АНТЕННА РАДИОТЕЛЕСКОПА Российский патент 2011 года по МПК G02B17/06 

Изобретение относится к антеннам радиотелескопов и предназначено для управления формой поверхности основного зеркала.

Известно устройство (а.с. СССР №2065570, МПК 6 G01B 21/00, опубл. 20.08.96, БИ №23, Кучерюк В.И., Попов A.M., Колесников А.В. «Электронно-проекционный способ измерения формы и перемещений поверхности объекта») определения деформаций поверхности, содержащее проектор со слайдом изображения сетки, видеокамеру, устройство ввода-вывода информации в ЭВМ, ЭВМ с видеоконтроллером и дисплеем.

Недостатками этого устройства является низкая точность, низкая степень автоматизации и связанная с этим трудоемкость при определении топологии всей поверхности объекта.

Известно также устройство (а.с. СССР №656014, МПК G02B 17/06, 1979) для юстировки пространственного положения и формы составных зеркал, включающее элементы составного зеркала, образующие оптические сигналы в фокальной плоскости контрольного прибора, например автоколлиматора, который располагают против опорного элемента составного зеркала, часть контрольного пучка ответвляют на юстируемый элемент с помощью перископической системы концевых отражателей и, поворачивая систему отражателей вокруг оптической оси автоколлиматора и изменяя расстояние между отражателями соответственно расстоянию между опорным и юстируемым элементами, последовательно сравнивают юстируемые элементы с опорным. Недостатком данного устройства является наличие погрешности, вносимой в погрешность юстировки составного зеркала перископической системой концевых отражателей. Эта погрешность возникает при повороте перископической системы и изменении расстояния между концевыми отражателями как вследствие переменных упругих деформаций элементов системы под влиянием сил тяжести, так и вследствие неточности совмещения осей подвижных элементов с неподвижными.

Наиболее близким к заявляемому является «Система автоматического наведения радиотелескопа» (патент РФ №2319171, МПК G01S 13/66, опубл. 10.03.2008), содержащая отражающую поверхность основного зеркала, собранную из подвижных управляемых щитов, соединенных с соответствующими системами автоматического управления их положением, изменение которого возникает в результате весовых и температурных деформаций металлоконструкции антенны.

Недостатком данного изобретения является недостаточная точность воспроизведения формы отражающей поверхности антенны, что в свою очередь связано с точностью наведения антенны на космические объекты.

Задачей изобретения является повышение точности формы отражающей поверхности основного зеркала антенны радиотелескопа.

Технический результат от повышения точности формы поверхности основного зеркала радиотелескопа состоит в повышении эффективности и разрешающей способности основного зеркала антенны радиотелескопа.

Указанная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство, как и устройство, принятое за прототип, содержит отражающую поверхность основного зеркала, состоящую из подвижных управляемых щитов, с соответствующими системами автоматического управления, изменяющими их положение по результатам сканирования текущего положения.

Однако в отличие от известного в предлагаемое устройство введены пьезоэлектрические элементы, жестко закрепленные на внешней и внутренней сторонах поверхности каждого из подвижных управляемых щитов антенны, а также стержни температурной компенсации, подсоединенные к холодопроводу, закрепленному на ферменном каркасе антенны и подсоединенному входом и выходом к криогенному блоку, при этом каждый стержень температурной компенсации механически соединен с актуатором и имеет возможность продольного перемещения.

Изобретение характеризуется чертежом, на котором изображена конструктивная схема устройства управления формой поверхности основного зеркала радиотелескопа (фрагментная часть щита антенны). На чертеже приняты следующие обозначения: поверхность подвижного управляемого щита антенны 1, пьезоэлектрический элемент 2, актуатор 3, стержень 4 температурной компенсации, холодопровод 5, криогенный блок 6, система управления 7.

Работа устройства происходит следующим образом.

После приведения поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1 в рабочее состояние производят выставление и замеры пьезоэлектрических элементов 2, которые одновременно являются датчиками текущего положения формы поверхности каждого подвижного управляемого щита антенны 1. Эта операция производится в положении, когда солнце не освещает поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1 и температура одинакова на всей поверхности. Показания пьезоэлектрических элементов 2 заносятся в память процессора системы управления 7. При возникновении солнечной радиации происходит температурный нагрев поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1, что вызывает температурные деформации щитовых поверхностей и приводит к изменению ее формы. К деформации поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1 приводят также весовые нагрузки при положении антенны 1 на различных положениях угла места, а также ветровые нагрузки. С учетом деформаций поверхностей подвижных управляемых щитов антенны 1, вызывающих изменение показаний пьезоэлектрических элементов 2, система управления 7 вырабатывает сигналы на пьезоэлектрические элементы 2, расположенные на поверхностях соответствующих подвижных управляемых щитов антенны 1, и сигналы на актуаторы 3, расположенные на стержнях 4 температурной компенсации. Стержни 4 температурной компенсации соединены с криогенным блоком 6 холодопроводом 5. При подаче сигналов управления пьзоэлектрические элементы 2 воздействуют механически на наружную и внутреннюю поверхности соответствующего щита антенны 1, а также приводят к соприкосновению стержней 4 температурной компенсации к наружной поверхности соответствующего подвижного управляемого щита антенны 1, осуществляя таким образом механические деформации и температурную компенсацию. Эти воздействия суммарно приводят к изменению формы поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1 к первоначальной либо заданной форме, зафиксированной при определенном положении антенны, например, в зените и при отсутствии солнечной радиации.

Изобретение относится к космическим радиотелескопам и предназначено для управления формой поверхности космического радиотелескопа. Антенна радиотелескопа содержит отражающую поверхность основного зеркала, собранную из подвижных управляемых щитов, соединенных с соответствующими системами автоматического управления их положением. При этом согласно изобретению в устройство дополнительно введены пьезоэлектрические элементы, жестко закрепленные на внешней и внутренней сторонах поверхности каждого из подвижных управляемых щитов антенны, а также стержни температурной компенсации, подсоединенные к холодопроводу, закрепленному на форменном каркасе антенны и подсоединенному входом и выходом к криогенному блоку. При этом каждый стержень температурной компенсации механически соединен с пьезоэлектрическим актуатором с возможностью продольного перемещения. Технический результат - повышение эффективности и разрешающей способности основного зеркала антенны радиотелескопа. 1 ил.

Антенна радиотелескопа, содержащая отражающую поверхность основного зеркала, собранную из подвижных управляемых щитов, соединенных с соответствующими системами автоматического управления их положением, отличающаяся тем, что в нее введены пьезоэлектрические элементы, жестко закрепленные на внешней и внутренней сторонах поверхности каждого из подвижных управляемых щитов антенны, а также стержни температурной компенсации, подсоединенные к холодопроводу, закрепленному на форменном каркасе антенны и подсоединенному входом и выходом к криогенному блоку, при этом каждый стержень температурной компенсации механически соединен с пьезоэлектрическим актуатором с возможностью продольного перемещения.