ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬ СПУТНИКОВОЙ АНТЕННЫ С КОЛПАКОМ Российский патент 2002 года по МПК H01Q1/02 

Существующий уровень техники
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к спутниковым антеннам и, в частности, касается системы для нагрева наземной спутниковой антенны, которая содержит колпак, устанавливаемый на лицевой стороне антенны, и нагреватель, подающий тепло этому колпаку для предотвращения накапливания снега и льда на колпаке.

Описание аналогов
Спутниковые системы связи становятся все более популярными в сегодняшнем мире. К примеру, спутниковые системы связи используются сетями магазинов для предоставления информации о товарных запасах между магазинами, а кроме того, эти системы используются для кредитных операций. В частности, спутниковые системы связи все чаще используются магазинами розничной торговли для санкционирования операций по кредитным картам отдельных покупателей. Основное преимущество спутниковой связи состоит в том, что информация может передаваться на спутник, а затем возвращаться к удаленной наземной станции гораздо быстрее, чем может переноситься информация по телефонным линиям.

Возрастающее использование спутниковой связи вылилось в установку множества спутниковых параболических антенн в местах с более холодным климатом. Одна из проблем размещения спутниковых параболических антенн в холодном климате состоит в том, что снег или дождь с гололедом может накапливаться в зеркале антенны. Накопление снега или льда в зеркале антенны может затем приводить к прерыванию сигналов между этой отдельной спутниковой антенной и спутником. Очевидно, что спутниковые сети в холодном климате особенно подвержены прерыванию передачи информации в этих системах во время зимних бурь и подобных явлений.

В прошлом были разработаны некоторые защитные меры, касающиеся проблемы накапливания снега и льда в спутниковых параболических антеннах. Спутниковые антенны снабжались тканными колпаками для предотвращения накапливания снега и льда внутри антенного зеркала. Эти колпаки предпочтительно изготавливаются из материала, который не мешает сигналам, проходящим между спутником и антенной. Однако одна из сложностей с этими антеннами состоит в том, что, обычно успешно защищая от накапливания снега и воды внутри зеркала, эти колпаки при определенных условиях весьма часто покрываются снегом или замерзшей водой.

В частности, когда идет мокрый снег, он стремится налипать на внешний колпак спутникового зеркала. Подобным же образом, когда погодные условия приводят к снежной крупе или изморози, намерзающий лед также может накапливаться на внешнем колпаке антенны. Когда появляется какое-либо из этих условий, связь между спутником и наземной антенной может прерываться.

Другим подходом, принятым производителями спутниковых антенн, является нагрев параболической антенны так, что поверхность параболической антенны является достаточно теплой, чтобы предотвратить налипание снега и льда на внутреннюю поверхность параболической антенны. Однако очевидно, что, если погодные условия достаточно тяжелые, снег и лед будут продолжать накапливаться внутри антенны, даже при нагреве внутренней поверхности антенны. Например, в очень сильную пургу внутренняя поверхность антенного зеркала может покрываться снегом даже при нагреве внутренней поверхности антенны. Одним из примеров системы обогрева, которая нагревает внутреннюю поверхность антенны и, в частности, газовую камеру рядом с задней частью антенны, является патент США 4368471, выданный Walton, Jr.

Из вышесказанного очевидно, что существует потребность в системе, которая уменьшает нарушение связи между спутниками и наземными антеннами в результате непогоды. Для этого имеется потребность в усовершенствованной системе предотвращения накапливания снега и льда и, в частности, предотвращения накапливания мокрого снега или льда от прерывания связи между спутником и наземной антенной.

Раскрытие изобретения
Вышеупомянутая потребность удовлетворяется противообледенительной системой для наземных спутниковых антенн по настоящему изобретению, которая содержит колпак, сконструированный для покрытия переднего отверстия антенны, систему обогрева, сконструированную для нагревания колпака, чтобы поддерживать колпак при температуре, которая снижает накопление льда и снега на колпаке, измерительный блок для определения влажности и температуры воздуха и контроллер для приема сигналов от измерителя и включения системы обогрева.

Предпочтительно колпак состоит из гибкого материала, который не мешает сигналам связи между антенной и спутником, и также предпочтительно имеет такую конструкцию, чтобы устанавливаться на антенне для предотвращения накопления снега и льда на внутренних отражающих поверхностях антенны. Далее, система обогрева предпочтительно устанавливается на задней стороне антенны и подает нагретый воздух в пространство между отражающими поверхностями антенны и внешним колпаком для поддержания колпака при температуре, которая выше температуры замерзания воды.

В одном предпочтительном выполнении система обогрева содержит вентилятор, который вдувает нагретый воздух в пространство между антенной и колпаком по впускной трубке. Далее, имеется выпускная трубка, которая забирает воздух из пространства между антенной и колпаком и подает его к обогревателю. Следовательно, в данном предпочтительном выполнении обогреватель является системой обогрева замкнутого цикла, которая постоянно прогоняет теплый воздух через пространство между колпаком и телом антенны. В одном частном применении - для антенны диаметром 1,2 м - 800-ваттный обогреватель с вентилятором, сконструированным для вдувания воздуха со скоростью 100 куб. фут/мин, способен нагревать наружный колпак и поддерживать наружный колпак при температуре выше температуры замерзания воды. В большинстве погодных условий это предотвратит налипание мокрого снега или изморози, которые в противном случае прилипли бы к наружному колпаку антенны.

В одном аспекте настоящего изобретения измеритель определяет наличие влаги и температуру окружающего антенну воздуха. Контроллер сконструирован для включения вентилятора, когда обнаруживается влага. Далее, контроллер сконструирован для включения обогревателя, когда окружающая температура соответствует температуре образования мокрого снега. В другое время включен только вентилятор, чтобы получать положительное давление воздуха в пространстве между колпаком и антенной. Это уменьшает стремление воды накапливаться в зеркале антенны без дополнительных затрат, связанных с включением обогревательного элемента.

К примеру, снег или влага при температуре ниже 24^oF превращаются в снег, который является достаточно сухим и обычно не прилипает к колпаку антенны. Следовательно, контроллер в предпочтительном выполнении не включает обогреватель, когда обнаруживает влагу в этом температурном диапазоне. Подобным же образом, при температурах выше 38^oF обычно не образуется снег, который может налипать на колпак. Соответственно, контроллер в предпочтительном выполнении не включает обогреватель в этом температурном диапазоне. И вентилятор, и обогреватель включаются контроллером в предпочтительном выполнении, когда есть влага и температура находится в пределах заранее определенного диапазона, в котором вероятен снег или замерзшие осадки, прилипающие к наружному колпаку антенны. Если температура находится в этом диапазоне, а затем падает, контроллер предпочтительно оставляет обогреватель включенным, чтобы предотвратить значительное накопление снега и льда на колпаке антенны.

Из вышесказанного следует, что предпочтительное выполнение обеспечивает систему, которая способна закрывать антенну снаружи для предотвращения накопления снега и льда на внутренней поверхности антенны. Эта система при работе со значительной экономией энергии способна также нагревать колпак для предотвращения накопления мокрого снега, изморози или гололеда на наружном колпаке антенны и создавать положительное давление для предотвращения проникновения воды в пространство между колпаком и антенной. Далее, система по предпочтительному выполнению сразу адаптируема к существующим антеннам и почти не мешает связи, поступающей в антенну и выходящей из нее. Эти и другие объекты и признаки настоящего изобретения станут более очевидными из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения в сочетании с сопровождающими чертежами.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 является видом спереди в изометрии обычной антенны спутниковой связи, оборудованной системой обогрева по предпочтительному выполнению.

Фиг.2 является видом сзади антенны, показанной на фиг.1, с установленной на ней системой обогрева по предпочтительному выполнению.

Фиг. 3А является подробным видом в изометрии впускного приспособления, обеспечивающего подачу нагретого воздуха в пространство между колпаком и антенной.

Фиг. 3В является подробным видом в изометрии впускного приспособления, показанного на фиг.3А;
Фиг. 3С является сечением колпака и спутниковой антенны с установленной на ней системой по фиг.1, дополнительно иллюстрирующим установку впускного приспособления и колпака.

Фиг. 3D является сечением колпака и спутниковой антенны по фиг.3С, где впускное приспособление удалено, а колпак закреплен на раме антенны.

Фиг.4 является подробным видом узла обогревателя/вентилятора, являющегося компонентом системы обогрева по предпочтительному выполнению.

Фиг. 5 является схематическим видом спутниковой антенны, иллюстрирующим поток воздуха в пространстве между антенным зеркалом и колпаком.

Фиг. 6 является примером функциональной схемы, показывающей размещение управляемой измерителем обогревающей и вентилирующей системы.

Фиг. 7А является видом сбоку спутниковой антенны, показывающим плоский антенный колпак в отсутствие положительного давления воздуха в пространстве между антенным зеркалом и колпаком.

Фиг. 7В является видом сбоку спутниковой антенны, показанной на фиг.7А, на котором подано положительное давление воздуха и колпак надут.

Подробное описание предпочтительного выполнения
На чертежах одинаковые числовые позиции везде относятся к одинаковым частям. На фиг. 1 показана наземная спутниковая антенна 100, которая в общем случае состоит из антенного зеркала 102, которое устанавливается на раме 104, и коллектора 106, который располагается перед передней стороной 109 антенного зеркала 102, чтобы собирать сигналы, отраженные от отражающей поверхности 110 зеркала 102. В выполнении, показанном на фиг.1, передняя сторона 109 антенного зеркала 102 обычно является круглой по форме и имеет вогнутую конфигурацию. А именно, антенное зеркало 102 вогнуто так, чтобы любой сигнал, попадающий на отражающие поверхности 110, отражался в направлении коллектора 106.

В выполнении, показанном на фиг.1, колпак 112 также устанавливается на передней стороне 109 антенного зеркала 102. Колпак 112 предпочтительно туго натягивается над вогнутым раскрывом антенного зеркала 102 для предотвращения накопления снега и других осадков на отражающих поверхностях 110 на внутренней части зеркала 102. В предпочтительном выполнении колпак делается из гибкого материала, предпочтительно из полиэфирного материала или тефлоновой ткани, такой как ткань, продаваемая под товарным знаком Gortex. Ясно, что колпак 112 должен предпочтительно изготавливаться из водонепроницаемого материала, который не препятствует передаче сигналов спутниковой связи к антенному зеркалу 102 и от него.

Фиг. 2 иллюстрирует более подробно заднюю часть 114 спутниковой антенны 100. В частности, наземная спутниковая антенна 100 устанавливается на вертикальном держателе 116 известным способом, позволяющим антенному зеркалу 102 быть ориентированным в желательных вертикальном и горизонтальном направлениях, а затем фиксироваться в желательном положении. Дополнительно, в данном выполнении антенное зеркало 102 сконструировано из нескольких сегментов 120 желательной формы. Как показано также на фиг.2, колпак 112 полностью растянут над раскрывом передней стороны 109 антенного зеркала 102 и заходит на заднюю сторону 114, где пружинный трос и стяжная муфта 122 надежно удерживают колпак 112 на антенном зеркале 102 известным способом. Ясно, однако, что для закрепления колпака на антенном зеркале 102 могут использоваться любые способы без отхода от настоящего изобретения, в том числе размещение эластичного материала по наружному краю колпака 112, который будет удерживать колпак 112 на антенном зеркале 102 так, чтобы передняя часть 109 антенного зеркала 102 была практически полностью покрыта.

Ясно, что, поскольку антенное зеркало 102 в предпочтительном выполнении является вогнутым, размещение колпака 112 туго натянутым над передней стороной 109 антенного зеркала 102 дает в результате пространство 111, заданное между отражающими поверхностями 110 антенного зеркала 102 и колпаком 112. Это пространство дополнительно проиллюстрировано на фиг.3С и 3D. Как будет описано более подробно ниже, система 124 обогрева подает тепло в пространство 111, чтобы предпочтительно поддерживать колпак 112 при температуре, предотвращающей формирование снега и льда на наружной поверхности колпака и прерывание связи между антенной установкой 100 и спутником. Ясно, что подача тепла прямо в пространство 111 дает в результате нагревание антенного зеркала 102. Это уменьшает накопление снега и льда на задней стенке антенного зеркала 102, тем самым уменьшается возможность повреждения антенного зеркала 102 в результате накопления снега и льда. В частности, если слишком много снега и льда накапливается на задней стороне зеркала 102, зеркало может обрушиться или "сложиться". Нагревание пространства 111 уменьшает эту возможность, так как зеркало 102 может быть предпочтительно нагрето до температуры, достаточной для предотвращения излишнего накопления снега и льда на задней стороне зеркала 102.

Фиг. 2 иллюстрирует также, что система 124 обогрева устанавливается на вертикальной опоре 116 антенны 100. В частности, система 124 обогрева содержит корпус 126, содержащий компоненты системы 124 обогрева, которые будут описаны более подробно ниже, и две трубки 130а и 130b, которые являются соответственно входной обогревной трубкой 130а и выходной обогревной трубкой 130b. Как показано на фиг.1, трубки 130а и 130b расположены в отверстиях 132а и 132b соответственно в колпаке 112 на передней стороне антенного зеркала 102. Как будет описано более подробно ниже, система 124 обогрева подает тепло в пространство 111 между колпаком 112 и отражающей поверхностью 110 антенного зеркала 102 так, чтобы поддерживать колпак 112 при температуре, достаточной для предотвращения накопления снега и льда на колпаке 112. Хотя в выполнении, показанном на фиг.2, обогревательная установка 124 и, в частности, корпус 126 обогревателя показаны установленными на вертикальной опоре 116 антенны 110, ясно, что корпус обогревателя без отхода от настоящего изобретения может устанавливаться в любом месте на антенне 100 или рядом с ней.

На фиг. 3А подробно проиллюстрировано входное отверстие 132а в колпаке 112. Последующее описание со ссылками на фиг.3А-3D описывает входное отверстие 132а и связанный с ним входной патрубок 134а, однако выходное отверстие 132b и выходной патрубок 134b почти идентичны по конструкции. В частности, в предпочтительном выполнении колпак 112 имеет обычно прямоугольный карман 136, который выступает из основной части 140 колпака 112, задавая отверстие 132а. Прямоугольный карман 136 имеет щиток 142, который на нижней стороне имеет соединительную поверхность типа липучки. Как показано на фиг. 3А, имеется входной патрубок 134а, сконструированной для соединения с входной трубкой 130а, которая размещается в кармане 136 так, что входной патрубок 134а вдается в отверстие 132а в колпаке 112.

Входной патрубок 134а более подробно проиллюстрирован на фиг.3В. В частности, входной патрубок 134а имеет полую круглую часть 144, открытую с одного конца, которая имеет форму для приема входной трубки 130а способом, показанным на фиг. 2. В частности, входная трубка 130а размещается поверх круглой части 144 входного патрубка 134а. Круглая часть 144 соединяется с обычно прямоугольной полой частью 146, которая имеет прямоугольное отверстие 150 на оконечной противоположной круглой части 144. Прямоугольная часть 146 имеет две направляющие лопасти 152 рядом с отверстием 150, которые направляют тепло, выходящее из входного патрубка 134а, в направлении по часовой стрелке в пространство 111 способом, который будет описан ниже в связи с фиг.5. Далее, имеется фланец 154, расположенный на верхней части 153 входного патрубка 134а, который сконструирован для того, чтобы обеспечить отсутствие блокировки колпаком 112 прямоугольного отверстия 150 и препятствования попаданию тепла из входного патрубка 134а в пространство 111.

Далее, как показано на фиг.3В, на нижней части 155 входного патрубка 134а имеется крепежный фланец 156. Крепежный фланец 156 обычно представляет собой Г-образную деталь, имеющую крепежную пластину 160, которая выступает в направлении, в общем случае перпендикулярном нижней части 155 входного патрубка 134а. Предпочтительно крепежная пластина 160 имеет размещенный на ней кусок липучки 162, например, из материала Velco. Как показано на фиг.3С, крепежная пластина 160 располагается у наружного ребра 164 антенного зеркала 102, в то время как входной патрубок 134а располагается в отверстии 131а. Предпочтительно, соответствующий кусок липучки размещается на наружном ребре 164 антенного зеркала 102, так что материал 161 на крепежной пластине 160 соединяется с материалом на наружном ребре 164 антенного зеркала 102, надежно поддерживая входной патрубок 134а в отверстии 131а в колпаке 112.

Далее, как также показано на фиг.3С, липучка размещается также на нижней стороне щитка 142 кармана 132а и на верхней поверхности 153 патрубка, так что щиток 142 надежно прикрепляется к верхней поверхности 153 патрубка 134а для дополнительного поддержания патрубка 134а в желательном положении, показанном на фиг.3А. Следовательно, патрубок размещается внутри кармана 132а так, что прямоугольное отверстие 150 позволяет воздуху входить через отверстие 131а в колпаке 112, а патрубок 134а удерживается в этом положении разъемным соединением между липучками на крепежной пластине 160 и верхней поверхности 153 патрубка 134а. Ясно, однако, что могут быть использованы альтернативные формы прикрепления патрубка 134а к ребру 164 антенного зеркала 102 и к щитку 142 кармана 136 без отхода от настоящего изобретения. К примеру, могут быть использованы защелки, клей и другие типы крепежных средств.

Фиг. 3D иллюстрирует, что колпак 112 сконструирован так, что, когда система 124 обогрева по настоящему изобретению не используется, нижняя часть щитка 142 может прикрепляться к ребру 164 антенны, закрывая колпак 112 вокруг антенного зеркала 102. Следовательно, колпак 112 может использоваться вместе с системой 124 обогрева для динамического обогрева пространства 111 между колпаком 112 и отражающей поверхностью 110 антенного зеркала 102 либо колпак 112 может устанавливаться на антенном зеркале 102 для пассивного предотвращения накапливания снега и льда и прочих осадков на вогнутых отражающих поверхностях 110 антенного зеркала 102.

Фиг. 4 схематически иллюстрирует корпус 126 обогревателя, который формирует часть системы 124 обогрева. Корпус 126 обогревателя является предпочтительно прямоугольным ящиком, который имеет расположенные в нем обогревательный элемент 170 и вентилятор 172, соединенный с двигателем 174 вентилятора. Обогревательный элемент расположен внутри корпуса 126 обогревателя так, что отверстие 165 входа воздуха в корпус подает воздух прямо к обогревательному элементу 170. Как показано на фиг.4, обогревательный элемент расположен внутри кожуха 171 из нержавеющей стали, который обеспечивает канал для воздуха, подаваемого вентилятором 172, и тем самым улучшает эффективность нагрева обогревательного элемента 170. Далее, вентилятор 172 сконструирован так, чтобы вытягивать воздух из входного отверстия 165 в кожухе 126 через спирали обогревательного элемента 170, а затем выводить воздух через выводное отверстие 166.

Предпочтительно, входное отверстие 165 в корпусе соединено с выходной трубкой 130b (фиг.1), посредством чего воздух из пространства 111 между колпаком 112 и вогнутой поверхностью 110 антенны подается на обогревательный элемент 170 и нагревается снова. Подобным образом, выводное отверстие 166 в корпусе 126 обогревателя соединяется с входной трубкой 130а (фиг.1), которая подает нагретый воздух из корпуса 126 обогревателя в пространство между колпаком 112 и вогнутой поверхностью 110 антенного зеркала 102.

Следовательно, в предпочтительном выполнении вентилятор 172 вытягивает воздух из пространства 111 через трубку 130b, а затем через обогревательный элемент 170 для повторного нагрева этого воздуха. Затем вентилятор 172 выводит этот нагретый воздух через выводное отверстие 166 по трубке 130а и трубке 134а обратно в пространство 111 между колпаком 112 и вогнутой поверхностью 110 антенного зеркала 102. Таким образом, устанавливается замкнутый цикл обогрева, с помощью которого нагретый воздух циркулирует через пространство 111 между колпаком и антенным зеркалом.

Предпочтительно, вентилятор 172 и обогревательный элемент 170 сконструированы для подачи в пространство 111 воздуха, достаточно нагретого для того, чтобы колпак 112 поддерживался при температуре, которая предотвращает налипание мокрого снега на колпак 112, а также предотвращает образование частичек льда на колпаке 112 в результате ледяной крупы или изморози и предотвращает нагромождение снега и льда на антенном зеркале 102. В одном из выполнений для спутникового зеркала диаметром 1,2 метра обогревательным элементом является 800-ваттный электрический нагревательный элемент, который обычно изогнут в виде спирали. Этот обогревательный элемент поставляется компанией Chromolux и устанавливается внутри корпуса 126 так, что центральная ось обогревательного элемента расположена перед входным отверстием 165 так, что воздух втягивается через центр спирального обогревательного элемента. Вентилятором является вентилятор 100 куб.фут/мин, использующий двигатель мощностью 1/70 л. с. для вытягивания воздуха из пространства через обогревательный элемент 170, а затем опять в пространство. Ясно, что корпус 126 содержит также потребные цепи защиты и управления для управления обогревательным элементом и двигателем и их защиты во время работы.

Ясно также, что могут использоваться многие типы обогревателей и систем обогрева, а также вентиляторов и вентиляторных систем для подачи тепла в пространство между колпаком 112 и вогнутой поверхностью 110 антенного зеркала 102. К примеру, для больших антенн может оказаться желательным использование газовых обогревательных систем, таких как газовые обогревательные системы, поставляемые в настоящее время компанией WB Walton Enterprises Inc. из Риверсайда, Калифорния. К тому же, точный тепловой выход обогревателя и воздухооборот вентилятора, конечно же, зависят от размера антенного зеркала, а также зависят от температур, действию которых возможно подвергнется антенное зеркало. Также ясно, что корпус 126 может быть снабжен измерительной системой, такой как измерительные системы, поставляемые в настоящее время компанией WB Walton Enterprises Inc., которая будет включать систему 124 обогрева во время определенных погодных условий. К примеру, измерительная система может содержать датчик, который обнаруживает, когда температура воздуха опускается достаточно низко для образования снега и льда, и затем автоматически включает систему 124 обогрева для подачи нагретого воздуха в пространство 111. Одно из предпочтительных выполнений измерительной системы описано более подробно ниже со ссылкой на фиг.6, 7А и 7В.

Фиг. 5 является схематической иллюстрацией, показывающей, как нагретый воздух, подаваемый системой 124 обогрева, циркулирует по пространству между колпаком 112 и вогнутой поверхностью 110 антенного зеркала 102. В частности, лопасти 152 на входном патрубке 134а (фиг.3А, 3В) в данном выполнении заставляют нагретый воздух перемещаться в пространстве 111 обычно по часовой стрелке, как показано стрелками 175. В предпочтительном выполнении выходной патрубок 134b больше, чем входной патрубок 134а, чтобы поток воздуха 175 через пространство 111 не проходил по короткому пути. К примеру, в одной из специфических реализаций для антенны диаметром 1,2 м или менее входной патрубок 134а имеет отверстие, равное 2"•4", а выходной патрубок 134b имеет отверстие, равное 2''•5''. Использование большего прохода для возврата воздуха позволяет входящему воздуху подниматься до верха пространства 111 и тем самым полностью циркулировать по пространству 111. Это дополнительно способствует циркуляции нагретого воздуха через пространство 111 по часовой стрелке, как показано. Очевидно, что такая циркуляция нагретого воздуха под колпаком 112 поддерживает колпак 112 при температуре, которая препятствует образованию снега и льда на колпаке и тем самым предотвращает прерывание сигналов связи, идущих к спутниковой антенне 100 и от нее во время неблагоприятной погоды.

Фиг.6, 7А и 7В показывают систему управления, которая может использоваться с предпочтительным выполнением настоящего изобретения. В частности, корпус 126 обогревателя оборудован блоком 190 измерения температуры/влажности и управления, включающим обогреватель 170 во время определенных погодных условий. В частности, блок 190 измерения и управления содержит измеритель 200, такой как измеритель температуры/влажности DS-3, поставляемый компанией System Engineering Inc. из Колорадо Спрингс, Калифорния. Измеритель 200 отслеживает как температуру, так и наличие или отсутствие влаги и подает на контроллер 210 показывающие это сигналы.

Для отслеживания атмосферной температуры и условий влажности по меньшей мере один измеритель 200 устанавливается на краю антенного зеркала 102 (см. фиг. 7А или 7В). Предпочтительно измеритель 200 устанавливается в положении, удаленном от корпуса 126 обогревателя, чтобы измеритель 200 мог отслеживать внешние условия, не испытывая воздействия обогревателя и вентилятора.

Более подробно, в предпочтительном выполнении, когда присутствует влага и внешняя температура находится между 24^oF и верхним температурным пределом, выбираемым в предпочтительном выполнении оператором, но предпочтительно равным 38^oF, обогреватель 170 и вентилятор 172 включаются вместе так, чтобы горячий воздух циркулировал в пространстве 111, убирая мокрый снег вышеописанным способом. Обогреватель 170 и вентилятор 172 продолжают работать, если температура падает ниже 24^oF, позволяя тем самым продолжить противообледенение. Однако, если вначале влага зафиксирована в установленном количестве, когда температура равна или ниже 24^oF, обогреватель 170 и вентилятор 172 не включаются в присутствии влаги до тех пор, пока температура не поднимется выше 24^oF. Так как снег в этом температурном диапазоне является очень сухим, он не станет причиной каких-либо проблем с обледенением колпака антенны.

Наконец, когда зафиксирована влага, но температура выше верхнего предела, включается вентилятор 172 для создания положительного давления в пространстве 111. На самом деле, вентилятор 172 в больших антеннах может включаться всегда, когда зафиксирована влага в достаточных количествах, независимо от температурного диапазона. Воздух, попадающий в пространство 111 между зеркалом 110 и колпаком 112, создает положительное давление под колпаком 112, заставляя колпак 112 выдаваться вперед, как показано на фиг.7В.

В частности, фиг.7А показывает профиль антенной установки 100 без положительного давления под колпаком 112, поверхность 310 колпака является плоской, т. е. располагается заподлицо с ободом антенного зеркала. На фиг.7В, однако, поверхность 310 колпака имеет выпуклую форму по отношению к антенному зеркалу из-за положительного давления воздуха, созданного в пространстве 111 в результате действия вентилятора 172. Положительное давление воздуха преимущественно используется для уменьшения или предотвращения попадания влаги в закрытое пространство 111 между поверхностью зеркала и колпаком. Дополнительно выпуклая поверхность помогает сбросить снег и дождевую воду с наружной поверхности колпака 112 и тем самым предотвратить накопление замерзших осадков на колпаке, что может ухудшить действие антенны.

Следовательно, управляющая система 190 воспринимает окружающую температуру и наличие или отсутствие влаги в среде, окружающей антенну. Управляющая система 190 затем может избирательно включать вентилятор 172 или обогреватель 170, или их вместе в зависимости от окружающих условий. Ясно, что управляющая система 190 по предпочтительному выполнению эффективна для предотвращения накопления замерзших осадков на колпаке антенны, поскольку обогреватель 170 вводится в действие только тогда, когда температура находится в том диапазоне, в котором могут появиться мокрый снег, ледяная крупа или изморозь. В других температурных диапазонах имеющаяся влага либо слишком суха, как, например, при температуре ниже 24^oF, чтобы прилипнуть к колпаку, либо имеющаяся влага не образует замерзших осадков, как в случае, если температура слишком высока, например выше 38^oF. При этих условиях действует только вентилятор 172, создавая положительное давление воздуха и предотвращая накопление влаги внутри пространства 111 между колпаком 112 и антенной 110 и помогая сбрасывать сухой снег с передней поверхности колпака.

Несмотря на то, что предшествующее описание предпочтительного выполнения показывает, описывает и указывает на фундаментальные новые признаки настоящего изобретения, понятно, что различные изъятия, замены и изменения в форме проиллюстрированных деталей устройства, а также в их использовании могут быть сделаны специалистами без отхода от настоящего изобретения.

Изобретение используется для предотвращения прерывания спутниковой связи между наземной антенной и спутником во время неблагоприятной погоды. Техническим результатом является уменьшение нарушений связи в непогоду. Система состоит из колпака, покрывающего антенну и значительно предотвращающего накопление снега и осадков на антенне, и системы обогрева, подающей нагретый воздух в пространство между колпаком и антенной, предотвращая прилипание снега к колпаку, а также предотвращая образование замерзшей влаги на колпаке во время изморози или ледяной крупы. В одном из выполнений система содержит электрический, газовый или масляный обогреватель и вентиляторную систему, которая выводит воздух из пространства между колпаком и антенной, нагревает этот воздух и затем снова подает нагретый воздух обратно в это пространство. Далее, система обогрева оснащена блоком измерения температуры и влаги и контроллером. 12 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Система для нагрева спутниковой антенны, с наружной кромкой и передней отражающей поверхностью, содержащая однослойный колпак с отверстием, которое имеет периметр, выбранный так, чтобы это отверстие устанавливалось на упомянутой наружной кромке упомянутой антенны, а колпак располагался над упомянутой передней отражающей поверхностью упомянутой спутниковой антенны, чтобы отделить закрытое незагроможденное пространство между упомянутой передней отражающей поверхностью упомянутой антенны и упомянутым колпаком, благодаря чему упомянутый колпак снижает накопление снега и воды на упомянутой передней отражающей поверхности упомянутой спутниковой антенны, позволяя в то же время спутниковым сигналам проходить через него, и при этом упомянутый колпак включает в себя по меньшей мере одно отверстие, чтобы обеспечить поступление воздуха в упомянутое закрытое незагроможденное пространство; систему подачи воздуха с воздуходувкой и впускной трубой, которая подсоединена между упомянутой воздуходувкой и упомянутым закрытым незагроможденным пространством через по меньшей мере одно отверстие в упомянутом колпаке; систему обогрева, которая нагревает воздух системы подачи воздуха, так что нагретый воздух может циркулировать в упомянутом закрытом незагроможденном пространстве между упомянутой передней поверхностью упомянутой антенны и упомянутым колпаком, чтобы обогревать упомянутую переднюю отражающую поверхность упомянутой антенны и чтобы поддерживать упомянутый колпак при температуре, достаточной для снижения накопления снега и льда на упомянутом колпаке. 2. Система по п. 1, в которой упомянутый колпак выполнен из материала, покрытого политетрафлюороэтиленом. 3. Система по п. 1, в которой в колпаке выполнены впускное отверстие, связанное с упомянутой впускной трубой системы подачи воздуха, и выпускное отверстие, при этом упомянутая система подачи воздуха включает в себя выпускную трубу, соединенную с упомянутым выпускным отверстием для удаления воздуха из упомянутого пространства между упомянутым колпаком и упомянутой передней отражающей поверхностью упомянутой антенны. 4. Система по п. 3, в которой упомянутое выпускное отверстие связано с нагревательным элементом системы обогрева, так что воздух, удаленный из упомянутого пространства между упомянутым колпаком и упомянутой передней отражающей поверхностью упомянутой антенны, может нагреваться упомянутым нагревательным элементом и вдуваться упомянутой воздуходувкой упомянутой системы подачи воздуха, чтобы вернуться через упомянутую впускную трубу и упомянутое впускное отверстие в упомянутое пространство между упомянутым колпаком и упомянутой передней отражающей поверхностью упомянутой антенны. 5. Система по п. 4, далее содержащая впускной патрубок и выпускной патрубок, причем упомянутый впускной патрубок соединен с упомянутой впускной трубой и расположен в упомянутом впускном отверстии, так что упомянутый впускной патрубок подает воздух из упомянутой впускной трубы в упомянутое пространство, и при этом упомянутый выпускной патрубок подает воздух из упомянутого пространства в упомянутую выпускную трубу. 6. Система по п. 5, в которой упомянутый впускной патрубок и упомянутый выпускной патрубок сконфигурированы для циркуляции упомянутого воздуха вокруг упомянутой параболической антенны так, чтобы нагревать практически всю поверхность упомянутого колпака, когда в упомянутом пространстве обеспечивается обогрев воздуха. 7. Система по п. 1, далее содержащая измерительную систему, которая воспринимает температуру и наличие влаги в атмосфере, окружающей спутниковую антенну; контроллер, который принимает сигналы от упомянутой измерительной системы, причем упомянутый контроллер включает упомянутую систему подачи воздуха при обнаружении упомянутой измерительной системой наличия заранее выбранного количества влаги, и упомянутый контроллер включает упомянутую нагревательную систему при обнаружении того, что упомянутая температура упомянутой атмосферы, окружающей упомянутую спутниковую антенну, находится в заранее заданном диапазоне температур. 8. Система по п. 7, в которой упомянутый контроллер инициирует в упомянутую систему обогрева после того, как упомянутая измерительная система обнаруживает, что температура атмосферы, окружающей упомянутую спутниковую антенну, находится в пределах упомянутого заранее заданного температурного диапазона, и в которой упомянутый заранее заданный температурный диапазон выбран для определения диапазона, в котором замерзшие осадки будут прилипать к упомянутому колпаку. 9. Система по п. 8, в которой упомянутый заранее заданный температурный диапазон равен приблизительно 24-38^oF. 10. Система по п. 9, в которой упомянутый контроллер включает упомянутую систему подачи воздуха при обнаружении наличия влаги в упомянутом заранее выбранном количестве, чтобы в упомянутом пространстве между упомянутым колпаком и упомянутой передней отражающей поверхностью упомянутой антенны создавалось положительное давление воздуха для уменьшения вероятности попадания влаги в упомянутое пространство. 11. Система по п. 10, в которой упомянутый колпак является гибким и, когда упомянутая система подачи воздуха включается, упомянутый колпак имеет выпуклую форму по отношению к наружной поверхности упомянутой передней отражающей поверхности упомянутой антенны, и в которой упомянутая выпуклая форма упомянутого колпака помогает сбрасыванию замерзших осадков с упомянутого колпака. 12. Система по п. 8, в которой упомянутая система обогрева включается только тогда, когда упомянутая измерительная система обнаруживает и наличие влаги, и то, что температура атмосферы находится в пределах упомянутого заранее заданного температурного диапазона в момент, когда обнаружено наличие влаги. 13. Система по п. 12, в которой упомянутый контроллер продолжает заставлять упомянутую систему обогрева подавать тепло в упомянутое пространство, когда температура атмосферы падает от температуры, обнаруженной в момент обнаружения влаги, до температуры, находящейся ниже упомянутого заранее заданного диапазона.

Приоритет по пунктам:
19.06.1995 по пп. 1-6;
16.07.1996 по пп. 7-13.