ТЕЛЕВИЗИОННАЯ ПРИЕМНАЯ ЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА

 ТЕЛЕВИЗИОННАЯ ПРИЕМНАЯ ЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА


RU (11) 2063655 (13) C1

(51) 6 H01Q15/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5045405/09 
(22) Дата подачи заявки: 1992.06.01 
(45) Опубликовано: 1996.07.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1377941, кл. H 01 Q 19/00, 1986. 2. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. - М., 1988, с. 392. 
(71) Заявитель(и): Цивинский Александр Викторович; Цивинский Станислав Викторович 
(72) Автор(ы): Цивинский Александр Викторович; Цивинский Станислав Викторович 
(73) Патентообладатель(и): Цивинский Александр Викторович; Цивинский Станислав Викторович 

(54) ТЕЛЕВИЗИОННАЯ ПРИЕМНАЯ ЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА 

Использование: для приема программ телевидения со спутников. Сущность изобретения: на полусферу 1, установленную раскрывом вверх, установлена усеченная полусфера 3. Эти полусферы выполнены из диэлектрика. Полусфера 1 до высоты Н покрыта металлическим слоем, отражающим электромагнитные волны, а ее верхняя часть и вся усеченная полусфера 3 покрыты металлизированным слоем, полупрозрачным для электромагнитных волн. Внутри пространства, образованного полусферами, установлены рупоры 12, соединенные через преобразователь частоты и усилитель с телевизионным приемником. Дано соотношение между радиусом R полусфер, высотой h, усеченной полусферы 3 и Н. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к зеркальным антеннам для приема программ телевидения со спутников, расположенных на геостационарных орбитах, но может использоваться и для приема со спутников, перемещающихся по небесной сфере.

Известны зеркальные параболические антенны для приема программ спутникового телевидения [1,2] Эти антенны отражают электромагнитные волны сантиметрового диапазона и концентрируют их в фокусе зеркала, где установлен рупорообразный вход волновода. По этому волноводу электромагнитные волны направляют в преобразователь /конвертер/ с частоты 4-13 ГГц в метровые волны с частотой 30-300 МГц. После усиления полученный сигнал по коаксиальному кабелю направляют в телевизионный приемник, где формируется изображение и звук.

Недостатком известной параболлической антенны является то, что даже при диаметре 0,65-1,5 м она оказывается весьма громоздкой и ее неудобно, особенно в условиях индивидуального приема, направлять на спутник, излучающий электромагнитные волны в виде узкого направленного луча.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сферическая зеркальная антенна, принятая за прототип, отличающаяся от параболических тем, что отражающая поверхность антенны выполнена сферической с радиусом R, в фокусе которой на расстоянии R/2 от центра зеркала расположен приемник электромагнитных волн, например, рупорообразный вход в волновод. Схема преобразования частот электромагнитных волн и формирования изображения в телевизионном приемнике та же, как и при использовании параболических антенн. Недостатком сферических антенн, как и параболических, является трудность наведения антенн на спутник, так как они громоздкие. Это препятствует их использованию в виде комнатных антенн для индивидуального приема.

Целью настоящего изобретения является создание зеркальной сферической, приемной антенны, которую легко направить на спутник, расположенный на геостационарной орбите. Такую антенну можно использовать в виде комнатных антенн для индивидуального приема спутникового телевидения.

В специальных случаях эту антенну можно использовать и для приема передач со спутников, перемещающихся по небесной сфере.

Это достигается благодаря тому, что телевизионная приемная зеркальная антенна,содержащая зеркало в форме полусферы, установленное неподвижно раскрывом вверх, и систему наведения на стационарный спутник, отличается тем, что полусфера радиусом R выполнена из диэлектрика и до высоты Н покрыта металлическим слоем, отражающим электромагнитные волны, а остальная ее часть покрыта металлизированным слоем, полупрозрачным для электромагнитных волн, на полусферу установлена усеченная полусфера, высотой h, выполненная из диэлектрика и покрытая металлизированным слоем, полупрозрачным для электромагнитных волн, внутри образованного полусферами усеченного сферического пространства на вертикальной оси, проходящей через его центр, установлен диск радиусом R/2, центр которого совмещен с центром сферы, на кромке диска в его нижней части установлено два или более рупоров, которые посредством волноводов соединены с преобразователем частоты из сантиметрового диапазона в метровый, расположенным внутри диска, и соединены с усилителем и телевизионным приемником коаксиальным кабелем, диск установлен с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Антенна отличается тем, что высота Н части полусферы, которая покрыта металлическим слоем, отражающим электромагнитные волны, высота h усеченной полусферы и внутренние радиусы R этих полусфер связаны соотношением Н h/0,7 0,75/ R.

Такие соотношения обеспечивают прием со спутников, расположенных под углом к горизонту не менее 15o. Ожидаемое наиболее удобное значение R 0,35 0,75 м. Полупрозрачные покрытия давно применяют в оптике.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемой телевизионной антенне наведение на спутник осуществляют не путем поворота громоздкого сферического зеркала в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а путем поворота на заданные углы в этих плоскостях небольшого рупорообразного входа в волновод и закрепления его в фокусе зеркала, в то время как отражающая сферическая поверхность остается неподвижной. Волновод соединен с конвертером и далее коаксиальным кабелем соединен с усилителем и телевизионным приемником.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства в продольном разрезе.

Устройство состоит из диэлектрической полусферы 1. Внутренний радиус полусферы R и толщина ее стенки . Внутренняя поверхность полусферы 1 до высоты Н покрыта металлическим слоем, отражающим электромагнитные волны, а остальная часть, расположенная выше, покрыта изнутри металлизированным слоем полупрозрачным для электромагнитных волн сантиметрового диапазона. Полусфера закреплена на стойке 2.

На полусферу 1 установлена усеченная полусфера 3 с таким же внутренним радиусом R. Вся внутренняя поверхность усеченной полусферы высотой h покрыта металлизированным слоем, полупрозрачным для электромагнитным волн.

Внутри сферического пространства, образованного полусферами 1 и 3 расположен диск 4 с преобразователем частоты /конвертером/ сантиметровых электромагнитных волн в метровые. Центр диска 4 совпадает с центром сферического пространства. Диск 4 может поворачиваться в своей плоскости вокруг оси 5. Диск укреплен в держателе 6, расположенном на вертикальной оси 7, укрепленной в стойке 2 и нижней части полусферы 1. Диск 4 может вращаться вокруг оси 7. Положение диска 4 задают по угловым делениям на лимбах 8 и 9 с помощью указателей 10 и 11. На краях диска 4 симметрично относительно вертикальной оси расположено 2 или более рупорообразных входа в волноводы 12, соединенные с конвертером, расположенным внутри диска 4. Питание конвертера осуществляют по гибкому электрическому кабелю 13. Конвертер с усилителем и телевизионным приемником, как и в [2] соединен гибким коаксиальным кабелем 14. Для усиления отражения в рабочем положении антенны на полупрозрачные части 3 и нижней 1 полусфер закрепляют участки 15 с внутренним радиусом R + d, покрытые изнутри металлическим слоем, отражающим электромагнитные волны.

Схема распространения электромагнитных волн, схема их отражения и фокусировки на рупорообразный вход волновода 12 показана лучами 16, 17, 18.

Работа устройства основана на том, что, с какой бы стороны на полупрозрачные части полусфер 1 и 3 ни падали электромагнитные волны, частично пройдя через металлизированный полупрозрачный слой, они полностью или частично отразятся от вогнутой поверхности, образованной полусферами 1 и 3 и сфокусируются в точке, которая всегда расположена на сфере радиусом R/2. Вращая в горизонтальной и вертикальной плоскостях диск 4 с рупорообразными входами 12 в волноводы, всегда можно найти положение диска 4, при котором электромагнитные волны сфокусируются на вход волновода 12, в результате чего будет осуществлен прием телевизионной передачи. Регистрация такого положения входа в волновод 12 осуществляется телевизионным приемником, на котором должны появиться изображение и звук.

Работа предлагаемого устройства отличается в зависимости от того, известно или неизвестно заранее положение геостационарного спутника на небесной сфере. Она будет отличаться и в том случае, если положение спутника на небесной сфере нестационарное.

Если положение спутника на геостационарной орбите заранее неизвестно, то через верхнюю прорезь в полусфере 3 руками диск 4 вращают в горизонтальной и вертикальной плоскостях. При этом кабель 13 должен быть присоединен к источнику электрического питания конвертера, а кабель 14 присоединен через усилитель к телевизионному приемнику. В момент, когда на экране телевизора появляется изображение, положение диска 4 фиксируют и осуществляют прием.

Если положение спутника на небесной сфере заранее известно и оно стационарное, то работа устройства происходит следующим образом.

Первоначально кабель 13 отсоединяют от источника питания, а коаксиальный кабель 14 от усилителя телевизионного приемника. Далее снимают верхнюю усеченную полусферу 3. Зная долготу и широту положения стационарного спутника на небесной сфере, устанавливают соответствующие углы на лимбах 8 и 9 с помощью указателей 10 и 11. Затем устанавливают верхнюю усеченную полусферу 3 в рабочее положение. При этом один из рупорообразных входов в волновод 12 окажется в фокусе сферического зеркала, образованного внутренними поверхностями полусфер 1 и 3. Далее кабель 13 подключают к источнику электрического питания конвертера, а кабель 14 соединяют с усилителем и телевизионным приемником и осуществляют прием передачи.

После начала приема во всех описанных выше вариантах работы для усиления принимаемого сигнала, путем улучшения отражения от сферического вогнутого зеркала, на отражающие участки полусфер 1 и 3 снаружи устанавливают участки сферы 15 с внутренним радиусом R + d и с металлизированным слоем на внутренней поверхности, отражающим электромагнитные волны.

Если заранее приблизительно известно положение стационарного спутника на небесной сфере, то части полусфер 1 и 3, обращенные к падающим электромагнитным волнам, изображенным лучами 16, 17, 18, можно выполнить полностью прозрачными для электромагнитных волн, а соответствующие участки на вогнутой поверхности полусфер 1 и 3 полностью отражающими.

Если предполагается принимать сигналы со спутника, перемещающегося по небесной сфере, т.е. не находящегося на геостационарной орбите, то с помощью компьютера рассчитывают ожидаемую долготу и широту положения спутника в заданный момент времени и устанавливают соответствующие углы на лимбах 8 и 9, и в заданный момент времени включают систему автоматического слежения, управляемую компьютером.

Основным преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с ранее известными параболическими и сферическими антеннами является простота установки в положение приема. Для этого не нужно вращать тяжелую и громоздкую антенну диаметром не меньше 0,7-1,5 метра, чтобы поймать сигнал со спутника. Для этого достаточно руками установить сравнительно небольшой /диаметром 0,35-0,75 метра/ диск в положение приема, вращая его в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Поэтому предлагаемая антенна может найти широкое применение для индивидуального приема телевизионных программ, особенно в сельской местности и отдаленных районах Севера и Востока Российской Федерации, а также в странах СНГ.

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения будет получен от того, что антенна имеет простую конструкцию и большой рынок сбыта. Поэтому экономический эффект будет значительным, но количественно его в настоящее время оценить трудно. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Телевизионная приемная зеркальная антенна, содержащая зеркало в форме полусферы, установленное неподвижно раскрывом вверх, и систему наведения на стационарный спутник, отличающаяся тем, что полусфера радиусом R выполнена из диэлектрика и до высоты Н покрыта металлическим слоем, отражающим электромагнитные волны, а остальная ее часть покрыта металлизированным слоем, полупрозрачным для электромагнитных волн, на полусферу установлена усеченная полусфера, высотой h, выполненная из диэлектрика и покрытая металлизированным слоем, полупрозрачным для электромагнитных волн, внутри образованного полусферами усеченного сферического пространства на вертикальной оси, проходящей через его центр, установлен диск радиусом R/2, центр которого совмещен с центром сферы, на кромке диска в его нижней части установлено два или более рупоров, которые посредством волноводов соединены с преобразователем частоты из сантиметрового диапазона в метровый, расположенным внутри диска и соединенным с усилителем и телевизионным приемником коаксиальным кабелем, диск установлен с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что высота Н части полусферы, которая покрыта металлическим слоем, отражающим электромагнитные волны, высота h усеченной полусферы и внутренние радиусы R этих полусфер связаны соотношением

H h (0,7 0,75) R.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru