ДВУХРЕФЛЕКТОРНАЯ АНТЕННА, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХРЕФЛЕКТОРНОЙ АНТЕННОЙ И СИСТЕМА СВЯЗИ Российский патент 2024 года по МПК H01Q15/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая заявка относится к области антенных технологий и, в частности, к двухрефлекторной антенне, способу управления двухрефлекторной антенной и к системе связи.

Уровень техники

При быстром развитии технологий беспроводной связи, особенно, при резком увеличении трафика данных базовых станций в эпоху связи 5-ого поколения (5th generation, 5G), требуемая производительность при передаче для микроволновой связи типа «точка-точка» (Point-To-Point Microwave Communication) требуется все более и более высокой.

Е-диапазон (E-band) простирается от 71 ГГц до 76 ГГц и от 81 ГГц до 86 ГГц. Благодаря широкой полосе рабочих частот и большой емкости, Е-диапазон постепенно становится основным диапазоном частот для передач в системе 5G. Однако, замирание электромагнитных волн при дожде в Е-диапазоне является весьма серьезным. «Замирание при дожде» здесь относится к замиранию сигнала, происходящему, когда электрическая волна входит в слой дождя. «Замирание при дожде» ограничивает дальность передачи в Е-диапазоне. Поэтому от антенны Е-диапазона с высоким усилением требуется увеличить дальность передачи антенны в Е-диапазоне.

Однако, антенны Е-диапазона с высоким усилением имеют проблему, состоящую в том, что угол на уровне половинной мощности диаграммы направленности излучения мал. Например, на фиг. 1 показана диаграмма направленности антенны Е-диапазона с диаметром 0,6 м или диаметром больше 0,6 м, где горизонтальная координата указывает угол, а вертикальная координата указывает коэффициент усиления. Из фиг. 1 можно видеть, что угол на уровне половинной мощности диаграммы направленности антенны равен всего лишь приблизительно 0,5°.

При реальном применении антенна обычно устанавливается на мачте, при этом мачта и антенна могут качаться и отклоняться под действием ветра. Чтобы предотвратить значительное ухудшение принимаемого сигнала по каналу связи, на котором работает антенна, из-за колебаний антенны, в большинстве случаев антенный луч необходимо корректировать, чтобы гарантировать стабильность передачи сигнала по каналу, на котором работает антенна.

Однако, при корректировании антенного луча возможна неисправность. В результате, антенна находится в пределах корректируемого диапазона или антенна находится за пределами корректируемого диапазона. Таким образом, стабильность передачи сигнала по каналу, на котором работает антенна, ухудшается и даже ограничивается использование антенны.

Сущность изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения представляют двухрефлекторную антенну, способ управления двухрефлекторной антенной и систему связи, чтобы обеспечить двухрефлекторную антенну, которая может возвращать антенну в начальное положение и использоваться в качестве обычной антенны, у которой направление антенного луча не может корректироваться.

Для решения вышеупомянутой задачи в вариантах осуществления настоящего изобретения используются нижеследующие технические решения.

В соответствии с первым подходом, настоящее изобретение представляет двухрефлекторную антенну. Двухрефлекторная антенна содержит основной рефлектор, вторичный рефлектор, облучатель, первую приводную конструкцию и соединительную часть. Вторичный рефлектор находится напротив основного рефлектора и облучатель выполнен с возможностью излучения электромагнитной волны на вторичный рефлектор. Первая приводная конструкция имеет телескопический вал. Соединительная часть соединена с вторичным рефлектором. Когда телескопический вал удлиняется, телескопический вал упирается в соединительную часть, чтобы управлять вторичным рефлектором для возвращения его в начальное положение. Начальным положением является положение, в котором плоскость, в которой лежит диаметр вторичного рефлектора, параллельна плоскости, в которой лежит диаметр основного рефлектора.

Двухрефлекторная антенна, представленная в этом варианте осуществления настоящего изобретения, содержит первую приводную конструкцию, которая имеет телескопический вал и соединительную часть, которая соединена с вторичным рефлектором, телескопический вал может упираться в соединительную часть, когда телескопический вал удлиняется, и вторичный рефлектор, используя соединительную часть, приводится в движение, чтобы вернуться в начальное положение. Таким образом, когда двухрефлекторная антенна не способна скорректировать направление луча, телескопический вал первой приводной конструкции может удлиниться и упереться в соединительную часть и вторичный рефлектор поворачивается в начальное положение, толкаемый соединительной частью. По сравнению с антенной, у которой вторичный рефлектор отклоняется от начального положения, такая двухрефлекторная антенна может использоваться в качестве обычной антенны с гарантией основных характеристик антенны.

Кроме того, например, размер и вес основного рефлектора гораздо больше, чем размер и вес вторичного рефлектора. В этом варианте осуществления настоящего изобретения первая приводная конструкция осуществляет привод для поворота вторичного рефлектора, имеющего меньшие размер и вес. Таким образом, по сравнению с приводом основного рефлектора, потребление энергии первой приводной конструкцией снижается.

В возможной реализации первого подхода двухрефлекторная антенна дополнительно содержит вторую приводную конструкцию. Вторая приводная конструкция имеет вращающийся вал. Вращающийся вал выполнен с возможностью привода вторичного рефлектора для поворота вокруг поперечной оси, относительно основного рефлектора, чтобы корректировать направление луча двухрефлекторной антенны. Поперечная ось параллельна плоскости, в которой лежит диаметр основного рефлектора.

Другими словами, основной рефлектор неподвижно закреплен, а вторичный рефлектор может поворачиваться под действием привода вращающегося вала второй приводной конструкции. Таким образом, после того, как двухрефлекторная антенна установлена на мачте, когда мачта и двухрефлекторная антенна колеблются под действием ветра, вращающийся вал может приводить в движение вторичный рефлектор для поворота вокруг поперечной оси, относительно основного рефлектора, чтобы корректировать направление луча антенны. Кроме того, даже если антенна качается с большим углом под действием мачты, коэффициент усиления антенны не будет резко уменьшаться, избегая, таким образом, прерывания работы канала, на котором работает антенна.

В возможной реализации первого подхода соединительная часть содержит первую соединительную часть и вторую соединительную часть. Один конец первой соединительной части соединен с вращающимся валом, а другой конец первой соединительной части упирается в телескопический вал, когда телескопический вал удлиняется. Один конец второй соединительной части соединен с вращающимся валом и другой конец второй соединительной части соединен с вторичным рефлектором.

Потребление энергии первой приводной конструкции и второй приводной конструкции может быть дополнительно уменьшено при использовании первой соединительной части и второй соединительной части, которые присоединены к вращающемуся валу.

В возможной реализации первого подхода двухрефлекторная антенна дополнительно содержит опору. Первая приводная конструкция расположена вблизи вторичного рефлектора. Один конец опоры неподвижно закреплен относительно первой приводной конструкции, а другой конец опоры неподвижно закреплен относительно основного рефлектора.

Другими словами, опора используется для поддержки первой приводной конструкции, которая расположена вблизи вторичного рефлектора и подвешена в воздухе.

В возможной реализации первого подхода часть, которая является частью опоры, которая располагается между основным рефлектором и вторичным рефлектором и расположена, по меньшей мере, вблизи вторичного рефлектора, изготовлена из диэлектрического материала.

Таким образом, после того, как электромагнитная волна, излученная облучателем на вторичный рефлектор, отражается первый раз, отраженная электромагнитная волна излучается на основной рефлектор после того, как полностью проходит сквозь диэлектрический материал. Таким образом, характеристики коэффициента усиления и диаграммы направленности антенны не ухудшаются.

В возможной реализации первого подхода радиальный размер той части, которая является частью опоры и расположена между вторичным рефлектором и основным рефлектором, постепенно уменьшается вдоль направления от вторичного рефлектора к основному рефлектору, чтобы сформировать коническую конструкцию.

Коническая конструкция может использоваться, чтобы дополнительно снизить влияние на коэффициент усиления и диаграмму направленности.

В возможной реализации первого подхода прилежащий угол между электрической шиной и осью конической конструкции составляет от 10° до 30°.

Правильный выбор характеристик конической конструкции может препятствовать влиянию толщины стенки на коэффициент усиления и диаграмму направленности.

В возможной реализации первого подхода толщина h стенки той части, которая является частью опоры и располагается между основным рефлектором и вторичным рефлектором, равна: , где С - скорость света, f - рабочая частота двухрефлекторной антенны, E_r - относительная диэлектрическая постоянная диэлектрического материала и N - положительное целое число, большее или равное 1.

Правильный выбор толщины стенки опоры может препятствовать влиянию толщины стенки на коэффициент усиления и диаграмму направленности.

В возможной реализации первого подхода в опоре сформирована герметизированная полость и первая приводная конструкция и вторичный рефлектор расположены в герметизированной полости.

Первая приводная конструкция и вторичный рефлектор расположены в герметизированной полости, чтобы не допускать попадания дождевой воды и повреждения первой приводной конструкции и вторичного рефлектора.

В возможной реализации первого подхода опора содержит первую опору, вторую опору и третью опору. Первая опора неподвижно закреплена относительно основного рефлектора и облучатель расположен на первой опоре. Вторая опора неподвижно закреплена относительно первой опоры и вторая опора изготовлена из диэлектрического материала. Третья опора неподвижно закреплена относительно второй опоры и первая приводная конструкция неподвижно закреплена на третьей опоре.

В возможной реализации первого подхода двухрефлекторная антенна дополнительно содержит поддон и основной рефлектор и облучатель оба неподвижно закреплены относительно поддона и облучатель проходит сквозь основной рефлектор и обращен к вторичному рефлектору.

В соответствии с вторым подходом, настоящее изобретение дополнительно представляет систему связи, содержащую двухрефлекторную антенну в любой реализации первого подхода и первый контроллер. Первый контроллер выполнен с возможностью обнаружения, способен ли вторичный рефлектор скорректировать направление луча двухрефлекторной антенны, и когда определено, что вторичный рефлектор не способен скорректировать направление луча, первый контроллер приводит в движение телескопический вал, чтобы он удлинился и уперся в соединительную часть для приведения в движение вторичного рефлектора и возвращения его в начальное положение.

В системе связи, соответствующей настоящему изобретению, когда определено, что вторичный рефлектор не способен скорректировать направление луча, первый контроллер управляет первой приводной конструкцией. Первая приводная конструкция приводится в движение и удлиняет телескопический вал, приводя в движение вторичный рефлектор для его поворота в начальное положение, обеспечивая, чтобы двухрефлекторная антенна являлась обычной антенной и обладала основной функцией антенны.

В возможной реализации второго подхода двухрефлекторная антенна дополнительно содержит вторую приводную конструкцию, которая имеет вращающийся вал, и система связи дополнительно содержит элемент обнаружения угла и второй контроллер. Элемент обнаружения угла выполнен с возможностью обнаружения угла отклонения основного рефлектора. Второй контроллер, на основе угла отклонения, управляет поворотом вращающегося вала, чтобы управлять вторичным рефлектором для его поворота относительно основного рефлектора и коррекции направления луча двухрефлекторной антенны.

Система связи дополнительно содержит элемент обнаружения угла и первый контроллер. Когда двухрефлекторная антенна располагается на мачте и мачта и двухрефлекторная антенна качаются под действием ветра, элемент обнаружения угла может обнаруживать угол отклонения, на который отклоняется двухрефлекторная антенна, качаясь вместе с мачтой. Кроме того, после получения сигнала угла отклонения второй контроллер может выдавать команды, позволяющие вторичному рефлектору поворачиваться, и затем второй контроллер управляет второй приводной конструкцией. Таким образом, вторичный рефлектор приводится в движение вращающимся валом второй приводной конструкции, чтобы скорректировать направление луча антенны, так чтобы коэффициент усиления антенны, в основном, оставался неизменным, и обслуживание канала, на котором работает антенна, поддерживалось таким, чтобы канал работал нормально.

В возможной реализации второго подхода двухрефлекторная антенна дополнительно содержит источник электропитания и элемент аккумулирования энергии. Источник электропитания выполнен с возможностью подачи электропитания на первую приводную конструкцию и на вторую приводную конструкцию. На случай, когда источник питания не может обеспечивать электропитание для первой приводной конструкции, элемент аккумулирования энергии выполнен с возможностью подачи электропитания на первую приводную конструкцию.

Элемент аккумулирования энергии расположен отдельно, чтобы обеспечивать подачу электропитания на первый контроллер и на первую приводную конструкцию. Таким образом, при неисправности источника электропитания двухрефлекторной антенны элемент аккумулирования энергии может использоваться для подачи электропитания на первый контроллер и на первую приводную конструкцию, обеспечивая, чтобы вторичный рефлектор под действием первого контроллера и первой приводной конструкции возвращался в начальное положение.

В соответствии с третьим подходом, настоящее изобретение дополнительно представляет способ управления двухрефлекторной антенной. Двухрефлекторная антенна содержит первую приводную конструкцию, имеющую телескопический вал, и соединительную часть, соединенную с вторичным рефлектором двухрефлекторной антенны, и способ управления содержит этапы, на которых:

определяют, что вторичный рефлектор двухрефлекторной антенны не способен скорректировать направление луча двухрефлекторной антенны; и

управляют телескопическим валом, чтобы он удлинился и уперся в соединительную часть для приведения в движение вторичного рефлектора, чтобы возвратить его в начальное положение, где начальное положение является положением, в котором плоскость, в которой лежит диаметр вторичного рефлектора, параллельна плоскости, в которой лежит диаметр основного рефлектора двухрефлекторной антенны.

В возможной реализации третьего подхода соединительная часть содержит первую соединительную часть и вторую соединительную часть и двухрефлекторная антенна дополнительно содержит вторую приводную конструкцию, которая имеет вращающийся вал. Один конец первой соединительной части соединен с вращающимся валом. Один конец второй соединительной части соединен с вращающимся валом, а другой конец второй соединительной части соединен с вторичным рефлектором.

Привод вторичного рефлектора для возвращения в начальное положение содержит этап, на котором:

управляют телескопическим валом, чтобы он удлинился и упирался в первую соединительную часть и толкал первую соединительную часть и вторую соединительную часть для поворота вокруг вращающегося вала, чтобы привести в движение вторичный рефлектор для его возвращения в начальное положение.

В возможной реализации третьего подхода двухрефлекторная антенна дополнительно содержит второй контроллер и элемент обнаружения угла.

Способ управления содержит выполнение по меньшей мере одного из следующий определений:

определяют, что вращающийся вал имеет функцию вращения;

определяют, что второй контроллер имеет функцию управления вращающимся валом для его вращения; и

определяют, что элемент обнаружения угла имеет функцию обнаружения угла отклонения основного рефлектора.

Таким образом, первый контроллер может обнаруживать вращающийся вал и второй контроллер может обнаруживать элемент обнаружения угла, чтобы обнаруживать любую конструкцию, которая влияет на вращение вторичного рефлектора, улучшая, таким образом, характеристики двухрефлекторной антенны.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - график коэффициента усиления двухрефлекторной антенны;

фиг. 2 - конструкция двухрефлекторной антенны;

фиг. 3 – схема частичной конструкции системы связи, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 – схема состояния, в котором вторичный рефлектор вращается относительно основного рефлектора в системе связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 – схема конструкции двухрефлекторной антенны, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6 – схема конструкции двухрефлекторной антенны, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 7 - моделирование сканирования луча двухрефлекторной антенны, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 8 - блок-схема управляющей части двухрефлекторной антенны, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 - блок-схема управляющей части двухрефлекторной антенны, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 10 – схематичное представление конструкции двухрефлекторной антенны, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 11 – схематичное представление части конструкции, показанной на фиг. 10;

фиг. 12 - моделирование электрической характеристики двухрефлекторной антенны, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 13 - блок-схема последовательности выполнения операций способа управления двухрефлекторной антенной, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 14 - блок-схема последовательности выполнения операций способа управления двухрефлекторной антенной, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 15 - блок-схема последовательности выполнения операций способа управления двухрефлекторной антенной, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.

Ссылочные позиции:

1: основной рефлектор;

2: вторичный рефлектор

3: облучатель

4: основание опоры

5: первый двигатель

51: телескопический вал

6: второй двигатель

61: вращающийся вал

7: опора

71: первая опора

72: вторая опора

73: третья опора

8: поддон

9: соединительная часть

91: первая соединительная часть

92: вторая соединительная часть

10: герметизирующая прокладка

Описание вариантов осуществления

Для облегчения понимания технических решений ниже объясняются технические термины, используемые в настоящей заявке.

Угол по уровню половинной мощности также упоминается как ширина луча по уровню 3 дБ или ширина луча по уровню половинной мощности. На диаграмме излучения антенны, например, каждая антенна имеет два или более лепестков. Самый большой лепесток упоминается как основной лепесток, а другие лепестки упоминаются как боковые лепестки. Энергия излучения в основном лепестке является наибольшей. На диаграмме излучения антенны в плоскости, содержащей максимальное направление излучения основного лепестка, прилежащий угол между двумя точками, в которых плотность потока мощности падает до половины (или меньше, чем на максимальное значение 3 дБ) плотности потока мощности относительно максимального направления излучения, упоминается как угол по уровню половинной мощности. Меньший угол по уровню половинной мощности указывает лучшую направленность и более сильную антипомеховую способность антенны.

Антенный луч (antenna beam): антенный луч относится, например, к основному лепестку (также называемому основным лучом) и является областью, в которой мощность в антенне наиболее сконцентрирована. Например, у антенны есть только один основной луч и корректировка антенного луча относится к корректировке основного луча антенны.

Направление антенного луча является направлением основного луча антенны.

Далее технические решения, используемые в вариантах осуществления изобретения, описываются подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи.

В области антенн существует двухрефлекторная антенна. Двухрефлекторная антенна (например, антенна Кассегрена или антенна Грегори) обычно используется в микроволновом и в миллиметровом диапазонах волн и широко используются в спутниковой связи, микроволновой связи, радиолокации, дистанционном зондировании и других системах радиосвязи.

На фиг. 2 представлена конструкция двухрефлекторной антенны. Двухрефлекторная антенна содержит основной рефлектор 1, вторичный рефлектор 2 и облучатель 3. Электромагнитный сигнал поступает через облучатель 3, излучается на вторичный рефлектор 2 и затем отражается первый раз. Отраженный электромагнитный сигнал проходит к основному рефлектору 1 и затем отражается второй раз и после второго отражения электромагнитный сигнал излучается в пространство. Черные пунктирные линии со стрелками на фиг. 2 указывают пути распространения электромагнитного сигнала. Например, в двухрефлекторной антенне для основного рефлектора 1 используется вращающийся параболоид, а для вторичного рефлектора 2 используется поворотный гиперболоид.

Основываясь на характеристиках гиперболоида и параболоида, как показано в фиг. 2, пути прохождения лучей, излучаемых из точки F1 облучателя 3 на апертуру S, равны, например, F1A1+A1B1+B1CI=F1A2+A2B2+B2C2. В этом случае, сферическая волна облучателя, фазовый центр которой находится в точке F1, связывается, чтобы стать плоской волной на диаметре основного рефлектора 1, то есть, плоскость S является равнофазовой плоскостью, так что двухрефлекторная антенна имеет такие характеристики, как высокий коэффициент усиления, остронаправленный луч и малый угол на уровне половинной мощности.

При проектировании основного рефлектора 1 отношение фокусного расстояния к диаметру (focal-length-to-diameter ratio, F/D) для основного рефлектора 1 является ключевым параметром. Как показано на фиг. 2, в отношении F/D фокусного расстояния к диаметру основного рефлектора 1, F - фокусное расстояние основного рефлектора 1, и D - диаметр основного рефлектора 1. Когда отношения F/D фокусного расстояния к диаметру, различаются, значения снижения коэффициента усиления, полученные, когда лучи отклоняются на одинаковый угол, также отличаются. Например, диапазон значений отношения F/D фокусного расстояния к диаметру составляет от 0,25 до 0,4. В этом варианте осуществления настоящего изобретения может быть выбран основной рефлектор 1, для которого F/D равно 0,357.

Например, диаметр вторичного рефлектора 2 равен приблизительно одной десятой от диаметра основного рефлектора 1 и характеристики вторичного рефлектора, диаметр которого составляет от 60 мм до 100 мм, лучше. В настоящей заявке может использоваться вторичный рефлектор 2 с диаметром 80 мм.

В качестве облучателя 3 может быть выбран открытый круглый волновод. Для уменьшения потерь в волноводе, вызванных использованием открытого круглого волновода, диаметр открытого круглого волновода обычно составляет от 3 мм до 4 мм. В настоящей заявке может быть выбран открытый круглый волновод с диаметром 3,56 мм.

В некоторых реализациях, например, в системе связи, как показано на фиг. 3, двухрефлекторная антенна устанавливается на основании 4 опоры (которое может также упоминаться как мачта). Таким образом, под действием силы ветра и т.п. двухрефлекторная антенна колеблется вместе с основанием 4 опоры. На фиг. 3 черные сплошные линии указывают конструкции основания 4 опоры и двухрефлекторной антенны, когда основание 4 опоры и двухрефлекторная антенна не отклоняются, а черные пунктирные линии указывают конструкции основания 4 опоры и двухрефлекторной антенны после отклонения. Пока углы колебаний мачты и двухрефлекторной антенны больше, чем угол на уровне половинной мощности двухрефлекторной антенны, коэффициент усиления и диаграмма направленности антенны ухудшаются и уровень принимаемого сигнала в канале, на котором работает двухрефлекторная антенна, значительно снижается, вызывая прерывание работы канала, содержащего двухрефлекторную антенну. Поэтому, направление луча двухрефлекторной антенны, которая колеблется вместе с мачтой, должно корректироваться.

В некоторых реализациях основной рефлектор 1 закрепляется относительно основания 4 опоры. В этом случае, чтобы скорректировать направление луча антенны, со ссылкой на фиг. 4, вторичный рефлектор 2 может вращаться вокруг поперечной оси L относительно основного рефлектора 1. Таким образом, после того, как электромагнитная волна, излученная облучателем, излучается на вторичный рефлектор 2, направление передачи электромагнитной волны, отраженной вторичным рефлектором 2, изменяется. Затем электромагнитная волна передается к основному рефлектору 1 и направление передачи электромагнитной волны, отраженной основным рефлектором 1, также изменяется. Таким образом реализуется сканирование луча, чтобы скорректировать направление луча антенны и предотвратить снижение коэффициента усиления.

Однако, когда вторичный рефлектор 2 вращается относительно основного рефлектора 1, чтобы скорректировать направление луча антенны, могут произойти некоторые аномальные явления. В результате, вторичный рефлектор 2 может не вращаться относительно основного рефлектора 1 и вторичный рефлектор 2 находится в определенном положении в пределах корректируемого диапазона. Альтернативно, диапазон вращения вторичного рефлектора 2 может находиться вне диапазона коррекции. Например, вторичный рефлектор должен вращаться между -15° и 15°, но вторичный рефлектор не может продолжать вращаться, когда вторичный рефлектор поворачивается до 13° или когда вторичный рефлектор поворачивается до 18°. Когда вышеупомянутые случаи происходят, стабильность передачи сигнала по каналу, на котором работает антенна, ухудшается или даже возникает прерывание.

Чтобы вовремя узнать, может ли антенна выполнить корректирование направления луча, и гарантировать стабильность передачи сигнала по каналу, на котором работает антенна, двухрефлекторная антенна, представленная в этом варианте осуществления настоящего изобретения, дополнительно содержит первую приводную конструкцию и соединительную часть. Соединительная часть соединяется со вторичным рефлектором и первая приводная конструкция имеет телескопический вал. Когда вторичный рефлектор не может скорректировать направление луча двухрефлекторной антенны, телескопический вал первой приводной конструкции удлиняется и упирается в соединительную часть, и соединительная часть приводит в движение вторичный рефлектор 2, чтобы вернуться в начальное положение. Начальное положение здесь является положением, в которой плоскость, на который располагается диаметр вторичного рефлектора 2, параллельна плоскости, на которой располагается диаметр основного рефлектора 1, другими словами, диаметр вторичного рефлектора 2 выравнивается относительно диаметра основного рефлектора 1.

Когда вторичный рефлектор 2 полностью выровнен с основным рефлектором 1, двухрефлекторная антенна в этом состоянии не может реализовывать сканирование луча или изменять направление луча. Однако, по сравнению с антенной, у которой вторичный рефлектор находится в другом положении, антенна может дополнительно использоваться в качестве обычной антенны и имеет основную функцию антенны. Обычная антенна здесь является антенной, у которой диаметр вторичного рефлектора 2 выровнен с диаметром основного рефлектора 1.

Как показано на фиг. 5, первая приводная конструкция может быть первым двигателем 5 и выходной вал первого двигателя может перемещаться в осевом направлении. Например, выходной вал первого двигателя 5 является телескопическим валом 51 и телескопический вал 51 первого двигателя может перемещаться в направлении соединительной части 9, которая соединяется с вторичным рефлектором 2. Сила прикладывается к соединительной части 9, чтобы толкать вторичный рефлектор 2 для вращения вокруг поперечной оси L, показанной на фиг. 4, относительно основного рефлектора 1.

Кроме того, первая приводная конструкция может альтернативно быть телескопическим цилиндром, телескопическим масляным цилиндром и т.п., и телескопическими поршнями в телескопическом цилиндре и телескопическом масляном цилиндре, каждый из которых в настоящей заявке является телескопическим валом. Первая приводная конструкция конкретно не ограничивается в настоящей заявке и может альтернативно быть другой приводной конструкцией, имеющей телескопический вал.

Для управления удлинением телескопического вала первой приводной конструкции, двухрефлекторная антенна дополнительно содержит первый контроллер. Первый контроллер выполнен с возможностью определения, может ли вторичный рефлектор корректировать направление луча двухрефлекторной антенны. Когда определено, что вторичный рефлектор не может корректировать направление луча, первый контроллер управляет телескопическим валом первой приводной конструкции, чтобы он удлинился и уперся в соединительную часть для приведения вторичного рефлектора в движение, чтобы вернуть его в начальное положение.

Настоящая заявка дополнительно представляет конструкцию, выполненную с возможностью поворота вторичного рефлектора относительно основного рефлектора, чтобы корректировать луч антенны. Например, двухрефлекторная антенна дополнительно содержит вторую приводную конструкцию и вторая приводная конструкция имеет вращающийся вал. Вращающийся вал параллелен плоскости, в которой лежит диаметр основного рефлектора 1, и вторичный рефлектор 2 приводится в действие, чтобы вращаться, используя вращающийся вал. Другими словами, вторая приводная конструкция обеспечивает мощность для вращения вторичного рефлектора 2, чтобы принуждать вторичный рефлектор 2 поворачиваться.

Как вариант, настоящая заявка дополнительно представляет вторую приводную конструкцию, выполненную с возможностью привода вторичного рефлектора 2 для его поворота. По сравнению с основным рефлектором 1, вторичный рефлектор 2 имеет меньший объем и более легкий вес. Поэтому, по сравнению с приводом основного рефлектора 1, потребление энергии второй приводной конструкцией для поворота уменьшается и потребление энергии всей двухрефлекторной антенной уменьшается. Кроме того, вторую приводную конструкцию с меньшим весом и меньшим объемом можно использовать, чтобы уменьшить вес и объем антенны в целом.

Вторая приводная конструкция, которая поворачивает вторичный рефлектор 2, может иметь различные конструкции. Например, вторая приводная конструкция может быть двигателем, выходной вал которого может вращаться, и выходной вал двигателя напрямую соединяется с вторичным рефлектором, чтобы поворачивать вторичный рефлектор. В качестве другого примера, вторая приводная конструкция может альтернативно быть двигателем с выходным телескопическим валом и выходной вал двигателя соединяется с передающей конструкцией. Передающая конструкция может здесь быть винтовой передающей конструкцией, которая, например, может преобразовывать прямолинейное движение во вращательное движение. Далее, передающая конструкция соединяется с вторичным рефлектором. Другими словами, выходной вал двигателя обеспечивает линейное перемещение и вторичный рефлектор поворачивается за счет преобразования, выполняемого передающей конструкцией. Конкретная вторая приводная конструкция не ограничивается в настоящей заявке и может альтернативно быть другой приводной конструкцией, обладающей функцией вращения.

На фиг. 6 показано, что вторая приводная конструкция является вторым двигателем 6 и выходной вал второго двигателя 6 является вращающимся валом 61. Здесь, вращающийся вал 61 располагается параллельно поперечной оси L и вращающийся вал 61 соединяется с вторичным рефлектором 2. После начала работы второго двигателя 6, вращающийся вал 61 второго двигателя 6 поворачивается, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор 2, обеспечивая поворот вокруг вращающегося вала 61, который приводится в движение вторым двигателем и который параллелен поперечной оси.

На фиг. 7 представлено моделирование, в котором вторая приводная конструкция используется для приведения в движение вторичного рефлектора, чтобы выполнять сканирование луча. На чертеже показан соответствующий диапазон угла сканирования антенного луча, когда вторая приводная конструкция приводит в движение вторичный рефлектор, обеспечивая поворот в диапазоне от -15° до 0°. На фиг. 7 по горизонтальной координате указан угол сканирования луча, а по вертикальной координате - коэффициент усиления. Из этого чертежа должно быть понятно, что когда вторая приводная конструкция управляет вторичным рефлектором для поворота в диапазоне от -15° до 0°, диапазон угла сканирования антенного луча близок к от -2° до 0°. Кроме того, на фиг. 7 можно видеть, что когда угол сканирования антенного луча близок к 0°, коэффициент усиления близок к 53,6 дБ, а когда угол сканирования антенного луча близок к -2°, коэффициент усиления близок к 50,5 дБ. Поэтому, когда антенный луч сканируется в диапазоне от -2° до 0°, коэффициент усиления приблизительно всего на 3 дБ ниже, чем когда никакое сканирование не выполняется, и характеристики антенны являются превосходными.

Для коррекции направления антенного луча в реальном времени и улучшения характеристик антенны, со ссылкой на фиг. 8, двухрефлекторная антенна может дополнительно содержать элемент обнаружения угла и второй контроллер. Элемент обнаружения угла выполнен с возможностью обнаружения угла отклонения основного рефлектора, например, угла, на который основной рефлектор отклоняется, когда приводится в движение мачтой. Второй контроллер управляет вращающимся валом второй приводной конструкции для поворота на основе угла отклонения, обнаруженного элементом обнаружения угла, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор 2 для его поворота относительно основного рефлектора 1.

Другими словами, элемент обнаружения угла обнаруживает, что основной рефлектор отклоняется и передает сигнал отклонения угла на второй контроллер. После выполнения соответствующей обработки, второй контроллер выводит сигнал управления углом и управляет вращающимся валом 61 второго двигателя, чтобы поворачивать вторичный рефлектор 2, поворачивая его на соответствующий угол.

Элемент обнаружения угла здесь имеет множество вариантов осуществления. Например, для обнаружения может использоваться гироскоп, может использоваться датчик обнаружения угла или может использоваться другая конструкция, пригодная для обнаружения угла.

Элемент обнаружения угла может быть установлен на основном рефлекторе 1 или на мачте.

Элемент обнаружения угла и второй контроллер могут быть установлены в блоке управления и блок управления электрически соединяется со вторым двигателем через кабель.

Двухрефлекторная антенна, представленная в этом варианте осуществления настоящего изобретения, дополнительно содержит источник электропитания и источник электропитания может обеспечивать электропитание для первой приводной конструкции и для второй приводной конструкции. Например, источник электропитания располагается в блоке управления и соединяется с первой приводной конструкцией и второй приводной конструкцией через кабель.

Следует заметить, что первый контроллер и второй контроллер могут быть различными блоками микроконтроллеров (Microcontroller Unit, MCU) или одинаковыми MCU.

Когда двухрефлекторная антенна содержит первую приводную конструкцию, вторую приводную конструкцию, элемент обнаружения угла и источник электропитания, условие инициирования первого контроллера, который будет управлять телескопическим валом первой приводной конструкции, который удлиняется, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор для его возвращения в начальное положение, может содержать по меньшей мере одно из следующих условий. Как показано на фиг. 9, например, первый контроллер определяет, что вращающийся вал второй приводной конструкции может вращаться, чтобы приводить во вращение вторичный рефлектор. В качестве другого примера, первый контроллер определяет, имеет ли второй контроллер функцию управления вращением вращающегося вала второй приводной конструкции. В другом примере, первый контроллер определяет, обладает ли элемент обнаружения угла функцией обнаружения угла отклонения основного рефлектора, другими словами, может ли элемент обнаружения угла обнаруживать угол отклонения основного рефлектора. В другом примере первый контроллер определяет, может ли источник электропитания подавать электропитание на первую приводную конструкцию управления и на вторую приводную конструкцию.

Следует понимать, что при обнаружении, что какая-либо из описанных выше конструкций не может нормально работать, первый контроллер инициирует удлинение телескопического вала первой приводной конструкции, чтобы выполнить возвращение вторичного рефлектора в нулевое положение. Возвращение в нулевое положение здесь состоит в возвращении вторичного рефлектора в начальное положение.

Когда источник электропитания не может подавать электропитание на первую приводную конструкцию управления и на вторую приводную конструкцию, первая приводная конструкция не может управлять вторичным рефлектором, чтобы возвращать его в начальное положение. Поэтому двухрефлекторная антенна в этом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно содержит элемент аккумулирования энергии. Когда источник электропитания не может подавать электропитание на первую приводную конструкцию, элемент аккумулирования энергии подает электропитание на первый контроллер и на первую приводную конструкцию управления, чтобы возвратить вторичный рефлектор в начальное положение.

Элемент аккумулирования энергии может быть батареей большой емкости, аккумулятором, конденсатором большой емкости и т.п.

Когда двойная рефлекторная антенна имеет как первую приводную конструкцию, так и вторую приводную конструкцию, настоящее изобретение представляет конструкцию, которая может делать соединительную конструкцию компактной и уменьшать потребление энергии. Например, со ссылкой на фиг. 10, соединительная часть 9 содержит первую соединительную часть 91 и вторую соединительную часть 92. Один конец первой соединительной части 91 соединен с вращающимся валом 61, а другой конец первой соединительной части 91 упирается в телескопический вал 51, когда телескопический вал 51 удлиняется. Один конец второй соединительной части 92 соединен с вращающимся валом 61, а другой конец второй соединительной части 92 соединен с вторичным рефлектором 2.

Далее описывается рабочий процесс конструкции, показанной на фиг. 10. Когда вторичный рефлектор 2 поворачивается относительно основного рефлектора 1, чтобы скорректировать направление луча, телескопический вал 51 находится во втянутом состоянии, отделен от первой соединительной части 91, не контактируя с ней, и вращающийся вал 61 поворачивается. Для корректирования направления луча вторая соединительная часть 92 приводит в действие вторичный рефлектор, чтобы поворачиваться относительно основного рефлектора 1. Когда определено, что вторичный рефлектор 2 не может вращаться относительно основного рефлектора 1, направление луча двухрефлекторной антенны не может быть скорректировано. В этом случае, телескопический вал 51 удлиняется и упирается в первую соединительную часть 91 и прикладывает толкающую силу в направлении первой соединительной части 91, так чтобы первая соединительная часть 91 и вторая соединительная часть 92 поворачивались вокруг вращающегося вала 61. Поскольку вращающийся вал 61 параллелен поперечной оси, вторичный рефлектор 2 приводится в действие, чтобы вернуться в начальное положение.

Другими словами, на фиг. 10 телескопический вал 51 и вращающийся вал 61 являются сопряженными, используя первую соединительную часть 91 и вторую соединительную часть 92. Таким образом, когда вторичный рефлектор 2 поворачивается на тот же самый угол, потребление энергии первой приводной конструкцией и второй приводной конструкцией может, соответственно, уменьшиться. Кроме того, в этом приложении толкающая сила прикладывается к первой соединительной части 91, чтобы подталкивать вращающийся вал 61 при повороте, давая возможность вторичному рефлектору вернуться в начальное положение. Таким образом, когда двухрефлекторная антенна не может выполнять корректирование направления луча, телескопический вал продолжает подталкивать вращающийся вал, так чтобы вторичный рефлектор находился в стабильном состоянии и не колебался и обеспечивалась стабильность коэффициента усиления и диаграммы направленности, когда двухрефлекторная антенна используется в качестве обычной антенны.

В некоторых реализациях, со ссылкой на фиг. 10, основной рефлектор 1 неподвижно закреплен относительно поддона 8 и вторичный рефлектор 2, первый двигатель 5 и второй двигатель 6 расположены на стороне основного рефлектора 1 и находятся вдали от поддона 8. В этом случае двухрефлекторная антенна дополнительно содержит опору 7. Первый двигатель 5 и второй двигатель 6 неподвижно закреплены относительно опоры 7, а другой конец опоры 7 неподвижно закреплен относительно основного рефлектора 1 или относительно поддона 8 через основной рефлектор 1, то есть первый двигатель 5 и второй двигатель 6, подвешенные в воздухе, закрепляются, используя опору 7. Опора 7 может иметь правильную форму, такую как конус, цилиндр или прямоугольник или может иметь неправильную форму.

Часть опоры 7 находится на пути распространения электромагнитного сигнала. Поэтому, чтобы предотвратить блокирование опорой 7 распространения электромагнитного сигнала, часть, являющаяся частью опоры 7 и которая находится между основным рефлектором 1 и вторичным рефлектором 2, изготовлена из диэлектрического материала. Диэлектрический материал имеет относительную диэлектрическую постоянную, которая меньше 4,5. Например, диэлектрический материал содержит такой материал, как полифениленоксид (Polyphenylene Oxide, PPO) или поликарбонат (Polycarbonate, PC). Таким образом, сигнал электромагнитной волны, отраженный от вторичного рефлектора 2, излучается на основной рефлектор 1 после полного прохождения через опору 7, и такая опора не оказывает влияния на характеристики антенны по сравнению с опорой, изготовленной из металла.

Чем ближе находится часть опоры 7 к основному рефлектору 1, тем меньше электромагнитных сигналов проходят через эту часть опоры. Поэтому часть, которая является частью опоры 7 и которая располагается между основным рефлектором 1 и вторичным рефлектором 2 вблизи от вторичного рефлектора 2, может изготавливаться из диэлектрического материала. Остальные части могут изготавливаться из диэлектрического материала или другого материала (например, из металла) с более высокой прочностью. Таким образом, здание с высокой прочностью и хорошей стабильностью всей конструкции не влияет на характеристики антенны.

Выбор формы и толщины стенки части, являющейся частью опоры 7 и которая находится между основным рефлектором 1 и вторичным рефлектором 2, также влияет на характеристики антенны.

Со ссылкой на фиг. 11, радиальный размер (размер D на чертеже) опоры 7 постепенно уменьшается вдоль направления от вторичного рефлектора 2 к основному рефлектору 1, и следует понимать, что опора 7 имеет коническую конструкцию. Кроме того, прилежащий угол θ между электрической шиной и осью конической конструкции лежит в пределах между 10° и 30° или между 12° и 30°. В двухрефлекторной антенне, соответствующей этому изобретению, угол θ может быть выбран равным 20°.

Со ссылкой на фиг. 11, толщина h стенки части, которая является частью опоры 7 и которая находится между основным рефлектором 1 и вторичным рефлектором 2, равна , где С - скорость света, f - рабочая частота двухрефлекторной антенны, E_r - относительная диэлектрическая постоянная диэлектрического материала и N - положительное целое число, большее или равное 1. Например, когда диапазон рабочих частот двухрефлекторной антенны составляет от 71 ГГц до 86 ГГц, центральная частота f равна 78,5 ГГц. Когда относительная диэлектрическая постоянная E_r диэлектрического материала выбирается равной 2,55, h может быть выбрана как 1,2 мм, 2,4 мм, 3,6 мм, 4,8 мм и т.п. h может альтернативно быть выбрана близкой к 1,2 мм, 2,4 мм, 3,6 мм или 4,8 мм, допуск составляет, например, приблизительно 5% или 10%.

В некоторых реализациях, со ссылкой на фиг. 10, облучатель 3 устанавливается на первой опоре 71, первый двигатель 5 и второй двигатель 6 устанавливаются на третьей опоре 73 и опора 7 дополнительно содержит вторую опору 72. Первая опора 71, вторая опора 72, и третья опора 73 могут быть собраны в опору 7, описанную выше.

Когда двухрефлекторная антенна устанавливается на месте, после того, как основной рефлектор 1 и первая опора 71, смонтированная с облучателем 3, закрепляются относительно поддона 8, вторая опора 72 и третья опора 73, смонтированная с первым двигателем 5, и второй двигатель 6 собираются и относительные положения основного рефлектора 1 и вторичного рефлектора 2 корректируются.

Как вариант, чтобы сделать первый двигатель 5, второй двигатель 6 и вторичный рефлектор 2 расположенными в среде с хорошей воздухонепроницаемостью, в опоре 7 формируется герметичная полость. Первый двигатель 5, второй двигатель 6 и вторичный рефлектор 2 располагаются в герметичной полости, чтобы препятствовать попаданию дождевой воды в полость, образованную опорами, и влиянию на характеристики первого двигателя и второго двигателя. Поэтому, когда вторая опора 72 устанавливается вместе с первой опорой 71 и третьей опорой 73, герметизирующие прокладки 10 располагаются в месте соединения между второй опорой 72 и первой опорой 71 и в месте соединения между второй опорой 72 и третьей опорой 73, так, чтобы первый двигатель, второй двигатель и вторичный рефлектор находились в закрытой среде.

Поскольку вторая опора 72 расположена между основным рефлектором 1 и вторичным рефлектором 2, вторая опора 72 изготовлена из диэлектрического материала, а первая опора 71 находится вблизи основного рефлектора 1 и оказывает небольшое влияние на передачу электромагнитного сигнала. Поэтому первая опора 71 может быть изготовлена из металла, обеспечивая прочность всей конструкции. Третья опора 73 также может быть изготовлена из металла.

На фиг. 12 представлено моделирование электрических характеристик двухрефлекторной антенны, описанной в настоящей заявке, когда толщина h второй опоры 72 выбирается равной 3,6 мм и угол θ выбирается равным 20° и схема моделирования электрических характеристик используется для двухрефлекторной антенны, не имеющей второй опоры. На фиг. 12 горизонтальная координата соответствует углу, вертикальная координата соответствует коэффициенту усиления, кривая 1 представляет коэффициент усиления двухрефлекторной антенны, не имеющей второй опоры 72, и кривая 2 представляет коэффициент усиления двухрефлекторной антенны, имеющей вторую опору 72. Из результатов моделирования видно, что две кривые, в основном, совпадают и это доказывает, что вторая опора, изготовленная из диэлектрического материала в данном изобретении имела малый результат ухудшения таких характеристик, как коэффициент усиления и диаграмма направленности антенны.

Изобретение также представляет способ управления двухрефлекторной антенной по настоящему изобретению. Способ управления содержит способ управления для возвращения вторичного рефлектора в нулевое положение и способ управления корректированием направления луча.

Как показано на фиг. 13, способ управления возвращением вторичного рефлектора в нулевое положение содержит следующие этапы, на которых:

S11: Определяют, что вторичный рефлектор не способен скорректировать направление луча двухрефлекторной антенны.

S12: Управляют телескопическим валом, чтобы удлинить его и упереться в соединительную часть, чтобы привести вторичный рефлектор в движение для возвращения в начальное положение, где начальное положение является положением, в котором плоскость, в которой лежит диаметр вторичного рефлектора, параллельна плоскости, в которой лежит диаметр основного рефлектора двухрефлекторной антенны. Таким образом, вторичный рефлектор возвращается в нулевое положение.

Когда конструкция двухрефлекторной антенны, для конкретности, является такой, как показано на фиг. 10, когда двухрефлекторная антенна содержит первую соединительную часть 91 и вторую соединительную часть 92, привод вторичного рефлектора для возвращения в начальное положение конкретно содержит этапы, на которых: приводят в действие телескопический вал 51, чтобы он удлинился и уперся в первую соединительную часть 91 и толкал первую соединительную часть 91 и вторую соединительную часть 92 для поворота вокруг вращающегося вала 61, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор 2 для поворота в начальное положение.

На этапе S11, условие определения, что вторичный рефлектор не способен скорректировать направление луча двойной антенны рефлектора, описывается выше и подробности здесь повторно не описываются.

Как показано на фиг. 14, способ управления корректированием направления луча содержит следующие этапы.

S21: Обнаруживают угол отклонения основного рефлектора.

Когда двухрефлекторная антенна, содержащая основной рефлектор и вторичный рефлектор, колеблется вместе с мачтой, угол отклонения основного рефлектора или угол отклонения мачты могут быть обнаружены.

S22: Управляют вращающимся валом, основываясь на угле отклонения, где вращающийся вал приводит в движение вторичный рефлектор для поворота вокруг поперечной оси, относительно основного рефлектора, чтобы скорректировать направление луча двухрефлекторной антенны.

Например, когда обнаруживается, что угол отклонения основного рефлектора равен -15°, вращающийся вал приводит в движение вторичный рефлектор для поворота до -1,5° относительно основного рефлектора. Это приводится только в качестве описания примера и не означает, что на практике, когда угол отклонения основного рефлектора составляет -15°, необходимый угол поворота вторичного рефлектора должен быть до -1,5°.

Следует заметить, что, когда плоскость, в которой лежит диаметр вторичного рефлектора, параллельна плоскости, в которой лежит диаметр основного рефлектора, угол, на который вторичный рефлектор поворачивается относительно основного рефлектора, равен 0°; когда вторичный рефлектор поворачивается относительно основного рефлектора в первом направлении, угол поворота положительный и больше 0°; и когда вторичный рефлектор поворачивается относительно основного рефлектора во втором направлении, противоположном первому направлению, угол поворота отрицательный и меньше 0°.

В процессе корректирования направления луча, обнаружение, способен ли вторичный рефлектор корректировать направление луча, может происходить в режиме реального времени или может происходить периодически.

Во время конкретной реализации, если обнаруживается, что вторичный рефлектор не способен корректировать направление луча, вторичный рефлектор поворачивается в нулевое положение и может быть активирован аварийный сигнал отказа, чтобы запросить замену или обслуживание устройства.

Перед тем, как выполнить корректирование направления луча, на двухрефлекторной антенне может быть дополнительно выполнена самопроверка, чтобы гарантировать, что корректирование направления луча может быть выполнено. В этом случае, прежде чем вторичный рефлектор начнет поворачиваться относительно основного рефлектора, способ управления дополнительно содержит этап, на котором обнаруживают, способен ли вторичный рефлектор корректировать направление луча двухрефлекторной антенны. Когда обнаруживается, что вторичный рефлектор способен корректировать направление луча, вращающийся вал приводит в движение вторичный рефлектор для его поворота; а когда обнаруживается, что вторичный рефлектор не способен корректировать направление луча, активируется аварийный сигнал, чтобы запросить замену или обслуживание устройства.

В дополнение к обнаружению перед и в процессе поворота вторичного рефлектора, в некоторых сценариях первый контроллер может также управлять удлинением телескопического вала первой приводной конструкции, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор для возвращения в начальное положение. Например, двухрефлекторная антенна должна обслуживаться, когда элемент обнаружения угла указывает длительное колебание за пределами допустимого диапазона, и первый контроллер и первая приводная конструкция должны периодически проверяться и т.п.

На фиг. 15 представлена блок-схема последовательности выполнения операций при конкретном использование двухрефлекторной антенны. После того, как система двухрефлекторной антенны инициирована, когда определено, что вторичный рефлектор может корректировать направление луча двухрефлекторной антенны, направление луча двухрефлекторной антенны корректируется. Способ коррекции направления луча двухрефлекторной антенны описывается выше. Направление луча двухрефлекторной антенны корректируется и выполняется обнаружение отказа. Когда определено, что направление луча двухрефлекторной антенны не может быть скорректировано, управляют телескопическим валом, чтобы он удлинялся и упирался в соединительную часть, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор для его возвращения в начальное положение.

В представленных описаниях конкретные признаки, конструкции, материалы или характеристики могут объединяться должным образом в любом одном или более вариантах осуществления или примерах.

Приведенные выше описания являются просто описаниями конкретных реализаций настоящего изобретения, и не предназначены ограничивать объем защиты настоящего изобретения. Любое изменение или замена, с легкостью выполняемые специалистом в данной области техники в рамках технического объема, раскрытого в настоящей заявке, должны находиться в пределах объема защиты настоящего изобретения. Поэтому объем защиты настоящего изобретения должен подчиняться объему формулы изобретения.

Использование: изобретение относится к области антенных технологий и, в частности, к двухрефлекторной антенне, способу управления двухрефлекторной антенной и к системе связи. Сущность: варианты осуществления настоящего изобретения представляют двухрефлекторную антенну, способ управления двухрефлекторной антенной и систему связи и относятся к области антенных технологий. Двухрефлекторная антенна содержит основной рефлектор, вторичный рефлектор, облучатель, первую приводную конструкцию и соединительную часть. Вторичный рефлектор расположен напротив основного рефлектора и облучатель выполнен с возможностью излучения электромагнитной волны на вторичный рефлектор. Первая приводная конструкции содержит телескопический вал. Соединительная часть соединена с вторичным рефлектором. При удлинении телескопического вала он упирается в соединительную часть, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор, возвращая его в начальное положение, причем начальным положением является положение, в котором плоскость, в которой лежит диаметр вторичного рефлектора, параллельна плоскости, в которой лежит диаметр основного рефлектора. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Двухрефлекторная антенна, содержащая:

основной рефлектор, вторичный рефлектор и облучатель, причем основной рефлектор расположен напротив вторичного рефлектора и облучатель выполнен с возможностью излучения электромагнитной волны на вторичный рефлектор;

первую приводную конструкцию, содержащую телескопический вал; и

соединительную часть, соединенную с вторичным рефлектором, причем

при удлинении телескопический вал упирается в соединительную часть, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор для его возвращения в начальное положение, при этом начальное положение является положением, в котором плоскость, в которой находится диаметр вторичного рефлектора, параллельна плоскости, в которой находится диаметр основного рефлектора.

2. Двухрефлекторная антенна по п. 1, в которой двухрефлекторная антенна дополнительно содержит:

вторую приводную конструкцию, содержащую вращающийся вал, причем

вращающийся вал выполнен с возможностью приведения в движение вторичного рефлектора для поворота, относительно основного рефлектора, вокруг поперечной оси, чтобы корректировать направление луча двухрефлекторной антенны, при этом поперечная ось параллельна плоскости, в которой находится диаметр основного рефлектора.

3. Двухрефлекторная антенна по п. 2, в которой соединительная часть содержит первую соединительную часть и вторую соединительную часть;

один конец первой соединительной части соединен с вращающимся валом и при удлинении телескопического вала другой конец первой соединительной части упирается в телескопический вал; и

один конец второй соединительной части соединен с вращающимся валом, а другой конец второй соединительной части соединен с вторичным рефлектором.

4. Двухрефлекторная антенна по любому из пп. 1-3, в которой двухрефлекторная антенна также содержит:

опору, причем первая приводная конструкция расположена вблизи вторичного рефлектора, один конец опоры является неподвижно закрепленным относительно первой приводной конструкции, а другой конец опоры является неподвижно закрепленным относительно основного рефлектора.

5. Двухрефлекторная антенна по п. 4, в которой часть указанной опоры, которая расположена между основным рефлектором и вторичным рефлектором, и которая находится, по меньшей мере, вблизи вторичного рефлектора, изготовлена из диэлектрического материала.

6. Двухрефлекторная антенна по п. 4 или 5, в которой часть указанной опоры, расположенная между вторичным рефлектором и основным рефлектором, имеет радиальный размер, постепенно уменьшающийся вдоль направления от вторичного рефлектора к основному рефлектору с образованием конической конструкции.

7. Двухрефлекторная антенна по п. 6, в которой прилежащий угол между электрической шиной и осью конической конструкции составляет от 10° до 30°.

8. Двухрефлекторная антенна по любому из пп. 4-7, в которой толщина h стенки части опоры, расположенной между вторичным рефлектором и основным рефлектором, равна: , где С - скорость света, f - рабочая частота двухрефлекторной антенны, E_r - относительная диэлектрическая постоянная диэлектрического материала и N - положительное целое число, большее или равное 1.

9. Двухрефлекторная антенна по любому из пп. 4-8, в которой в опоре находится герметизированная полость и первая приводная конструкция и вторичный рефлектор расположены в герметизированной полости.

10. Двухрефлекторная антенна по любому из пп. 4-9, в которой указанная опора включает в себя:

первую опору, неподвижно закрепленную относительно основного рефлектора, и облучатель расположен в первой опоре;

вторую опору, неподвижно закрепленную относительно первой опоры, и вторая опора изготовлена из диэлектрического материала; и

третью опору, неподвижно закрепленную относительно второй опоры, и первая приводная конструкция неподвижно закреплена на третьей опоре.

11. Система связи, содержащая:

двухрефлекторную антенну по любому из пп. 1-10; и

первый контроллер, причем первый контроллер выполнен с возможностью обнаружения, способен ли вторичный рефлектор корректировать направление луча двухрефлекторной антенны, и с возможностью управления телескопическим валом для его удлинения и упора в соединительную часть, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор для возвращения его в начальное положение, в случае если определено, что вторичный рефлектор не способен корректировать направление луча.

12. Система связи по п. 11, в которой двухрефлекторная антенна также содержит вторую приводную конструкцию, содержащую вращающийся вал, при этом система связи также содержит:

элемент обнаружения угла, выполненный с возможностью обнаружения угла отклонения основного рефлектора; и

второй контроллер, выполненный с возможностью управления поворотом указанного вращающегося вала, на основе угла отклонения, чтобы приводить в движение вторичный рефлектор для его поворота относительно основного рефлектора, чтобы скорректировать направление луча двухрефлекторной антенны.

13. Способ управления двухрефлекторной антенной, которая содержит первую приводную конструкцию, содержащую телескопический вал и соединительную часть, соединенную с вторичным рефлектором двухрефлекторной антенны, включающий этапы, на которых:

определяют, что вторичный рефлектор двухрефлекторной антенны не способен скорректировать направление луча двухрефлекторной антенны; и

управляют телескопическим валом для его удлинения и упора в указанную соединительную часть, чтобы привести в движение вторичный рефлектор и возвратить его в начальное положение, при этом начальным положением является положение, в котором плоскость, в которой лежит диаметр вторичного рефлектора, параллельна плоскости, в которой лежит диаметр основного рефлектора двухрефлекторной антенны.

14. Способ управления двухрефлекторной антенной по п. 13, в котором соединительная часть содержит первую соединительную часть и вторую соединительную часть, причем двухрефлекторная антенна также содержит вторую приводную конструкцию, содержащую вращающийся вал, один конец первой соединительной части соединен с вращающимся валом, один конец второй соединительной части соединен с вращающимся валом и другой конец второй соединительной части соединен со вторичным рефлектором; при этом

при приведении в движение вторичного рефлектора для возвращения его в начальное положение:

управляют телескопическим валом так, чтобы удлинить его, обеспечить упор в первую соединительную часть и толкать первую соединительную часть и вторую соединительную часть для поворота вокруг вращающегося вала, чтобы привести в движение вторичный рефлектор для поворота его в начальное положение.

15. Способ управления двухрефлекторной антенной по п. 14, в котором двухрефлекторная антенна также содержит второй контроллер и элемент обнаружения угла; при этом выполняют по меньшей мере одно из следующих определений:

определяют, что вращающийся вал имеет функцию вращения;

определяют, что второй контроллер имеет функцию управления вращающимся валом для его поворота; и

определяют, что элемент обнаружения угла имеет функцию обнаружения угла отклонения основного рефлектора.