sci pasma z maksymalnego do w ezszego zakresu cz estotliwo sci, oraz w jednost- ke nap edow a (15) wyrównuj aca mechanicznie reflek- tor antenowy (10) w odpowiedzi na sygna ly steruj ace pochodz ace z tego reflektora antenowego (10), oraz z pierwszej jednostki detekcji ruchu (13). PL PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196954 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 346018 ⁽¹³⁾ (22) Data zgłoszenia: 06.08.1999 ^{(51) Int.Cl.}

H01Q 3/00 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

06.08.1999, PCT/SE99/01341 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

24.02.2000, WO00/10224 PCT Gazette nr 08/00 (54)

Urządzenie antenowe

(30) Pierwszeństwo: 13.08.1998,SE,9802720-4	(73) Uprawniony z patentu: C2SAT COMMUNICATIONS AB,Nacka,SE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 14.01.2002 BUP 02/02	(72) Twórca(y) wynalazku: Mats Nilsson,Saltsjobaden,SE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	(74) Pełnomocnik:
29.02.2008 WUP 02/08	Kamiński Zbigniew, KANCELARIA PATENTOWA

(57) 1. Urządzenie antenowe, wyposażone w reflektor antenowy, w element nadawczo-odbiorczy, oraz w jednostkę detekcji sygnałów przetwarzającą odebrane od celu sygnały wejściowe w określonej szerokości pasma częstotliwościowego, oraz generującą na ich podstawie sygnały sterujące do wyrównania reflektora z celem, przy czym jednostka detekcji sygnałów składa się z konwertera sygnałowego i z połączonej z nią szeregowo jednostki obliczeniowej, znamienne tym, że wyposażone jest w pierwszą jednostkę detekcji ruchu (13), zawierającą przymocowane do tylnej strony reflektora antenowego (10) trójwspółrzędne czujniki (131, 132, 134) detekujące zmiany położenia reflektora antenowego (10), których wyjście sygnałowe (130) połączone jest z wejściem sygnałowym (1230) jednostki obliczeniowej (123) generującej sygnały sterujące, z której wejściem połączony jest również konwerter sygnałowy z automatyczną redukcją szerokości pasma z maksymalnego do węższego zakresu częstotliwości, oraz w jednostkę napędową (15) wyrównującą mechanicznie reflektor antenowy (10) w odpowiedzi na sygnały sterujące pochodzące z tego reflektora antenowego (10), oraz z pierwszej jednostki detekcji ruchu (13).

PL 196 954 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie antenowe, wyposażone w reflektor antenowy, w element nadawczo-odbiorczy, oraz w jednostkę detekcji sygnałów przetwarzającą odebrane od celu sygnały wejściowe w określonej szerokości pasma częstotliwościowego, oraz generującą na ich podstawie sygnały sterujące do wyrównania reflektora z celem, przy czym jednostka detekcji sygnałów składa się z konwertera sygnałowego i z połączonej z nią szeregowo jednostki obliczeniowej.

Urządzenie antenowe może być stacjonarne, albo zamontowane na ruchomej podstawie nośnej, zarówno lądowej, jak i morskiej. Jednostka detekcji sygnałów składa się z konwertera sygnałowego, oraz z połączonej z nią szeregowo jednostki obliczeniowej.

W tego typu znanych urządzeniach antenowych stosowane są oddzielne systemy naprowadzania i śledzenia, których celem jest optymalizacja namiaru, na przykład satelitów przez naziemne systemy antenowe, oraz uzyskanie między nimi właściwego wyrównania. Osiągnięcie dużej dokładności dynamicznego naprowadzania znanych urządzeń antenowych wymaga bardzo dużych nakładów inwestycyjnych. Mimo tego, dokładność naprowadzania na cel może być zakłócona przez siły zewnętrzne, jak na przykład ruch podstawy nośnej anteny, wiatr i fale morskie.

Ze względu na wzajemny ruch urządzenia antenowego i obiektu celowego, na systemy naprowadzania nałożone są bardzo wysokie wymagania, które z kolei ograniczają wybór układów detekcji sygnałów docierających od celu jedynie do niezwykle kosztownego oprzyrządowania. W celu osiągnięcia wysokiej dokładności dynamicznego naprowadzania zastosowano technologię monoimpulsową, która wymaga jednak użycia bardzo kosztownego układu detekcji sygnałów, na przykład szerokopasmowego analizatora widma.

Znane dotychczas systemy antenowe nie pozwalają na korektę dryfu i niestabilności podstawowej składowej nieliniowej, która dostarcza informacji o danych odniesienia. W konsekwencji, znane systemy antenowe poddane są ciągłym dryfom w czasie, pod wpływem zmian temperatury i prądu.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych A. P. nr. US 5521604 ujawnia system anteny śledzącej zamocowanej na pojeździe, z wykorzystaniem zmian częstotliwości. System składa się z reflektora, z elementu nadawczo-odbiorczego, oraz z jednostki detekcji sygnał ów, przetwarzają cej sygnał y wejściowe pochodzące od celu, oraz sygnały sterujące do wyrównywania reflektora z celem. System ten nie pracuje w trzech wymiarach, przez co ograniczona jest prędkość, z jaką następuje sterowanie wyrównywania reflektora z celem.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji urządzenia antenowego, która zapewni ciągłe i dokładne śledzenie ruchomych źródeł sygnałowych zlokalizowanych nad horyzontem anteny zamocowanej na ruchomej podstawie, oraz znacząco obniży koszty jej wytwarzania, a tym samym wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas urządzeń antenowych.

Istotę wynalazku stanowi urządzenie antenowe, wyposażone w reflektor antenowy, w element nadawczo-odbiorczy, oraz w jednostkę detekcji sygnałów przetwarzającą odebrane od celu sygnały wejściowe w określonej szerokości pasma częstotliwościowego, oraz generującą na ich podstawie sygnały sterujące do wyrównania reflektora z celem, przy czym jednostka detekcji sygnałów składa się z konwertera sygnałowego i z połączonej z nią szeregowo jednostki obliczeniowej. Urzą dzenie antenowe charakteryzuje się tym, że wyposażone jest w pierwszą jednostkę detekcji ruchu, zawierającą przymocowane do tylnej strony reflektora antenowego trójwspółrzędne czujniki detekujące zmiany położenia reflektora antenowego, których wyjście sygnałowe połączone jest z wejściem sygnałowym jednostki obliczeniowej generującej sygnały sterujące, z której wejściem połączony jest również konwerter sygnałowy z automatyczną redukcją szerokości pasma z maksymalnego do węższego zakresu częstotliwości, oraz w jednostkę napędową wyrównującą mechanicznie reflektor antenowy w odpowiedzi na sygnały sterujące pochodzące z tego reflektora antenowego, oraz z pierwszej jednostki detekcji ruchu.

Konwerter sygnałowy dokonuje automatycznej i przyrostowej redukcji szerokości pasma z maksymalnego do węższego zakresu częstotliwości, który jest inicjowany i utrzymywany do momentu detekcji oczekiwanego w tym zakresie sygnału wejściowego. System czujników służy do detekcji niepożądanych zmian położenia reflektora antenowego, oraz do ustawienia i utrzymywania odpowiedniego położenia tego reflektora względem celu. W przypadku optymalnej detekcji sygnału, czujniki ustawione są na wartość zerową, a zakres częstotliwości konwertera sygnałowego redukowany jest z aktualnego zakresu do następnego węższego, do momentu detekcji możliwie najlepszej wartości sygnału wejściowego.

PL 196 954 B1

Urządzenie wyposażone jest korzystnie w drugą jednostkę detekcji ruchu, zawierającą czujniki detekujące zmiany położenia każdej z osi obrotowych urządzenia pod wpływem sił zewnętrznych. Wyjście sygnałowe tych czujników połączone jest z wejściem sygnałowym drugiej jednostki obliczeniowej, której wyjście sygnałowe połączone jest z wejściem sygnałowym jednostki sterującej, połączonej swym wejściem sygnałowym z wyjściem sygnałowym pierwszej jednostki obliczeniowej, zaś swym wyjściem sygnałowym - z wejściem sygnałowym jednostki napędowej.

System czujników dostarcza informacji o względnej zmianie położenia urządzenia antenowego spowodowanej siłami zewnętrznymi, na podstawie danych prędkości (DV_X, DV_Y, DV_Z). Dane z tych czujników, odnoszące się do zmian prędkości w ustalonym okresie czasu, mogą być użyte jako wartości wejściowe do nadrzędnej, skomputeryzowanej systemowej jednostki sterującej, która z kolei przesyła te wartości do jednostki napędowej kompensującej zmiany położenia urządzenia antenowego wywołanego siłami zewnętrznymi.

System czujników może być użyty do przynajmniej dwóch różnych celów, to jest do kompensacji sił zewnętrznych działających na urządzenie antenowe, jako wynik ruchu podstawy, do której jest ono przymocowane, jak również do detekcji wyznaczonego i/lub obliczonego za pomocą jednostki obliczeniowej wzoru ruchu reflektora śledzącego sygnał celu o znanej orbicie.

System czujników odpowiada więc za pełną, ciągłą kompensację wpływu sił zewnętrznych na układ antenowy.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, urządzenie antenowe wyposażone jest w trzecią jednostkę detekcji ruchu, zawierającą czujniki detekujące kompensację ruchu każdej z osi obrotowych urządzenia w odpowiedzi na dane kompensacyjne generowane przez jednostkę sterującą urządzenia. Wyjście sygnałowe tych czujników połączone jest z wejściem sygnałowym trzeciej jednostki obliczeniowej, której wyjście sygnałowe połączone jest z wejściem sygnałowym jednostki sterującej.

Dane kompensacyjne dotyczą głównie zmian temperatury i starzenia się układów elektronicznych urządzenia antenowego. Brak danych kompensacyjnych mógłby stanowić przyczynę generacji błędnych danych wyjściowych.

Korzystnym jest, jeżeli konwerter sygnałowy urządzenia antenowego składa się z dwóch, połączonych szeregowo jednostek, to jest z jednostki wysokoczęstotliwościowej, której wejście połączone jest z wyjściem elementu nadawczo-odbiorczego, oraz z jednostki średnioczęstotliwościowej redukującej szerokość pasma częstotliwościowego, której wejście połączone jest z wyjściem jednostki wysokoczęstotliwościowej.

Wynalazek jest w przykładzie rozwiązania konstrukcyjnego wyjaśniony na rysunku, na którym fig.1 przedstawia schemat urządzenia antenowego, w widoku perspektywicznym, a fig.2 - schemat blokowy układu sterującego urządzenia antenowego według fig. 1.

Przedstawione na fig. 1 urządzenie antenowe według wynalazku składa się z reflektora antenowego 10, z elementu nadawczo-odbiorczego 11, przymocowanego do tylnej strony reflektora antenowego 10 za pomocą ramienia 110, z jednostki detekcji sygnałów 12, oraz z pierwszej jednostki detekcji ruchu 13, wyposażonej w czujniki 131, 132 i 133 (fig. 2) do detekcji trójwymiarowego ruchu reflektora antenowego 10. Jednostka detekcji sygnałów 12 i pierwsza jednostka detekcji ruchu 13 stanowią korzystnie jedną jednostkę przymocowaną do tylnej strony reflektora antenowego 10. Czujniki te przystosowane są do detekcji ruchu reflektora antenowego 10 wokół trzech osi, wywołanego siłami zewnętrznymi.

Element nadawczo-odbiorczy 11 stanowi na przykład głowicę tubową, korzystnie taką jak tą znaną ze szweckiego zgłoszenia patentowego nr 9402587-1 pod tytułem „Tubowa głowica nadawczo-odbiorcza, zwłaszcza do układu dwukierunkowej komunikacji satelitarnej”. Reflektor antenowy 10 przymocowany jest mechanicznie do podstawy 16, która z kolei przymocowana jest na przykład do statku, albo pojazdu. Podstawa 16 zawiera jednostkę napędową 15, wyposażoną w silniki 151, 152, 153 i 154 przeznaczone do mechanicznej kontroli wyrównania reflektora antenowego 10 z obiektem celowym, na przykład z satelitą, w odpowiedzi na sygnały sterujące generowane przez jednostkę obliczeniową 123 zawartą w jednostce detekcji sygnałów 12. Reflektor antenowy 10 i element nadawczo-odbiorczy 11 tworzą korzystnie zwartą konstrukcję, skonstruowaną zgodnie ze szweckim zgłoszeniem patentowym nr 9702268-5 pod tytułem „Urządzenie zawierające reflektor antenowy i tubową głowicę nadawczo-odbiorczą w postaci zwartej jednostki”.

Jednostka detekcji sygnałów 12 (fig. 2) zawiera następujące, połączone szeregowo jednostki: konwerter sygnałowy, złożony z jednostki wysokoczęstotliwościowej 121 i jednostki średnioczęstotliwościowej 122, oraz jednostkę obliczeniową 123. Pierwsza jednostka detekcji ruchu 13 systemu

PL 196 954 B1 czujników dla reflektora antenowego 10 zawiera czujniki prędkości i przyspieszenia w przestrzeni trójwymiarowej (DV_X, DV_Y, DV_Z) i (Da_X, Da_Y, □a_Z), oparte odpowiednio na elementach techniki światłowodowej i półprzewodnikowej. Parametry wszystkich układów i elementów elektronicznych ulegają z upływem czasu dryfowi i niestabilnościom. W celu eliminacji błędów danych wyjściowych staje się więc konieczna ciągła korekta tych danych. Jednostka detekcji sygnałów 12 według wynalazku umożliwia generację danych korekcyjnych dla wszystkich czujników systemu. Wyjście jednostki wysokoczęstotliwościowej 121 konwertera sygnałowego połączone jest z wejściem jednostki średnioczęstotliwościowej 122 konwertera sygnałowego, gdzie ma miejsce automatyczna redukcja szerokości pasma częstotliwościowego.

Wyjścia sygnałowe elementu nadawczo-odbiorczego 11 połączone są z wejściami sygnałowymi jednostki wysokoczęstotliwościowej 121 konwertera sygnałowego, natomiast wyjścia sygnałowe pierwszej jednostki detekcji ruchu 13 reflektora antenowego 10 połączone są z wejściami sygnałowymi jednostki obliczeniowej 123, za pomocą przewodów 130. Wyjścia jednostki obliczeniowej 123 połączone są z systemową jednostką sterującą 14, połączoną swym wyjściem z wejściem jednostki napędowej 15. Tak więc jednostka obliczeniowa 123 jest swym wyjściem połączona pośrednio z wejściem jednostki napędowej 15, wyposażonej w silniki sterujące 151, 152, 153 i 154 przenoszące ruchy obrotowe do ruchomych części urządzenia antenowego.

Urządzenie antenowe według wynalazku wyposażone jest w drugą jednostkę detekcji ruchu 17, wyposażoną w czujniki 171, 172, 173 i 174, które są swym wyjściem sygnałowym 170 połączone z wejściem sygnałowym 1240 drugiej jednostki obliczeniowej 124, której wyjście sygnałowe 1241 połączone jest z wejściem sygnałowym 140 jednostki sterującej 14. Jednostka sterująca 14 jest na swym wejściu sygnałowym 141 połączona z wyjściem sygnałowym 1231 pierwszej jednostki obliczeniowej 123, zaś na swym wyjściu sygnałowym 142 - z wejściem sygnałowym 150 jednostki napędowej 15.

Urządzenie antenowe według wynalazku jest ponadto wyposażone w trzecią jednostkę detekcji ruchu 18, wyposażoną w czujniki 181, 182, 183 i 184 do detekcji kompensacji aktualnego ruchu, realizowanej względem osi obrotowych y, x, z, p urządzenia antenowego (fig. 1) w odpowiedzi na dane kompensacyjne generowane przez jednostkę sterującą 14. Wyjście sygnałowe 180 trzeciej jednostki detekcji ruchu 18 połączone jest z wejściem sygnałowym 1250 trzeciej jednostki obliczeniowej 125. połączonej swym wyjściem sygnałowym 1251 z wejściem sygnałowym 143 jednostki sterującej 14.

Początkowo reflektor antenowy 10 jest zgrubnie wyrównany z obiektem celowym, przy pomocy czujników wyznaczających długość i szerokość geograficzną położenia (GPS), oraz pochyłomierza i kompasu. W tym samym czasie kompensowane jest w sposób ciągły działanie jakichkolwiek sił zewnętrznych na reflektor antenowy 10. Ta kompensacja ruchu realizowana jest dla różnych osi obrotowych (to jest osi azymutu z, osi elewacji y, elewacji z, osi bieguna ρ przez jednostkę detekcji ruchu systemu czujników zwartej jednostki urządzenia antenowego.

Zakłada się, że sygnał dochodzący od celu zawiera częstotliwość pilotującą, wynoszącą na przykład 12,541 GHz, oraz mającą pewny dryf, na przykład w zakresie Π40 kHz. Jednostka średnioczęstotliwościowa 122 konwertera sygnałowego ustawiona jest dla maksymalnego zakresu częstotliwości wynoszącej Π8 kHz. Jednostka detekcji sygnałów 12 przystosowana jest do pracy przy maksymalnej wartości dochodzącego sygnału (pik, cel zakrzywionego sygnału = 0). Kiedy tylko ta maksymalna wartość sygnału wejściowego zostaje osiągnięta, wówczas dla nowych wejściowych danych korekcyjnych sczytywane są wartości prędkości i przyspieszenia (DV_X, DV_Y, DV_Z) i (Da_X, Da_Y, □a_Z), które przesłane są do jednostki sterującej 14. W tym samym czasie, jednostka średnioczęstotliwościowa 122 konwertera sygnałowego automatycznie redukuje swój zakres częstotliwości do następnego niższego poziomu, wynoszącego na przykład 3,75 kHz. W międzyczasie częstotliwość pilotująca może zostać nieznacznie odchylona, a podstawa podtrzymująca antenę może się przesunąć w jakimś kierunku, na przykład wskutek działania na nią sił zewnętrznych. W tym przypadku rozpoczyna się nowe skanowanie, ale tylko w tym zwężonym zakresie częstotliwości, przez co zredukowane zostają szumy sygnału wejściowego, który odbierany jest z większą dokładnością.

Zakres częstotliwości może być opcjonalnie dalej zredukowany do niższego poziomu, wynoszącego na przykład 1,9 kHz. Dla każdej maksymalnej wartości sygnału wejściowego otrzymuje się nową wartość wyjściową z jednostki detekcji ruchu 13 systemu czujników, w taki sam sposób jak to opisano powyżej.

Zaletą automatycznego skalowania do najbliższej wybranej szerokości pasma częstotliwościowego, kontrolowanego na podstawie odebranej częstotliwości pilotującej, jest znaczące wytłumienie szumów sygnału, gdyż stosunek szumów do amplitudy (wartości pikowej) częstotliwości pilotującej

PL 196 954 B1 jest coraz mniejszy, przez co coraz mniejsze są zakłócenia w odbiorze sygnału o tej częstotliwości pilotującej.

Jeżeli w skalowanym zakresie częstotliwość pilotująca zostanie zagubiona, wówczas skanowanie rozpoczyna się od najbliższej, wyższej szerokości pasma.

Uzyskanie stabilnych wyników pomiarowych wymaga określonego czasu w procedurze detekcji sygnału. W tym celu konieczne jest, aby wewnętrzny dryf i niestabilności nadrzędnego systemu czujników, oraz jednostki detekcji ruchu były stosunkowo niewielkie w funkcji czasu. Dzięki temu możliwy jest poprawny odbiór sygnału, oraz właściwa korekta dryfu i niestabilności wszystkich komponentów systemu antenowego. Uzyskanie dużej skuteczności i niskich kosztów urządzenia antenowego według wynalazku wynika z faktu, że system czujników pełni nadrzędną funkcję w stosunku do jednostki detekcji sygnału, którego głównym celem jest korekta danych wyjściowych jednostki detekcji ruchu w stosunku do skł adowych dryfu i niestabilnoś ci.

Powyżej opisane zostały tylko te jednostki, które były konieczne do przedstawienia najważniejszych cech wynalazku. Urządzenie antenowe według wynalazku zawiera również inne jednostki, które są niezbędne w urządzeniach komercyjnych, na przykład do komunikacji satelitarnej. W tej samej, przymocowanej do reflektora 10 obudowie, w której znajduje się jednostka detekcji sygnałów 12, zawarte są również trójwspółrzędne czujniki 131, 132 i 133 nadrzędnej jednostki detekcji ruchu. Natomiast czujniki 171, 172, 173 i 174, oraz czujniki 181, 182, 183 i 184 przymocowane są do odpowiednich osi obrotowych anteny. Wszystkie czujniki wysyłają w sposób ciągły, za pomocą jednostki sterującej 14, dane korekcyjne do jednostki napędowej 15 z okresowością mniejszą niż 15 ms.

Urządzenie antenowe według wynalazku może być dla pewnych zastosowań wyposażone w trzecią jednostkę czujników trójwspółrzędnych przymocowanych do podstawy. Taka jednostka umożliwia uzyskanie większej rozdzielczości prędkości i przyspieszenia (DV_X, DV_Y, □V_Z) i (Πβχ, na_Y, □a_Z), oraz wprowadza mechaniczną „sprężystość” urządzenia antenowego, która może być mierzona w sposób dynamiczny i ciągły, przy jednoczesnej korekcie niepożądanych ruchów wewnątrz urządzenia antenowego.

Bardzo dobrą korektę aktualnej pozycji urządzenia antenowego otrzymuje się wówczas, kiedy jednostka detekcji sygnałów 12 odbierze znaczący sygnał pilotujący z poszczególnych elementów detekcyjnych elementu nadawczo-odbiorczego 11, zaś obliczone dane korekcyjne będą wysłane z okresowością 92 ms. Wynika to z faktu, że dane wyjściowe jednostki detekcji sygnałów 12 traktowane są jako tak zwane wartości rzeczywiste, z którymi zestawiane są wartości danych wyjściowych jednostki detekcji ruchu 13. W ten sposób, jednostka detekcji ruchu 13 ponownie pełni funkcję nadrzędną dla danych kompensacyjnych wynikających z sił zewnętrznych działających na urządzenie antenowe.

Opisane powyżej wzajemne oddziaływanie na siebie zachodzi w sposób ciągły, co umożliwia użycie jednostki detekcji sygnałów o zmiennej szerokości pasma, umożliwiającej wykorzystanie bardzo wąskiego pasma dla optymalnej korekty kierunku, na podstawie stabilnego, ale stosunkowo słabego sygnału pilotującego. Bardzo wąskie pasmo umożliwia odbiór bardzo słabych sygnałów pilotujących, które były by rozmyte w szumie otoczenia sygnału przy większych szerokościach pasma częstotliwościowego. Jest to zrealizowane przez stabilne w czasie nadrzędne działanie systemu czujników.

System czujników urządzenia antenowego według wynalazku zawiera ponadto inne czujniki, to jest pochyłomierz z kompasem cyfrowym, przymocowany do podstawy urządzenia nad powierzchnią stykową zamocowanych amortyzatorów, które oddzielają od podstawy części składowe i połączenia urządzenia antenowego. Urządzenie antenowe jest ponadto wyposażone w zewnętrzną jednostkę czujnikową, zawierającą układ GPS (globalny system pozycjonowania) z kompasem cyfrowym. Ta dodatkowa jednostka czujnikowa łącznie z systemem sterującym przechowywanych danych położenia, umożliwia na podstawie aktualnego położenia geograficznego obliczenie wartości bezpośredniej dotyczącej celu, chociaż nie z tak wysokim stopniem dokładności jak w przypadku systemu czujników. Te bliźniacze kompasy cyfrowe umożliwiają skalibrowanie czujników, dzięki czemu uzyskuje się mniejsze odchylenie kompasów niż w innym przypadku. Tak więc sposób obliczania wartości bezpośrednich obiektu celowego może być uważane jako wyrównanie zgrubne. Jeżeli zastosowany zostanie żyrokompas, wówczas jest on połączony z jednostką sterującą, co dodatkowo zwiększa dokładność kursu kompasu. To zgrubne wyrównanie, lub ustawienie jest wystarczające do odbioru przez jednostkę detekcji sygnałów sygnału pilotującego, dzięki któremu uzyskuje się optymalne wyrównanie urządzenia antenowego z obiektem celu.

PL 196 954 B1

Jeżeli wskutek warunków środowiskowych nie może być użyty żyrokompas, wówczas namiar może być realizowany za pomocą pochyłomierza i znanej elewacji celu. Obrót anteny i analiza danych przez szerokopasmowy analizator widmowy umożliwiają ustanowienie optymalnego namiaru.

Jednostka detekcji ruchu 13 i czujniki ruchu przymocowane do odpowiednich osi obrotowych transmitują w sposób ciągły i przez cały czas dane kompensacyjne dla sił zewnętrznych działających na urządzenie antenowe, dzięki czemu możliwe jest utrzymywanie przez pochyłościomierze nachylonej płaszczyzny horyzontu, które również wymagają ustawienia wstępnego wymaganej wysokości elewacji do obiektu celowego. (Jeżeli ta wysokość nie jest dokładnie określona, wówczas nie można założyć, że jednostka detekcji sygnałów 12 osiągnęła swój zakres detekcji wynoszący □2° kątowe).

W tym samym czasie nastę puje cią g ł y odbiór informacji dotyczą cych róż nicy mię dzy obliczonymi danymi kompensacyjnymi, zwanymi jako wartości ustalonego punktu, a danymi aktualnie odebranymi za pomocą czujników 181, 182, 183 i 184, zwanymi jako wartości rzeczywiste.

Jest bardzo ważne, aby poszczególne czujniki, głównie czujniki trójwspółrzędne (DV_X, DV_Y, DV_Z) i (Πβχ, Πβγ, □a_Z), oraz pochyłościomierze dwuwspółrzędne (x, y), od których zależy układ antenowy według wynalazku, charakteryzowały się wysoką jakością.

Zastosowanie podzespołów cyfrowych minimalizuje ryzyko zakłócenia sygnałów źródłowych przez sygnały zewnętrzne, co miałoby negatywny wpływ na działanie urządzenia antenowego według wynalazku. Zastosowanie tak zwanej technologii CAN-Bus czyni urządzenie antenowe bardziej odpornym na wszelkie zakłócenia, oraz obniża koszty jego wytwarzania.

W opisanym powyżej przykładzie wykonania wynalazku, urządzenie antenowe wyposażone jest w określony rodzaj tubowej głowicy nadawczo-odbiorczej. Zamiast tej głowicy mogą być zastosowane mikropaskowe elementy antenowe, umieszczone w płaszczyźnie ogniskowej reflektora, oraz pokrywające zarówno ogniskową tego reflektora, jak i przylegający do niej obszar.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie antenowe, wyposażone w reflektor antenowy, w element nadawczo-odbiorczy, oraz w jednostkę detekcji sygnałów przetwarzającą odebrane od celu sygnały wejściowe w określonej szerokości pasma częstotliwościowego, oraz generującą na ich podstawie sygnały sterujące do wyrównania reflektora z celem, przy czym jednostka detekcji sygnałów składa się z konwertera sygnałowego i z połączonej z nią szeregowo jednostki obliczeniowej, znamienne tym, że wyposażone jest w pierwszą jednostkę detekcji ruchu (13), zawierającą przymocowane do tylnej strony reflektora antenowego (10) trójwspółrzędne czujniki (131, 132, 134) detekujące zmiany położenia reflektora antenowego (10), których wyjście sygnałowe (130) połączone jest z wejściem sygnałowym (1230) jednostki obliczeniowej (123) generacjącej sygnały sterujące, z której wejściem połączony jest również konwerter sygnałowy z automatyczną redukcją szerokości pasma z maksymalnego do węższego zakresu częstotliwości, oraz w jednostkę napędową (15) wyrównującą mechanicznie reflektor antenowy (10) w odpowiedzi na sygnały sterujące pochodzące z tego reflektora antenowego (10), oraz z pierwszej jednostki detekcji ruchu (13).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wyposażone jest w drugą jednostkę detekcji ruchu (17), zawierającą czujniki (171, 172, 173, 174) detekujące zmiany położenia każdej z osi obrotowych (y, x, z, p) urządzenia pod wpływem sił zewnętrznych, przy czym wyjście sygnałowe (170) tych czujników połączone jest z wejściem sygnałowym (1240) drugiej jednostki obliczeniowej (124), której wyjście sygnałowe (1241) połączone jest z wejściem sygnałowym (140) jednostki sterującej (14), połączonej swym wejściem sygnałowym (141) z wyjściem sygnałowym (1231) pierwszej jednostki obliczeniowej (123), zaś swym wyjściem sygnałowym (142) - z wejściem sygnałowym (150) jednostki napędowej (15).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wyposażone jest w trzecią jednostkę detekcji ruchu (18), zawierającą czujniki (181, 182, 183, 184) detekujące kompensację ruchu każdej z osi obrotowych (y, x, z, e) urządzenia w odpowiedzi na dane kompensacyjne generowane przez jednostkę sterującą (14), przy czym wyjście sygnałowe (180) tych czujników połączone jest z wejściem sygnałowym (1250) trzeciej jednostki obliczeniowej (125), której wyjście sygnałowe (1251) połączone jest z wejściem sygnałowym (143) jednostki sterującej (14).

   PL 196 954 B1
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że jego konwerter sygnałowy składa się z dwóch, połączonych szeregowo jednostek, to jest z jednostki wysokoczęstotliwościowej (121), której wejście połączone jest z wyjściem elementu nadawczo-odbiorczego (11), oraz z jednostki średnioczęstotliwościowej (122) redukującej szerokość pasma częstotliwościowego, której wejście połączone jest z wyjś ciem jednostki wysokoczę stotliwoś ciowej (121).