Tragegestell für eine Satellitenfunk-Parabolreflektorantenne

Abstract

 Von insgesamt sechs Streben (1 bis 6) bilden jeweils zwei (1,2 und 3,4) mit der in Ost-West-Richtung verlaufenden Deklinationsachse (7) gleichschenklige Dreiecke, die gemeinsam um die Deklinationsachse schwenkbar überein­ander liegen und durch deren beide, nicht von der De­klinationsachse berührte Ecken (12,13) die parallel zur Erdachse auszurichtende Stundenachse (8) verläuft, gegenüber der die Antenne (14) um einen von der geo­grafischen Breite des Antennenstandorts abhängigen Winkel (γ_m) gekippt ist. Die restlichen beiden Streben (5,6) sind längenverstellbar ausgebildet, an der Rückseite des Parabolreflektors angelenkt und ermöglichen die Drehung um die Deklinationsachse und Stundenachse. Antennen, die einen Tragegestell-Unterbau gemäß der Erfindung auf­weisen, sind insbesondere für mobile Erdefunkstellen geeignet, aber auch für TV-Direktempfang.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragegestell für eine auf einen geostationären, sich auf einer äquatorialen Umlaufbahn bewegenden Nachrichtensatelliten auszurich­tende, symmetrische Parabolreflektorantenne, die um eine Deklinationsachse und um eine diese senkrecht kreuzende Stundenachse schwenkbar ist.

[0002] Aus der DE-OS 24 54 830, der US-PS 3 714 660 und den FR-PS 2 247 829, 2 248 623 und 2 349 969 sind ver­schiedene, aus Rohrgestellen bestehende Unterbauten für transportable und relativ leicht montierbare Parabol­reflektorantennen bekannt, die auf einen geostationären Satelliten auszurichten sind. Bei allen diesen bekannten Unterbauten ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei einer korrekten, ohne besondere Hilfsmittel durchzuführenden Ausrichtung auf die Satellitenposisition und größere Polarisationsdrehungen über den Schwenkbereich der Antenne.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Tragegestell für eine bei mobilen Erdefunkstellen einsetzbare Parabolreflektor­antenne zu schaffen, das dem Anwender solcher mobiler Stationen den Aufbau der Antennen an verschiedenen Orten einschließlich einer im wesentlichen hilfsmittelfreien Einstellung zur jeweiligen Satellitenposition so einfach wie möglich macht und bei unterschiedlichen Antennen­ ausrichtungen nur eine geringe Polarisationsdrehung im gesamten Antennenschwenkbereich mit sich bringt.

[0004] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß insgesamt sechs Streben vorgesehen sind, von denen jeweils zwei mit der in Ost-West-Richtung verlaufenden Deklinationsachse ein gleichschenkeliges Dreieck bilden und gemeinsam auf einem Fundament um die Deklinations­achse in zwei Lagerstellen schwenkbar gelagert sind, daß jeweils durch die beiden, der Deklinationsachse abgewandten Ecken der beiden übereinanderliegenden, gleichschenkeligen Dreiecke die parallel zur Erdachse auszurichtende Stundenachse verläuft, daß die Parabol­reflektorantenne vorzugsweise achsensymmetrisch an den beiden der Deklinationsachse abgewandten Ecken der beiden Dreiecke um die Stundenachse schwenkbar angelenkt ist und zwar so, daß bei absolut parallelem Verlauf der Stundenachse zur Erdachse die Parabolreflektorantennen­achse um einen von der geografischen Breite des Antennenstandorts abhängigen Winkel gegenüber der Stundenachse geneigt ist, daß die beiden übrigen Streben in ihrer Länge verstellbar ausgebildet sind, daß die eine zur Einstellung der Stundenachsenneigung verstellbar ausgebildete Strebe mit beidendiger Drehgelenklagerung zwischen dem der Deklinationsachse abgewandten Eck des unteren der beiden gleichschenkligen Dreiecke und einer Fundamentstelle angebracht ist, durch welche die durch die Winkelhalbierenden der beiden gleichschenkligen Dreiecke definierte Ebene verläuft, wobei diese Fundamentstelle bei einem auf der nördlichen Erdhalbkugel liegenden Antennenstandort südlich von der Deklinationsachse und bei einem auf der südlichen Erdhalbkugel liegenden Antennenstandort nördlich von der Deklinationsachse liegt, und daß die andere, zur Einstellung des Stundenwinkels verstellbar ausgebildete Strebe ebenfalls mit beidendiger Drehgelenklagerung zwischen einer exzentrisch links oder rechts an der Parabolreflektorrückseite dafür vorgesehenen Lagerstelle und der davon jeweils weiter entfernten der beiden Strebenlagerstellen, durch welche die Deklinationsachse verläuft, angebracht ist.

[0005] Es handelt sich somit bei der Befestigung der Parabol­reflektorantenne an dem erfindungsgemäß ausgebildeten Tragegestell um eine nahezu echte Deklinations-Stunden­achsenaufhängung des Parabolspiegels. Die Antennenkeule kann dabei im Prinzip durch Betätigen nur einer der beiden verstellbaren Streben auf jede Satellitenposition in der Orbitebene ausgerichtet werden. Hierzu ist die durch den Winkel γ bestimmte, geringfügig von der geo­grafischen Breite des Antennenstandorts abhängige Winkel­zuordnung zwischen der Parabolreflektor- und der Polar­achse nötig. Um innerhalb eines Aufstellungsgebietes die einheitliche, nach der Erfindung ausgebildete Konstruktion des Tragegestells verwenden zu können, wird dieser Winkel für eine mittlere geografische Breite eines Gebiets festgelegt. Bei Drehung um die Polarachse bleibt die Hauptstrahlrichtung der Antenne dann bei Aufstel­lungsorten mit etwas anderer geografischer Breite immer noch näherungsweise in der Orbitebene liegen. Läßt sich beispielsweise der Deklinationswinkel, also die Richtung zur Polarachse, um ± 7° verstellen, so ist dement­sprechend ein und derselbe Konstruktionstyp der Antenne für ein Gebiet bis zu 14° Nord-Süd-Ausdehnung verwend­bar.

[0006] Auf dem in vorteilhafter Weise in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks ausgebildeten Fundament, das mit der Spitze exakt nach Süden auszurichten ist, ist das in zweckmäßiger Weise aus Rohrmaterial bestehende Trage­gestell nach der Erfindung dann so aufzubauen, daß die Grundlinie des gleichschenkeligen Fundaments die Deklina­tionsachse darstellt. Zwischen der Spitze des Fundaments und einem Ende der die Deklinationsachse senkrecht kreuzenden Stundenachse ist diejenige Verstellstrebe angeordnet, mit deren Hilfe die Neigung der Stundenachse eingestellt werden kann.

[0007] Auf die Stundenachse ist der Parabolreflektor vorzugs­weise achsensymmetrisch aufgebaut, und zwar so, daß bei absolut parallelem Verlauf der Stundenachse der Parabol­reflektor um den Winkel γ gegen die Himmelsäquatorebene geneigt ist. Damit wird erreicht, daß die Antenne mit ihrer Hauptkeule auf die geostationäre Erdumlaufbahn der Satelliten gerichtet ist. Für die Bundesrepublik Deutschland errechnet sich der mittlere Vorhaltewinkel γ_m bei einer mittleren nördlichen Breite von 51° zu 7,42°. Für andere Länder ist ein entsprechend passender Vorhaltewinkel γ_m zu errechnen.

[0008] Zur Einstellung des Stundenwinkels dient diejenige Ver­stellstrebe, die zwischen einem Ende der Deklinations­achse und dem Parabolreflektor angebracht ist. Aufgrund der unterschiedlichen Entfernungen einerseits zwischen dem Antennenstandort und dem Satelliten und andererseits zwischen dem Erdmittelpunkt und dem Satelliten ergibt sich eine Winkeldifferenz zwischen der Satellitenposition im Orbit zum Antennenstandort und der Einstellung des Stundenwinkels an der Antenne. Diese Differenz entspricht der Polarisationsdrehung des orthogonal polarisierten Signals vom Satelliten. Aufgrund des um den Winkel gekippten Aufbau des Antennenparabolreflektors auf der Stundenachse ergibt sich eine verhältnismäßig geringe Polarisationsdrehung im gesamten Schwenkbereich der Antenne.

[0009] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht die Geometrie der Aufhängung einer Parabolreflektorantenne auf einem Tragegestell nach der Erfindung,

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht die Geometrie des Tragegestells nach der Erfindung,

Fig. 3 eine realisierte Ausführungsform einer Parabol­reflektorantenne mit erfindungsgemäßem Tragegestell in einer Ansicht von der Seite,

Fig. 4 die Antenne nach Fig.3 in einer Ansicht von hinten,

Fig. 5 eine Ansicht der Rückseite einer anderen, mit einem Tragegestell nach der Erfindung versehenen Antenne,

Fig. 6 die Antenne nach Fig.5 in einer Ansicht von oben,

Fig. 7 und 8 für das Beispiel München als Standort der gemäß den Figuren 5 und 6 ausgebildeten Antenne die geo­metrischen Verhältnisse in einer Ansicht senkrecht von Norden auf die Himmelsäquatorebene bzw. in einer Ansicht, in welcher die Himmelsäquatorebene senkrecht zur Zeichen­ebene verläuft,

Fig. 9 in einem Diagramm die Polarisationsdrehung in bezug auf den Stundenwinkel des Satelliten in Abhängigkeit vom Antennenstandort.

[0010] In Fig. 1 ist in einer seitlichen, schematischen Ansicht ein nach der Erfindung ausgebildetes Tragegestell für eine auf einen geostationären, sich auf einer äquatorialen Umlaufbahn bewegenden Nachrichtensatelliten auszurichtende, symmetrische Parabolreflektorantenne 14 dargestellt. Die Antenne 14 soll um eine Deklinations­achse 7 und um eine diese senkrecht kreuzende Stunden­achse 8 schwenkbar sein. Um eine klarere Beschreibung des Aufbaus des erfindungsgemäß ausgebildeten Tragege­stells zu erreichen, wird außer der Fig.1 zugleich noch die Fig.2 herangezogen, in welcher eine perspektivische Ansicht von wesentlichen Teilen dieses Tragegestells dar­gestellt ist. Das Tragegestell weist insgesamt 6 Streben 1 bis 6 auf, von denen die beiden Streben 1 und 2 bzw. 3 und 4 mit der in Ost-West-Richtung verlaufenden De­klinationsachse 7 jeweils ein gleichschenkeliges Dreieck bilden. Die Streben 1,2 und 3,4 sind gemeinsam auf einem Fundament 9 angebracht und um die Deklinationsachse 7 in zwei Lagerstellen l0 und 11 schwenkbar gelagert. Durch die beiden, der Deklinationsachse 7 abgewandten Ecken 12 und l3 der beiden übereinanderliegenden, gleich­schenkeligen Dreiecke verläuft die parallel zur Erdachse d.h. senkrecht zur Äquatorebene 17 auszurichtende Stundenachse 8. Die Parabolreflektorantenne 14 ist achsensymmetrisch an den beiden zur Deklinationsachse 7 abgewandten Ecken 12 und 13 der beiden gleichschenkeligen Dreiecke um die Stundenachse 8 schwenkbar angelenkt und zwar derart, daß bei absolut senkrechtem Verlauf der Stundenachse 8 auf der Äquatorebene 17 die Parabol­reflektorantennenachse um einen von der geografischen Breite des jeweiligen Antennenstandorts abhängigen Winkel γ_m gegenüber dem Äquatorebenenwinkel geneigt ist. Der Winkel γ_m wird durch ein Abstandsstück 21 realisiert. Die beiden übrigen Streben 5 und 6 sind in ihrer Länge verstellbar ausgebildet. Die zur Einstellung der Stundenachsenneigung α verstellbar ausgebildete Strebe 5 ist mit beidendiger Drehgelenk­lagerung zwischen dem der Deklinationsachse 7 abgewandten Eck 13 des unteren der beiden gleichschenkeligen Dreiecke und einer Stelle 15 des Fundaments 9 angebracht, durch welche die durch die Winkelhalbierenden der beiden gleichschenkeligen Dreiecke definierte Ebene verläuft. Die Stelle 15 des Fundaments 9 ist bei einem auf der nördlichen Erdhalbkugel liegenden Antennenstandort südlich von der Deklinationsachse 7, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 verläuft die Mittelsenkrechte der Deklinationsachse 7 durch die Anlenkstelle 15 der Verstellstrebe 5. Die andere, zur Einstellung des Stundenwinkels verstellbar ausgebildete Strebe 6 ist ebenfalls mit beidendiger Drehgelenklagerung zwischen einer exzentrisch links oder rechts an der Parabolreflektorrückseite dafür vorgesehenen Lagerstelle 16 und der jeweils weiter entfernten der beiden Strebenlagerstellen 10 bzw. 11, durch welche die Deklinationsachse 7 verläuft, angebracht.

[0011] Das Fundament 9 weist die Form eines gleichschenkeligen Dreiecks auf, das mit seiner Spitze 15 exakt nach Süden ausgerichtet ist. Die Grundlinie des dreiecksförmigen Fundaments 9 stellt die Deklinationsachse 7 dar.

[0012] Aufgrund der Neigung der Parabolreflektorantenne 14 um den Winkel γ_m gegen die Himmelsäquatorebene 17 wird erreicht, daß die Antenne 14 mit ihrer Hauptkeule auf die geostationäre Erdumlaufbahn der Satelliten gerichtet ist. Für die Bundesrepublik Deutschland errechnet sich der Winkel γ_m bei einer mittleren nördlichen Breite von 51° zu 7,42° . Für andere Länder ist ein entsprechend passender Vorhaltewinkel γ_m zu errechnen. In Fig. 1 ist mit ϑ_m der mittlere Winkel der Breitengrade für die Bundesrepublik Deutschland (51° ) bezeichnet.

[0013]  Durch die exakte Ausrichtung des Antennentragegestells in Nord-Süd-Richtung, so daß die Deklinationsachse 7 quasi senkrecht auf der Erdachse steht, und aufgrund des um γ_m = 7,42° gegen die Himmelsäquatorebene 17 gekippten Aufbaus des Parabolreflektors auf der Stundenachse 8 ist eine sehr einfache Einstellung der Antenne 14 zur Satellitenposition ohne besondere Hilfsmittel möglich. Es müssen lediglich die geografischen Daten des Antennen­standorts und die Positionsdaten des Satelliten bekannt sein, auf welchen die Antenne 14 ausgerichtet werden soll.

[0014] Die Stundenachse 8 der Antenne 14 muß parallel zur Erd­achse verlaufen und soll somit senkrecht auf der Äquator­ebene 17 stehen. Mit Hilfe der Deklinationsachse 7 ist die Neigung der Stundenachse 8 gegenüber der Lotsenk­rechten einzustellen. Diese Einstellung erfolgt mittels der Verstellstrebe 5. Der Neigungswinkel α berechnet sich aus der Formel
α = 90° - geografische Breite ϑ_m.

[0015] Die Ausrichtung der Parabolreflektorantenne 14 zur Satellitenposition hin, nach erfolgter Einstellung der Stundenachse 8, läßt sich ohne große Schwierigkeiten durchführen. Allerdings ist zuvor die Berechnung des Stundenwinkels notwendig, der von der Lage des Antennen­standorts wesentlich beeinflußt wird.

[0016] Für die Bundesrepublik Deutschland gilt im Mittel eine geografische Breite von 51° nördlicher Breite. Der mit dem Cosinus dieses Winkels (cos. 51°) multiplizierte Erdradius ergibt ungefähr den Betrag, um welchen der Schwenkradius der Antenne kleiner ist als die Entfernung zwischen Erdmittelpunkt und der Satellitenbahn.

[0017] Aufgrund dieser Tatsache ergeben sich folgende Formeln für die Berechnung der Stundenwinkel, bezogen auf die nördliche Erdhalbkugel. Für Satelliten westlich des Antennenstandortes gilt
δ + ω = 360° - λ - |φ + ω |
Für Satelliten östlich des Antennenstandortes gilt
δ + ω = 360° - λ + | φ + ω |,
wobei:
δ + ω = der an der Antenne 14 einzustellende Stunden­winkel,
λ = geografische Länge des Antennenstandortes,
φ = Satellitenposition auf der Umlaufbahn,
ω = Polarisationsdrehung gegenüber der Polari­sation der exakten Südrichtung.

[0018] Die Summe (δ + ω) läßt sich mit Hilfe der Winkelbe­ziehung
sin (δ + ω) / cos (δ + ω) = tan.(δ + ω)
berechnen.

[0019] Unter Berücksichtigung der geografischen Breite ergibt sich für den wahren Winkel der Satellitenposition
r₁ . sin δ/(r₁ . cos δ - r₂ . cos ϑ) = tan (δ + ω).
Hierbei gilt:
δ = Satellitenposition in Abhängigkeit vom Antennen­standort,
r₁ = Bahnradius des Satelliten, bezogen auf den Erdmittelpunkt,
r₂ = Erdradius,
ϑ = Breitengrad des Antennenstandorts.

[0020] Für die südliche Erdhalbkugel gelten entsprechende Formeln. Hierbei sind lediglich die Richtungen "westlich" und "östlich" zu vertauschen.

[0021] Für das Beispiel München (11° östlicher Länge; 48° nörd­licher Breite) als Antennenstandort und den Satelliten Intelsat V bei 60° ergeben sich folgende Einstellwerte.
Deklinationswinkel: 90° - 48° = 42°.
Stundenwinkel: 360° - 349° + (60° + ω) = (δ + ω) tan (δ + ω) = 42 250 . sin. 71°/(42 250 . cos 71° - ­6320 . cos 48°).
tan. (δ + ω) = 4,193.
δ + ω = 76,59 °.

[0022] Aus den Summanden (δ +ω) ist die Polarisationsdrehung in Abhängigkeit vom Stundenwinkel leicht zu errechnen.
(δ + ω) - δ = ω,
wobei
δ + ω = Einstellwinkel an der Stundenachse der Antenne,
δ = Satellitenposition in Bezug auf den Antennen­standort,
ω = Polarisationsausdrehung.

[0023] In bezug auf den Antennenstandort München und den Satellit Intelsat V (60°) gilt:
76,59° - 71° = 5,59°.

[0024] Dies entspricht einer Polarisationsentkopplung von 20 log sin 5,59° = -20,23 dB. Zur einfachen Einstellung der Polarisation kann man für den Monteur eine Tabelle liefern, welche die Werte der Polarisationsdrehung in bezug auf den Stundenwinkel des Satelliten in Abhängig­keit vom Antennenstandort darstellt.

[0025] Eine grafische Darstellung einer solchen Tabelle ist in Fig.9, bezogen auf 51° nördlicher Breite (dies ist die mittlere geografische Breite der Bundesrepublik Deutsch­land) dargestellt, wobei an der Abszisse der Stunden­winkel des Satelliten in Grad westlicher Länge wL und östlicher Länge öL und an der Abszisse die Polarisations­drehung ebenfalls in Grad aufgetragen ist.

[0026] Somit ist der Monteur vor Ort in der Lage, mit Winkel­meßeinrichtungen an der Deklinationsachse 7 und an der Stundenachse 8 die Antenne 14 ziemlich exakt auf die Satellitenposition auszurichten. Gleiches gilt für die Polarisation. Nimmt man eine Einstellgenauigkeit von ± 1° bei der Polarisation an, dann wird bei der Grob­einstellung eine Polarisationsentkopplung von 35,2 dB erreicht.

[0027] In den Fig. 7 und 8 sind für das Beispiel München als Standort der gemäß den Figuren 5 und 6 ausgebildeten Parabolreflektorantenne die geometrischen Verhältnisse in einer Ansicht senkrecht von Norden auf die Himmelsäqua­torebene bzw. in einer Ansicht, in welcher die Himmels­äquatorebene senkrecht zur Zeichenebene verläuft, darge­stellt. Die Antenne nach den Figuren 5 und 6 soll einen Stundenwinkelverstellbereich von ± 80°, d.h. insgesamt 160° aufweisen. Der Systemfehler, der bei den Extrem­positionen, d.h. bei ± 80° gegenüber der Südrichtung von München aus (= 11° östlicher Länge) aufgrund des ver­kürzten Schwenkradius der Antenne auftritt, beträgt -0,96°. Für die Position des Satelliten Intelsat V bei 76,5° gegenüber der Südrichtung von München ergibt sich ein Systemfehler von 0,86°. Zusätzlich tritt innerhalb der Bundesrepublik Deutschland, unabhängig vom Stunden­winkel, zwischen Flensburg und Garmisch-Partenkirchen eine Änderung des Deklinationswinkels um 0,68° auf. Be­zogen auf 51° nördlicher Breite ergibt dies einen orts­gebundenen Fehler von maximal ± 0,34°. Dies bedeutet, daß bei einem Stundenwinkel von 80° der maximal auf­tretende Fehler (in Garmisch) - 1,3° bei der Deklina­tionsachse sein kann. Bei der Stundenachse ist, ebenfalls abhängig vom Antennenstandort, ein maximaler Fehler von ± 0,5° möglich. Treten beide Fehler gleichzeitig auf, dann ist eine Abweichung bei der Grobeinstellung der Antennensollposition von ungefähr 1,4° möglich. Hierbei werden Ablese- und Berechnungsfehler des Aufstell­personals ausgeschlossen.

[0028] In den Figuren 7 und 8 ist der Antennenstandort München auf der Erde E mit M bezeichnet. Dieser liegt bei 48° nördlicher Breite und 11° östlicher Länge. Der in Südrichtung weisende Meridian 11° östlicher Länge ist mit Süd bezeichnet. Auf dem Orbit OR bewegen sich geostationär der Intelsat V-Satellit IS V bei 60° westlicher Länge, der Nachrichtensatellit DFS1 bei 23,5° östlicher Länge und ein weiterer Nachrichtensatellit DFS2 bei 28,5° östlicher Länge. Alle drei Satelliten können durch Schwenkung der am Standort M auf dem erfindungs­gemäß ausgebildeten Tragegestell angebrachten Parabol­reflektorantenne erfaßt werden. Der kleinere Kreis, der sich mit dem Orbit OR am Meridian Süd berührt und den Antennenstandort M als Zentrum hat, ist mit R bezeichnet. In Fig.8 trägt der Himmelsäquator die Bezeichnung H. In Fig.7 und 8 bedeuten öL östliche Länge, wL westliche Länge und nB nördliche Breite.

[0029] Die in den Figuren 5 und 6 in einer Rückansicht bzw. einer Ansicht von oben dargestellte Parabolreflektor­antenne mit Tragegestell ist nach den im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 erläuterten Prinzip aufgebaut. Die Teile der Antenne nach den Figuren 5 und 6 tragen deswegen auch die Bezugszeichen der entsprechenden Teile der Darstellung in den Figuren 1 und 2. Die Auf­hängung der Parabolreflektorantenne 14 auf dem Antennen­tragegestell erfolgt in der Symmetrieachse des Parabol­reflektors. Dies hat den Vorteil, daß keine Drehmomente auf die Stundenachse 8 wirken, und daß die Stundenwinkel­verstellstrebe 6 mit maximal drei gleich langen Zwischen­stücken 18,19 und 20, entsprechend 25° Verstellwinkel, auskommt. Der Verstellbereich von ± 80° wird durch Umsetzen der Stundenachsverstellstrebe 6 erreicht.

[0030] Für Satelliten, die westlich von der Südrichtung (auf der nördlichen Erdhalbkugel) liegen, wird die Strebe 6 rechts am Parabolreflektor in einer Lagerstelle 16 und links an der Deklinationsachse an der Fundamentstelle l0 ange­schlagen; für Satelliten, die östlich von der Südrichtung liegen, umgekehrt. Auf die Stundenachse 8 wird aufgrund der optimalen Lage des Schwerpunkts S kein Drehmoment ausgeübt, welches eine Verstellung des Stundenwinkels bewirken würde.

[0031] In den Figuren 3 und 4 ist eine etwas anders ausgeführte Parabolreflektorantenne mit einem Tragegestell nach der Erfindung in einer Seitenansicht bzw. in einer Ansicht von hinten dargestellt. Auch hierbei sind die Bezugs­zeichen der entsprechenden Teile von Fig.1 und 2 über­nommen, so daß auf eine detaillierte Beschreibung dieser Teile in diesem Zusammenhang verzichtet werden kann. Die Streben 1 bis 6 bestehen aus Rohrmaterial. Die beiden verstellbaren Streben 5 und 6 sind jeweils aus zwei Teilen 22 und 23 bzw. 24 und 25 zusammengesetzt, welche an den beiden einander zugekehrten Enden 26 Innen­gewinde aufweisen, in denen eine Verstellspindel 27 ein­geschraubt ist.

Bezugszeichenliste

[0032] 

1 Strebe

2 Strebe

3 Strebe

4 Strebe

5 verstellbare Strebe

6 verstellbare Strebe

7 Deklinationsachse

8 Stundenachse

9 Fundament

10 Lagerstelle

11 Lagerstelle

12 Ecke

13 Ecke

14 Parabolreflektorantenne

15 Fundamentstelle

16 Lagerstelle

17 Äquatorebene

18 Zwischenstück

19 Zwischenstück

20 Zwischenstück

21 Abstandsstück

22 Strebenteil

23 Strebenteil

24 Strebenteil

25 Strebenteil

26 Enden mit Innengewinde

27 Verstellspindel

S Schwerpunkt

M München (Antennenstandort)

E Erde

ISV Satellit Intelsat V

H Himmelsäquator

OR Orbit

R Kreis

öL östliche Länge

wL westliche Länge

nB nördliche Breite

Ansprüche

1. Tragegestell für eine auf einen geostationären, sich auf einer äquatorialen Umlaufbahn bewegenden Nachrichten­satelliten auszurichtende, symmetrische Parabolreflektor­antenne, die um eine Deklinationsachse und um eine diese senkrecht kreuzende Stundenachse schwenkbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt sechs Streben (1 bis 6) vorgesehen sind, von denen jeweils zwei (1,2 und 3,4) mit der in Ost-West-Richtung verlaufenden Deklinationsachse (7) ein gleichschenkeliges Dreieck bilden und gemeinsam auf einem Fundament (9) um die Deklinationsachse in zwei Lagerstellen (10,11) schwenkbar gelagert sind, daß jeweils durch die beiden, der Deklinationsachse abgewandten Ecken (12,13) der beiden übereinanderliegenden, gleichschenkeligen Drei­ecke die parallel zur Erdachse auszurichtende Stunden­achse (8) verläuft, daß die Parabolreflektorantenne (14) vorzugsweise achsensymmetrisch an den beiden der Deklinationsachse abgewandten Ecken der beiden Dreiecke um die Stundenachse schwenkbar angelenkt ist und zwar so, daß bei absolut parallelem Verlauf der Stundenachse zur Erdachse die Parabolreflektorantenne um einen von der geografischen Breite des Antennenstandorts ab­hängigen Winkel (γ_m) gegenüber der Stundenachse (8) geneigt ist, daß die beiden übrigen Streben (5,6) in ihrer Länge verstellbar ausgebildet sind, daß die eine zur Einstellung der Stundenachsenneigung (α) verstellbar ausgebildete Strebe (5) mit beidendiger Drehgelenk­lagerung zwischen dem der Deklinationsachse abgewandten Eck (13) des unteren der beiden gleichschenkligen Dreiecke und einer Fundamentstelle (15) angebracht ist, durch welche die durch die Winkelhalbierenden der beiden gleichschenkligen Dreiecke definierte Ebene verläuft, wobei diese Fundamentstelle bei einem auf der nördlichen Erdhalbkugel liegenden Antennenstandort südlich von der Deklinationsachse und bei einem auf der südlichen Erd­halbkugel liegenden Antennenstandort nördlich von der Deklinationsachse liegt, und daß die andere, zur Ein­stellung des Stundenwinkels verstellbar ausgebildete Strebe (6) ebenfalls mit beidendiger Drehgelenklagerung zwischen einer exzentrisch links oder rechts an der Parabolreflektorrückseite dafür vorgesehenen Lagerstelle (16) und der davon jeweils weiter entfernten der beiden Strebenlagerstellen (10,11), durch welche die Deklinations­achse verläuft, angebracht ist.

2. Tragegestell nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (1 bis 6) aus Rohrmaterial bestehen.

3. Tragegestell nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verstellbar ausgebildeten Streben (5,6) jeweils aus zwei Teilen (22,23 bzw. 24,25) zusammengesetzt sind, welche an den beiden einander zugekehrten Enden (26) Innengewinde aufweisen, in denen eine Verstellspindel (27) eingeschraubt ist.

4. Tragegestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fun­dament (9) die Form eines gleichschenkeligen Dreiecks aufweist, dessen Grundlinie die Deklinationsachse (7) darstellt und dessen der Grundlinie gegenüberliegende Spitze (15) genau nach Süden ausgerichtet ist (bei An­tennenstandort auf der südlichen Erdhalbkugel nach Norden), und daß an dieser Fundamentspitze (15) das untere Ende der der Einstellung der Stundenachsenneigung dienenden, längenverstellbaren Strebe (5) gelenkig ange­bracht ist.

5. Tragegestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Einstellung des Deklinationswinkels (Stundenachsenneigung) α gemäß der mathematischen Beziehung α = 90° + geografische Breite ϑ des jeweiligen Antennenstandorts und durch eine Ein­stellung des Stundenwinkels (δ + ω), geltend für die nördliche Erdhalbkugel, gemäß der folgenden mathe­matischen Beziehungen:
für Satelliten westlich des Antennenstandortes:
δ + ω = 360° - λ - |φ + ω|,
für Satelliten östlich des Antennenstandortes:
δ + ω = 360° - λ + |φ + ω|,
wobei
(δ + ω) der an der Antenne einzustellende Stundenwinkel,
λ die geografische Länge des Standortes der Antenne,
φ die Satellitenposition auf der Umlaufbahn und
ω die Polarisationsdrehung gegenüber der Polarisation der exakten Südrichtung ist;
tan (δ + ω) = r₁ . sin δ/(r₁ . cos δ - r₂ . cos ϑ),
wobei δ die Satellitenposition in Abhängigkeit vom Auf­stellungsort, r₁ der Bahnradius des Satelliten, bezogen auf den Erdmittelpunkt, r₂ der Erdradius und ϑ der Breitengrad des Antennenstandortes ist.

6. Tragegestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch eine Einstellung des Deklinationswinkels (Stundenachsenneigung) α gemäß der mathematischen Beziehung α = 90° - geografische Breite ϑ des jeweiligen Antennenstandorts und durch eine Ein­stellung des Stundenwinkels (δ + ω), geltend für die südliche Erdhalbkugel, gemäß der folgenden mathemati­schen Beziehungen:
für Satelliten östlich des Antennenstandortes:
δ + ω = 360° - λ - |φ + ω|,
für Satelliten westlich des Antennenstandortes:
δ + ω = 360° - λ + |φ + ω|,
wobei (δ + ω) der an der Antenne einzustellende Stunden­winkel, λ die geografische Länge des Antennenstand­orts, φ die Satellitenposition auf der Umlaufbahn und ω die Polarisationsdrehung gegenüber der Polarisation der exakten Nordrichtung ist,
tan (δ + ω) = r₁ . sin δ/(r₁ . cos δ - r₁ . cos ϑ),
, wobei δ die Satellitenposition in Abhängigkeit vom Aufstellungsort, r₁ der Bahnradius des Satelliten be­zogen auf den Erdmittelpunkt, r₂ der Erdradius und ϑ der Breitengrad des Antennenstandorts ist.

7. Tragegestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine leicht zerleg­bare und wieder zusammensetzbare Ausführung

Zeichnung