Антенная система для приема сигналов, ретранслируемых геостационарным спутником связи

1 Область техники Настоящее изобретение относится к антенной системе, предназначенной для приема сигналов, передаваемых спутником с геостационарной орбитой, и включающей в себя отражатель, систему источников и устройство для обработки сигналов, принимаемых источником. С целью максимально продлить период нахождения спутников с геостационарной орбитой в исходном положении их оснащают встроенными средствами, обеспечивающими коррекцию отклонений спутников от исходного положения, при этом антенна представляет собой фиксированную антенну. По истечении определенного срока эксплуатации мощность таких встроенных средств становится недостаточной,чтобы компенсировать отклонение спутника от исходной орбиты и его перемещение по наклонной орбитальной траектории. Таким образом,качество сигнала, принимаемого антенной, постепенно ухудшается и в конце концов спутник становится непригодным для эксплуатации. Цель и краткое изложение сущности изобретения Целью настоящего изобретения является создание антенной системы, у которой существенно увеличен срок, на протяжении которого антенна способна правильно принимать сигнал,передаваемый спутником. Для достижения указанной цели предложена антенная система согласно изобретению,включающая в себя средство автоматического слежения за спутником, отклоняющимся от исходного положения и перемещающимся по наклонной орбитальной траектории. В соответствии с одним из признаков настоящего изобретения данное средство слежения включает в себя множество отдельных источников, расположенных на определенном расстоянии друг от друга в вертикальной плоскости, в которой находится главный фокус антенны, за счет чего создается множество перекрывающих друг друга радиолучей. В соответствии с другим признаком изобретения количество отдельных источников и расстояние между ними зависят от высоты апертуры антенны и величины требуемой зоны слежения. В соответствии с еще одним признаком настоящего изобретения среди множества отдельных источников имеется источник, генерирующий самый мощный выходной сигнал, поступающий в устройство для обработки сигналов,передаваемых спутником. В соответствии с дополнительным признаком изобретения источник включает в себя средство обнаружения источника, генерирующего самый мощный выходной сигнал. Концепция и принципы изобретения, существенные признаки которого были кратко описаны выше, будут далее более подробно пояснены на примере следующих ниже чертежей. 2 Краткое описание чертежей На фиг. 1 изображен вид сбоку антенной системы согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 изображен вид по направлению стрелки F на фиг. 1; на фиг. 3 изображен увеличенный вид части фиг. 1, обведенной кругом и обозначенной цифрой III; и на фиг. 4 изображена электрическая схема,проиллюстрированная на фиг 3. Описание предпочтительного варианта осуществления В соответствии с фиг. 1 и 2 антенная система 1 согласно настоящему изобретению включает в себя отражатель 2, имеющий форму эллипса, главная ось которого проходит в плоскости, параллельной траектории геостационарной орбиты, и систему 3 мультиисточников моноблочного типа, опирающуюся на несущий рычаг 4. В соответствии с примером, проиллюстрированным на чертежах, система 3 мультиисточников включает в себя три идентичных отдельных источника 5, 6, 7, расположенных на определенном расстоянии друг от друга в вертикальной плоскости, в которой находится главный фокус отражателя 2 антенны, за счет чего создается множество соответствующих радиолучей, которые сдвинуты в вертикальной плоскости и одновременно значительно перекрывают друг друга. Количество отдельных источников и расстояние между ними зависят от высоты апертуры антенны и величины зоны слежения,которую должна иметь антенна. В некоторых случаях, по соображениям геометрии, предпочтительно или даже обязательно использовать источники не обычного рупорного типа, а другие излучающие элементы, такие как элементы с встроенной решеткой или аналогичные элементы, известные из СВЧ-техники. Использование множества отдельных источников позволяет обеспечить хорошее качество приема антенной сигналов, передаваемых спутником даже в условиях, когда спутник начал отклоняться от своей исходной орбиты. В соответствии с проиллюстрированным на чертежах примере система 3 мультиисточников выполнена в виде моноблока, состоящего из трех упомянутых выше отдельных источников 5, 6, 7, которые защищены обычным защитным кожухом 9, как это показано на фиг. 3. На фиг. 3 также показано, что три отдельных источника 5,6, 7, расположенных в упомянутой выше вертикальной плоскости, проходящей через главный фокус отражателя 2, имеют соответствующий угловой сдвиг, зависящий от величины зоны слежения. Система 3 мультиисточников включает в себя электронное устройство 11 выбора источника, действие которого будет объяснено ниже. Устройство 11 выбора источника соединено с непоказанным устройством обработки 3 сигналов, принимаемых системой 3 мультиисточников. Далее со ссылкой на фиг. 4 будет раскрыта конструкция устройства 11 выбора источника. Как показано на схеме, проиллюстрированной на фиг. 4, каждый отдельный источник 5, 6, 7 относится к источникам, используемым в преобразователях малошумящего типа, и способен принимать линейные сигналы поляризации,т.е. горизонтальный и вертикальный сигналы поляризации, как это схематически обозначено буквами V и Н соответственно. Каждый отдельный источник 5, 6, 7 включает в себя, что само по себе известно, переключатель поляризации 12, использование которого также известно из техники. Таким образом, каждый переключатель 12 имеет два входа, каждый из которых соответствует одному из двух режимов поляризации V и Н принятого сигнала. Выход переключателя 12 соединен с предварительным усилителем 13. Выход каждого предварительного усилителя 13 соединен с одним выходом трехпозиционного переключателя 14, выход 15 которого посредством усилителя 16 соединен с преобразователем частоты 18, с которым в оперативном режиме соединены два гетеродина 19, 20, которые посредством переключателя 22 диапазона частот могут быть избирательно соединены с преобразователем частоты 18, за счет чего антенна может работать в высокочастотном либо низкочастотном диапазоне. В процессе работы сигнал передается спутником в высокочастотном диапазоне в пределах от 11,7 до 12,75 ГГц и в низкочастотном диапазоне в пределах от 10,70 до 11,70 ГГц. Гетеродины 19, 20 генерируют сигналы с частотой 10,6 и 9,75 ГГц соответственно. Преобразователь частоты 18 посредством усилителя 23 соединен с определителем мощности 25, выход которого соединен с компаратором мощности 26. Мультиплексорный переключатель 15 управляется счетным устройством 28, которое также управляет компаратором 26. В соответствии с фиг. 4 выход каждого усилителя 13, а посредством усилителя 13, следовательно, и выход каждого переключателя поляризации 12 соединен с одним выходом селектора 30 отдельного источника, также выполненного в виде переключателя, выход которого посредством усилителя 31 соединен с преобразователем частоты 32, соединенным с двумя гетеродинами 33, 34 соответственно, которые могут быть избирательно соединены с преобразователем частоты посредством переключателя диапазонов 35. Гетеродины 33, 34 генерируют сигналы с частотой 10,6 и 9,75 ГГц соответственно, подобно гетеродинам 19 и 20, и могут быть аналогичны им в том, что касается обеспечения возможности работы антенны в одном из двух частотных диапазонов - высоком или низком. Выход преобразователя частоты 32 посредством ступенчатого усилителя 36 соединен с 4 выходом 37 антенны, который соединен с одним из множества непоказанных устройств обработки сигналов. Как также показано на фиг. 4, выход 37 антенны 1 и выход 38 компаратора 36 соединены с переключателем 30 выбора источника и управляют им. Антенна с системой 3 мультиисточников и электронным селекторным устройством 11 работает следующим образом. Сигналы, принимаемые со спутника, через отражатель 2 поступают в каждый отдельный источник 5, 6, 7. Переключатели поляризации 12 переключаются в соответствующие положения в зависимости от того, какую поляризацию вертикальную или горизонтальную - имеют принятые сигналы. Переключатель 14 периодически и последовательно запрашивает выходы трех переключателей поляризации 12, управляемых счетчиком 28. Переключатель 14 через общий преобразователь частоты 18 последовательно передает выходные сигналы каждого отдельного источника 5, 6, 7 на определитель мощности 25. Компаратор 26 осуществляет сравнение сигнала, обнаруженного в одномоментном положении переключателя 14, с ранее обнаруженными сигналами, отображающими выходные сигналы двух других отдельных источников и хранящимися в компараторе 26. Затем компаратор 26 направляет сигнал управления в переключатель 30 выбора источника с тем, чтобы переключатель 30 постоянно был переключен в положение того отдельного источника, выходной сигнал которого является наиболее сильным среди сигналов, генерируемых тремя источниками, которые последовательно запрашивает переключатель 14. В случае использования излучающих элементов решеточного типа, может быть рассмотрен вариант мягкого переключения и/или сочетания фаз отдельных излучающих элементов с тем, чтобы обеспечить соответствующее освещение, выявляющее отклонение принимаемых лучей. Для облегчения начального позиционирования антенной системы число отдельных источников является нечетным, например, равно трем, как это показано на чертежах, а положение переключателя 30 выбора источников зависит от сигнала, принятого на выходе 37, лучшего источника в зависимости от положения спутника в момент установки антенны. Размер зоны слежения оптимизируют относительно перемещения спутника с севера на юг. Затем выводят переключатель 30 выбора источника из положения фиксации на выбранном источнике, после чего система начинает работать в автоматическом режиме, периодически запрашивая различные источники. Следует отметить, что отражатель 2 имеет упомянутую выше форму эллипса, главная ось которого совпадает с траекторией геостационарной орбиты, поскольку при таких условиях 5 размер отдельных лучей в вертикальной плоскости превышает их размер в горизонтальной плоскости, что дает возможность свести к минимуму число отдельных источников, необходимых для достижения определенной степени усиления. Специалисты в данной области техники,несомненно, оценят многочисленные преимущества настоящего изобретения, а также согласятся с тем, что в него можно внести множество изменений, не выходящих за рамки концепции и сущности изобретения. Таким образом, очевидно, что аналогичные устройства следует рассматривать как часть изобретения за исключением тех, которые не включены в следующие ниже патентные притязания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Антенная система для приема сигналов,передаваемых спутником с геостационарной орбитой, включающая в себя неподвижный отражатель, систему источников и устройство для обработки сигналов, принимаемых множеством источников, отличающаяся тем, что система включает средства (3, 11) автоматического слежения за спутником, отклоняющимся от исходного положения и перемещающимся по наклонной орбитальной траектории, которые содержат множество отдельных источников (5, 6, 7), расположенных на определенном расстоянии друг от друга в вертикальной плоскости, в которой расположен главный фокус антенны, за счет чего создается множество перекрывающих друг друга радиолучей, а также средства (14, 25, 26) обнаружения источника, генерирующего наиболее сильный выходной сигнал, и средство (30) 6 коммутации данного источника в устройство обработки сигналов, принимаемых антенной. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что число отдельных источников (5, 6, 7) и расстояние между ними зависят от высоты апертуры отражателя (2) антенны и требуемой величины зоны слежения. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что система (3) источников состоит из нечетного числа отдельных источников. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что среди множества отдельных источников (5, 6, 7) имеется источник, генерирующий наиболее сильный выходной сигнал, соединенный с устройством обработки сигналов, принимаемых антенной. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство обнаружения включает в себя переключатель (14), периодически запрашивающий упомянутые отдельные источники, определитель (25) мощности выходных сигналов, генерируемых источниками, и компаратор (26) упомянутых выходных сигналов. 6. Система по п.5, отличающаяся тем, что упомянутое средство (30) коммутации включает в себя переключатель для подачи источника,генерирующего наиболее сильный сигнал, с устройством обработки сигналов, принимаемых антенной, при этом упомянутый переключатель управляется упомянутым компаратором (26) мощности. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя средство начального позиционирования антенны относительно спутника, при этом упомянутое средство позиционирования способно фиксировать упомянутое средство (30) соединения на определенном отдельном источнике.