Antena de reflectores múltiples para satélite de telecomunicaciones.

Antena de reflectores múltiples para satélite de telecomunicaciones, que comprende un árbol

(5), sobre el que están fijados al menos dos sub-reflectores (6, 7), que gira con relación a una estructura (2) portadora, y un motor (8) que comprende un rotor (9) adecuado para arrastrar en rotación al árbol (5), y un estator (10) fijado a la estructura (2) portadora,

caracterizada porque la antena (1) de reflectores múltiples comprende además:

- dos cojinetes (11, 12) que permiten la rotación del árbol (5) con relación a la estructura (2) portadora, estando fijados los sub-reflectores (6, 7) sobre el árbol (5) entre los dos cojinetes (11, 12).

- un filtro (13) mecánico, dispuesto entre el árbol (5) y el rotor (9), rígido en torsión para permitir al rotor (9) transmitir el movimiento de rotación al árbol (5), adecuado para absorber los defectos de alineación entre el rotor (9) y el árbol (5), y adecuado para amortiguar los esfuerzos generados por el árbol (5) sobre el motor (8),

- unos medios de enclavamiento (14; 16), adecuados para fijar la posición angular del árbol (5) con relación a la estructura (2) portadora, en una primera configuración de almacenamiento, denominada trincada, y para liberar el árbol (5) en rotación por medio del motor (8), en una segunda configuración operacional, denominada destrincada.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13163597.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45, RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY SUR SEINE FRANCIA.

Inventor/es: BROSSIER,JEROME, SCHREIDER,LUDOVIC, DEPEYRE,SERGE, CADIERGUES,LAURENT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Combinaciones de elementos activos primarios de antenas... > H01Q19/10 (utilizando superficies reflectantes)

PDF original: ES-2526691_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Antena de reflectores múltiples para satélite de telecomunicaciones La presente invención se refiere a una antena de reflectores múltiples para satélite de telecomunicaciones por radiofrecuencia, y en particular a un dispositivo de conmutación entre varios sub-reflectores destinados a reflejar un haz de ondas entre una fuente y un reflector principal, como por ejemplo una antena gregoriana embarcada en una plataforma de satélites en órbita geoestacionaria.

La duración creciente de la vida útil de los satélites de telecomunicaciones y la evolución de las exigencias asociadas a las diferentes misiones implican el desarrollo de nuevas generaciones de satélites cuyo objetivo es mejorar la flexibilidad de las misiones. Este es el caso particularmente para las antenas de telecomunicaciones y sus mecanismos asociados, para los que se busca por ejemplo el poder elegir entre varias zonas de cobertura y varios planes de frecuencia, y de ese modo dotar de la posibilidad de modificar en órbita las misiones del satélite.

El documento US 6 239 763 B1 describe una antena de 2 sub-reflectores.

Se han concebido varios enfoques para mejorar la flexibilidad de la misión de las antenas de satélites de telecomunicaciones. En un primer enfoque, se concibe una antena activa denominada antena de formación de haz por cálculo. Para mejorar la flexibilidad de la misión, estas antenas permiten apuntar a una superficie geográfica extendida mediante desplazamiento del haz. Sin embargo, esas antenas necesitan un módulo electrónico complejo y costoso. En efecto, este módulo electrónico requiere por ejemplo la integración de numerosos equipamientos de cálculo para determinar la orientación del haz, de elementos radiantes para la formación del haz, de equipos de suministro de energía para alimentar los equipos de cálculo y de equipos que realicen la disipación del calor. La toma en consideración de estos elementos en su conjunto incrementa sensiblemente el coste de concepción así como el coste de lanzamiento al espacio de un satélite equipado de ese modo.

En un segundo enfoque, se concibe un dispositivo de conmutación entre varios sub-reflectores montados sobre un árbol. Mediante la rotación de este árbol con relación al chasis de la estructura de la antena sobre la que se mantienen de manera solidaria un reflector principal y una fuente, se hace posible dirigirse a varias zonas de cobertura del globo terrestre.

En una implementación conocida, el cojinete de rotación del árbol portador de los reflectores está contenido en un plano, normalmente denominado plano focal, que comprende el centro del reflector principal, el centro del subreflector y la fuente. Para no interferir con el campo barrido por el haz de ondas de la antena, es necesario unir el árbol portador de los sub-reflectores al chasis de la estructura mecánica por la parte posterior de la antena, generando un importante voladizo. Esta sustentación por la parte posterior impone una estructura mecánica muy rígida, voluminosa y pesada, para que le permita soportar los esfuerzos sufridos por la plataforma de satélite durante su lanzamiento por un aparato lanzador espacial.

Más generalmente, la problemática de la agrupación, que permite mantener en su posición el conjunto de los equipos durante la fase de lanzamiento, y del despliegue, que permite liberar y hacer operacionales los equipos, es determinante. Las soluciones concebidas hoy en día de conmutación entre varios reflectores no responden de manera eficaz a esta problemática.

La presente invención viene a proponer una solución alternativa de dispositivo de conmutación de reflectores de antena que paliar las dificultades de implementación citadas anteriormente.

Con este fin, la invención tiene por objetivo una antena de reflectores múltiples para satélite de telecomunicaciones, que comprende un árbol, sobre el que se fijan al menos dos reflectores, que gira con relación a una estructura portadora, y un motor que comprende un rotor adecuado para arrastrar en rotación al árbol, y un estator fijado a la estructura portadora, caracterizada porque la antena de reflectores múltiples comprende además:

- dos cojinetes que permiten la rotación del árbol con relación a la estructura portadora, estando fijados los sub

reflectores sobre el árbol entre los dos cojinetes. -un filtro mecánico, dispuesto entre el árbol y el rotor, rígido en torsión para permitir al rotor transmitir el movimiento de rotación al árbol, y adecuado para amortiguar los esfuerzos generados por el árbol sobre el motor, -unos medios de enclavamiento, adecuados para fijar la posición angular del árbol con relación a la estructura portadora, en una primera configuración de almacenamiento, denominada trincada, y para liberar el árbol en rotación por medio del motor, en una segunda configuración operacional, denominada destrincada.

Se comprenderá mejor la invención y surgirán otras ventajas con la lectura de la descripción detallada de los modos de realización dados a título de ejemplo sobre las figuras siguientes.

La figura 1 representa un esquema de principio de una antena de reflectores múltiples según la invención, provista de un reflector principal, de una fuente y de dos reflectores conmutables por rotación, las figuras 2.a y 2.b representan dos modos de realización del sistema de conmutación entre varios subreflectores de una antena tal como se ha descrito en la figura 1,

las figuras 3.a, 3.b y 3.c representan unos medios de enclavamiento en la posición trincada (3.a) , en posición destrincada (3.c) y en una posición intermedia (3.b) del sistema de conmutación descrito en la figura 2.a, la figura 4 representa en perspectiva una antena de reflectores múltiples según los dos modos de realización de la invención.

Por razones de claridad, los mismos elementos llevarán las mismas referencias en las diferentes figuras.

La figura 1 representa un esquema de principio de una antena 1 de reflectores múltiples, que comprende una estructura 2 portadora, sobre la que se fijan un reflector 3 principal y una fuente 4. La antena 1 de reflectores múltiples comprende además un árbol 5, sobre el que se fijan dos sub-reflectores 6 y 7, que giran con relación a una estructura 2 portadora.

Se entiende que la invención se puede implementar para una antena que no comprenda un reflector principal. Los sub-reflectores 6 y 7 se convierten entonces en los reflectores que permiten reflejar directamente un haz de ondas entre la fuente 4 y una zona de cobertura.

En la figura 1, el sub-reflector 6 está en su posición operativa, adecuado para reflejar un haz de ondas entre la fuente 4 y el reflector 3 principal. El plano que contiene el punto de emisión de la fuente 4, el centro del sub-reflector 6 y el centro del reflector principal 3 se denomina plano focal de la antena 1 en lo que sigue.

En la figura 1, la antena 1 de reflectores múltiples implementada es del tipo gregoriano. Los sub-reflectores 6 y 7 son de forma sustancialmente elipsoidal y se montan sobre el árbol 5 de manera que presenten su superficie cóncava para la reflexión del haz de ondas entre el reflector 3 principal y la fuente 4.

En una configuración alternativa de la presente invención, se implementa una antena 1 de reflectores múltiples del tipo Cassegrain. Se montan uno o varios sub-reflectores de forma sustancialmente parabólica sobre el árbol 5 de manera que presenten su superficie convexa para la reflexión del haz de ondas entre el reflector 3 principal y la fuente 4.

Es posible también fijar sobre el árbol 5 un sub-reflector 6 que presente su superficie cóncava para la reflexión del haz de ondas y un reflector 7 que presente su superficie convexa para la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Antena de reflectores múltiples para satélite de telecomunicaciones, que comprende un árbol (5) , sobre el que están fijados al menos dos sub-reflectores (6, 7) , que gira con relación a una estructura (2) portadora, y un motor (8) que comprende un rotor (9) adecuado para arrastrar en rotación al árbol (5) , y un estator (10) fijado a la estructura (2) portadora, caracterizada porque la antena (1) de reflectores múltiples comprende además:

- dos cojinetes (11, 12) que permiten la rotación del árbol (5) con relación a la estructura (2) portadora, estando fijados los sub-reflectores (6, 7) sobre el árbol (5) entre los dos cojinetes (11, 12) . -un filtro (13) mecánico, dispuesto entre el árbol (5) y el rotor (9) , rígido en torsión para permitir al rotor (9) transmitir el movimiento de rotación al árbol (5) , adecuado para absorber los defectos de alineación entre el rotor (9) y el árbol (5) , y adecuado para amortiguar los esfuerzos generados por el árbol (5) sobre el motor (8) , -unos medios de enclavamiento (14; 16) , adecuados para fijar la posición angular del árbol (5) con relación a la estructura (2) portadora, en una primera configuración de almacenamiento, denominada trincada, y para liberar el árbol (5) en rotación por medio del motor (8) , en una segunda configuración operacional, denominada destrincada.

2. Antena de reflectores múltiples según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios (14) de enclavamiento comprenden un vástago (17) solidario con el rotor (9) , una ranura (18) solidaria con la estructura (2) portadora, y un resorte (19) de torsión que permite en configuración trincada mantener el vástago (17) al fondo de la ranura (18) ; siendo basculado el resorte (19) de torsión en una posición de reposo, en configuración destrincada, por medio del motor (8) , permitiendo liberar en rotación al rotor (9) .

3. Antena de reflectores múltiples según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios (16) de enclavamiento comprenden un vástago (51) solidario con el árbol (5) , una ranura (52) solidaria con la estructura (2) portadora, y un resorte (19) de torsión que permite en configuración trincada mantener el vástago (51) al fondo de la ranura (52) ; siendo basculado el resorte (19) de torsión en una posición de reposo, en configuración destrincada, por medio del motor (8) , permitiendo liberar en rotación al árbol (5) .

4. Antena de reflectores múltiples según una de las reivindicaciones 2 a 3, caracterizada porque el resorte (19) de torsión se mantiene tenso, en configuración trincada, entre el vástago (17; 51) y dos espigas (20, 21) de sujeción solidario con la estructura (2) portadora, y se mantiene en posición de reposo, en configuración destrincada, entre las dos espigas (20, 21) de sujeción y una tercera espiga (22) de reposo solidaria con la estructura (2) portadora.

5. Antena de reflectores múltiples según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el filtro (13) mecánico es un fuelle metálico, rígido en torsión, y adecuado para amortiguar los esfuerzos generados por el árbol

(5) sobre el motor (8) , y particularmente los esfuerzos de traslación, de cortadura y los momentos de flexión generados durante una fase de lanzamiento del satélite.

6. Antena de reflectores múltiples según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque están dispuestos unos topes (17, 18, 23) mecánicos entre el árbol (5) y la estructura (2) portadora, de manera que se limite la amplitud de rotación del árbol (5) y permita el paso de un cableado eléctrico (24) entre la estructura (2) portadora y árbol (5) .

7. Antena de reflectores múltiples según la reivindicación 6, caracterizada porque el cableado eléctrico (24) comprende unos medios de puesta a tierra de los equipos montados sobre el árbol (5) , y unos medios de alimentación de un dispositivo de medición de temperatura montado sobre el árbol (5) .

8. Antena de reflectores múltiples según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el motor (8) comprende un radiador (15) adecuado para radiar el calor producido por el motor (8) durante su funcionamiento, y adecuado para calentar el motor (8) .

9. Antena de reflectores múltiples según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los cojinetes (11, 12) son de rodamientos mecánicos.

10. Antena de reflectores múltiples según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la estructura (2) portadora comprende dos estructuras (31, 32) de elevación, formadas cada una por una pluralidad de barras (33) de elevación; estando fijada cada una de las estructuras (31, 32) de elevación por una parte al chasis

(29) de la estructura (2) portadora y por otra parte a uno de los cojinetes (8, 9) .

11. Antena de reflectores múltiples según la reivindicación 10, caracterizada porque cada una de las barras (33) de elevación comprende un material compuesto a base de fibra de carbono.

12. Antena de reflectores múltiples según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dichos al menos dos reflectores (6, 7) forman unos sub-reflectores, porque la antena (1) de reflectores múltiples comprende además un reflector (3) principal y una fuente (4) fijados sobre la estructura (2) portadora, porque en configuración operacional, uno de los sub reflectores (6, 7) refleja un haz de ondas entre la fuente (4) y el reflector (3) principal,

porque la rotación del árbol (5) con relación a la estructura (2) portadora se efectúa alrededor de un eje (X1) y porque el eje (X1) es sustancialmente perpendicular a un plano focal de la antena, plano que contiene un punto de emisión de la fuente (4) , un centro del reflector principal (3) y un centro del sub-reflector (6, 7) utilizado.