УСТРОЙСТВО ОТСЧЕТА УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ РАДИООСИ ПОЛНОПОВОРОТНЫХ ПАРАБОЛИЧЕСКИХ РАДИОТЕЛЕСКОПОВ Советский патент 1973 года по МПК G05D3/00 G01B7/30 

Изобретение относится к области техники высокоэффективных антенных систем для космических радиолиний связи и радиоастрономии. При работе на сантиметровых и еще более коротких волнах возникает необходимость контроля и управления положением радиооси антенны с весьма высокими точностями порядка 10 и выше в довольно широком диапазоне условий эксплуатации. Такие требования выдвигаются как при измерении угловых координат космических объектов, так и при получении предельного энергетического потенциала радиолинии, когда ширина луча антенны составляет величину порядка единиц угловых минут. Известны устройства отсчета углового положения радиооси полноповоротных параболических радиотелескопов, содержашне дискретные датчики положения механических осей и следящую систему управления положением радиоо-си радиотелескопа. Однако в известных устройствах принципиально не устраняется и не учитывается влияние ветровых, неравномерных тепловых и неучитываемой части весовых деформаций опорных металлоконструкций, фундамента и грунта. Предложенное устройство от известного отличается тем, что с целью обеспечения работы радиотелескопов больших размеров в сантпметровом и миллиметровом диапазонах и снижения требований к жесткости их конструкций и фундаментов применительно к широкому диапазону климатических условий эксплуатации без радиопрозрачных укрытий, в него введены дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотпого устройства в двух ортогональных плоскостях, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала, дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей системы и цифроаналоговые преобразователи и суммирующие устройства. Дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей системы, дающие поправки в плоскостях, перпендикулярных вертикальной угломестной плоскости радиотелескопа, подключены ко входам цифроаналоговых преобразователей, а дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотпого устройства, дискретные датчпки поправок па поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретные датчики поправок на поворот электрической оси

облучающей системы, дающие поправки в вертикальной угломестыой плоскости, дискретные датчики положепия мехаиических осей и выходы цифроаналоговых преобразователей подключены ко входам суммирующих устройств, выходы которых подключеиы к следящей системе управления положением радиооси радиотелескопа. С целью автоматического измерения наклона плоскости основаппя цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства в двух ортогональных плоскостях, независимо от ее поступательного смещения, дискретный датчик поправок на наклон плоскости основания цапф содержит хранитель горизонтальной плоскости в виде самогоризонтирующегося плоского оптического отражателя, установленного на фундаменте радиотелескопа, и установленную в опорно-поворотном устройстве изолированную от нагрузок и неравномерного нагрева ферму-хранитель плоскости основания цапф с установленными на ферме-хранителе вблизи ее центра одним излучателем и двумя электронно-оптическими визирами. Для автоматического измерения поворота плоскости раскрыва главного зеркала в двух ортогональных плоскостях дискретный датчик поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала содержит установленную в опорно-поворотном устройстве изолированную от нагрузок и неравномерного нагрева ферму-хранитель коллимационной оси с установленными на краях фермы-хранителя в главных ортогональных плоскостях двумя парами электронно-оптических визиров и две пары излучателей, установленных на каркасе зеркала в двух главных ортогональных плоскостях в диаметрально противоположных точках в области эффективных центро-в деформаций. С целью автоматического измерения поворота электрической оси однозеркальной облучающей системы в двух ортогональных- плоскостях дискретный датчик поправок на поворот электрической оси облучающей системы содержит дв-а электронно-оптических визира, установле1П1ых на ферме-хранителе коллимационной оси в центральной части фермы-хранителя, и один излучатель вблизи облучателя антенны вне его рабочего сектора. Кроме того, для автоматического измерения поворота электрической оси двухзеркальной облучающей системы в двух ортогональных плоскостях дискретный датчик поправок на поворот электрической оси облучающей системы содержит оптический отражатель, установленный в верщине малого зеркала радиотелескопа и имеющий профиль этого зеркала, и два электронно-оптических визира, установленных на ферме-хранителе коллимационно й оси в центральной части фермы-хранителя, и один излучатель вблизи облучателя системы вне его рабочего сектора.

На фиг. 1 представлено размещение на опорно-поворотном устройстве дискретных датчиков поправок на «аклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства. Здесь: 1 - переходной кронщтейн главного зеркала, 2 - опоры облучающей системы, 3 - коллимационная ось, 4- опорно-поворотное устройство, 5 - фундамент, 6 - грунт, 7 - угломестная ось.

На фиг. 2 показана структурная схема устройства отсчета углового положения радиооси полноповоротных параболических радиотелескопов, согласно которой в это устройство, наряду с обычно применяемыми датчиками вал-цифра угла места 8 и азимута 9, устанавливаемыми непосредственно на осях опорно-поворотного устройства, входят дискретные датчики 10 и 11 поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала, дискретные датчики 12 и 13 поправок на поворот электрической оси облучающей системы и дискретные датчики 14 и 15 поправок на наклон плоскости оснований цапф опорно-по0 воротного устройства, установленные на изолированных от нагрузок и неравномерного нагрева фермах-хранителях плоскости основания цапф угломестной оси и коллимационной оси и измеряющие отклонения начальных 5 привязок азимутальной и угломестной щкал и положений осей вращения и радиооси вследствие деформаций зеркальной системы, опорно-поворотного устройства, фундамента и грунта. Перед сложением показания датчиков 0 поправок таклсе автоматически в темпе времени приводятся к единым масщтабам и системе координат в преобразующих устройствах 16 и 17. Полное значение угловых координат радиооси радиотелескопа получается автоматически в темпе времени путем сложения показания всех датчиков устройства в его угломестном 18 и азимутальном 19 суммирующих устройствах.

На фиг. 3 представлено размещение на зер0 калькой системе дискретных датчиков поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретных датчиков поправок на поворот электрической оси облучающей системы.

5 Пара дискретных датчиков поправок на наслои плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного устройства представляет собой ферму-хранитель 20 плоскости основания .цапф (фиг. 1) с парой электронно0 оптических визиров 21, контролирующих соответственно в плоскости коллимационной оси и в перпендикулярной плоскости смещение отобрал ения излучателя 22 в самогоризонтирующемся зеркале 23. Одно из возможных исполнений самогоризонтирующегося зеркала представляется в виде отражателя 24, плавающего в ванне с вязкой жидкостью, установленной на амортизированном основании 25.

0 Пара дискретных датчиков поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала представляет собой ферму-хранитель 26 коллимационной оси (фиг. 3) с двумя парами электронно-оптических визиров 27, контролирующих соответственно в вертикальной и перпендикулярной ей плоскостях смещение пары излучателей 28, установленных в диаметрально противоположных точках каркаса зеркала в области центра тяжести эффективных деформаций соответствующего квадрата зеркала. Разность показаний обоих электронно-оптических визиров характеризуется в определенном масштабе угла поворота плоскости раскрыва зеркала вследствие деформаций его каркаса. Поскольку эти деформации обычно носят крупномасщтабный характер, то достаточно контролировать положение лищь одной точки каркаса на каждой половине зеркала. Наконец пара дискретных датчиков поправок на поворот электрической оси облучающей системы представляет пару электроннооптических визиров 29, контролирующих соответственно в вертикальной и перпендикулярной ей плоскостях смещение реального или отображенного излучателя 30 в отражателе 31. Излучатель устанавливается в непосредственной близости от облучателя антенны. Показание визиров в угловом масщтабе соответствует составляющей поворота радиооси антенны вследствие смещения электриче-. ской оси облучающей системы с учетом поперечного смещения и поворота малого зеркала и первичного облучателя.

Предмет изобретения

1. Устройство отсчета углового положения радиооси полноповоротных параболических радиотелескопов, содержащее дискретные датчики положения механических осей и следящую систему управления положением радиооси радиотелескопа, отличающееся тем, что, с целью обеспечения работы радиотелескопов больщих размеров в сантиметровом и миллиметровом диапазонах и снижения требований к жесткости их конструкций и фундаментов применительно к широкому диапазону климатических условий эксплуатации без радиопрозрачных укрытий, в него введены дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф углол1естной оси опорно-поворотного устройства в двух ортогональных .плоскостях, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала, дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей системы и цифроаналоговые преобразователи и суммирующие устройства, причем дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестнюй оси опорно-поворотного устройства, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей системы, дающие поправки в плоскостях, перпендикулярных вертикальной угломестной плоскости радиотелескопа, подключены ко входам цифроаналоговых преобразователей, а дискретные датчики поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного

устройства, дискретные датчики поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала и дискретные датчики поправок на поворот электрической оси облучающей -системы, дающие поправки в вертикальной угломестной плоскости, дискретные датчики положения механических осей и выходы цифроаналоговых преобразователей подключены ко входам суммирующих устройств, выходы которых подключены к следящей системе управления положением радиооси радиотелескопа.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического измерения наклона плоскости основания цапф угломестной

оси опорно-поворотного устройства в двух ортогональных плоскостях, независимо от ее поступательного смещения, в нем дискретный датчик поправок на наклон плоскости основания цапф угломестной оси опорно-поворотного

устройства содержит хранитель горизонтальной плоскости в виде самогоризонтирующегося плоского оптического отражателя, установленного на фундаменте радиотелескопа, и установленную в опорно-поворотном устройстве

изолированную от нагрузок и неравномерного нагрева ферму-хранитель плоскости основания цапф с установленными на ферме-хранителе вблизи ее центра одним излучателем и двумя электронно-оптическими визирами.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического измерения поворота плоскости раскрыва главного зеркала в двух ортогональных плоскостях, в нем дискретный датчик поправок на поворот плоскости раскрыва главного зеркала содержит установленную в опорно-ловоротном устройстве изолированную от нагрузок и неравномерного нагрева ферму-хранитель коляимационной оси с установленными на краях фермы-хранителя

в главных ортогональных плоскостях двумя парами электронно-оптических визиров, и две пары излучателей, установленных на каркасе зеркала в двух главных ортогональных плоскостях в диаметрально противоположных

точках в области эффективных центров деформаций.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического измерения поворота электрической оси однозеркальной облучающей системы в двух ортогональных плоскостях, в нем дискретный датчик поправок на поворот электрической оси облучающей системы содержит два электронно-оптических визира, установленных на ферме-хранителе

коллимационной оси в центральной части фермы-хранителя, и один излучатель вблшзи облучателя антенны вне его рабочего сектора.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического измерения ново

рота электрической оси двухзеркальной облучающей -системы в двух ортогональных плоскостях, в нем дискретный датчик поправок на поворот электрической оси облучающей системы содержит оптический отражатель, установленный в вершине малого зеркала радиотелескопа и имеющий профиль этого зеркала, и два электронно-оптических визира, установленных на ферме-хранителе коллимациониой

оси в центральной части фермы-хранителя, и один излучатель вблизи облучателя система вне его рабочего сектора.

П

Г

-

Г