Positionneur tri axe pour antenne

Description

[0001] L'objet de la présente invention concerne un positionneur 3 axes, compact, pour une antenne destinée à être positionnée par exemple sur un porteur naval, aéronef, ou un sous-marin, l'antenne étant disposée dans un volume de dimension donnée ou dans un volume confiné.

[0002] L'invention s'applique notamment dans le domaine des communications par satellites à partir d'un porteur en mouvement, par exemple, bateaux, sous-marins, drones, etc. grâce au système positionneur selon l'invention possédant un asservissement de la direction de pointage de l'antenne sur le satellite visé.

[0003] Dans la description le mot « angle d'élévation » est l'angle entre le plan horizontal et la droite allant d'un appareil vers un objet visé au-dessus de l'horizon. Cet angle est compté positivement quand l'objet repéré est au-dessus du plan horizontal indiqué, négativement dans le cas contraire. L'angle d'azimut est l'angle horizontal entre la direction d'un objet et une direction de référence. L'expression cross-élévation désigne la rotation de l'antenne autour d'un troisième axe situé dans un plan perpendiculaire à l'axe d'élévation. Cet axe de cross élévation est utilisé pour éliminer le point singulier existant lorsque l'antenne pointe au zénith.

[0004] On définit aussi :

• Un premier axe Aα assurant le mouvement de l'antenne en azimut,
• Un deuxième axe de rotation Aβ ou axe de cross-élévation,
• Un troisième axe Aγ assurant le mouvement de l'antenne en élévation.

[0005] Dans le domaine des communications utilisant une antenne disposée sur un porteur et dans un volume confiné, les problèmes techniques à résoudre sont notamment les suivants :

• Assurer un pointage continu et précis de l'antenne en direction du satellite,
• Permettre un pointage hémisphérique sans point singulier,
• Conserver la visée de l'antenne en direction du satellite en prenant en compte les mouvements du porteur, tels que le roulis, le tangage, le lacet, l'effet giration du porteur,
• Disposer d'une zone de débattement d'antenne maximale afin de pouvoir conserver la visée du satellite lors de mouvements du porteur avec tangage et roulis de grande amplitude même lorsque le satellite est situé à faible élévation par rapport au porteur,
• Etre adapté aux niveaux de vibrations et de chocs mécaniques rencontrés sur les porteurs mobiles,
• Etre très compact avec un diamètre externe minimal, une hauteur réduite et un poids faible,
• Disposer d'un volume libre important sur la partie arrière de l'antenne afin de pouvoir embarquer les équipements radio-fréquence RF d'émission et/ou de réception,
• Etre simple à réaliser, à installer et à maintenir en fonctionnement.

[0006] Pour résoudre certains de ces problèmes, l'art antérieur décrit différents systèmes de positionnement à 2 ou 3 axes.

[0007] La demande de brevet US 2002/20030631 décrit un positionneur 2 axes, monture X-Y, utilisant une demi-couronne pour la rotation d'axe X.

[0008] Le brevet US 6198452 divulgue un positionneur 3 axes dans lequel les éléments assurant la motorisation des 3 axes sont superposés l'un par rapport à l'autre présentant un encombrement important en hauteur, des axes concourants en un même point offrant un volume de révolution de l'antenne optimisé, des axes non orthogonaux et coplanaires présentant une cinématique complexe. Ses inconvénients sont de présenter un encombrement important en hauteur et une cinématique complexe.

[0009] La demande de brevet WO 0905363 décrit un positionneur 3 axes perpendiculaires. Les axes azimut et élévation sont perpendiculaires. Le troisième axe de cross-élévation concourant avec les deux premiers est horizontal et perpendiculaire aux deux autres axes. Les éléments de motorisations des axes élévation et cross-élévation utilisent des ensembles mécaniques moteurs/courroies/poulies disposés en partie arrière de l'antenne. Un pied central incliné et un axe mécanique à l'arrière de l'antenne supporte les éléments de motorisations. Dans ce cas, l'inconvénient de ce positionneur résulte dans la complexité et l'encombrement des éléments mécaniques de motorisation moteurs/courroies/poulies et des éléments de fixation situés à l'arrière de l'antenne. De ce fait, la place disponible à l'arrière de l'antenne n'est pas optimisée.

[0010] Le brevet JP 2008 219233 décrit un positionneur pour antenne dans lequel le volume nécessaire pour les débattements de l'antenne est supérieur au diamètre de l'antenne.

[0011] La demande de brevet WO 2010/076336 rappelle que l'encombrement minimal de l'ensemble est obtenu lorsque le point d'intersection des trois axes de rotations (6) azimut, (7) élévation, (8) skew est situé au centre du grand diamètre de l'antenne (3). Pour atteindre ce cas idéal, le positionneur décrit dans D2 nécessite l'utilisation d'une antenne plate.

[0012] La demande de brevet WO 2006/050392 décrit un positionneur d'antenne dans lequel la rotation suivant l'axe Y est limitée de -2° à +105°. L'axe Y tel que présenté dans ce document correspond à l'axe de rotation en élévation de l'antenne. Par conséquent, le pointage négatif limité à -2° ne permet pas de maintenir le pointage vers le satellite dans les cas de mouvements de roulis / tangage importants au niveau du porteur.
le brevet US 5 419 521 décrit une plateforme stabilisée trois axes qui se croisent en un point pivot.

[0013] Les positionneurs connus du Demandeur ne résolvent pas notamment les problèmes suivants :

a) disposer d'un positionneur d'antenne 3 axes avec un encombrement minimal disposant :

b) d'une cinématique des mouvements de l'antenne s'inscrivant dans un cylindre de diamètre égal au diamètre de l'antenne montée sur le positionneur d'antenne,

c) d'une hauteur du système positionneur réduite,

d) d'une zone de pointage de l'antenne étendue, supérieure à la demi-sphère, pour permettre un pointage négatif,

e) de pouvoir disposer d'un espace libre maximal sur l'arrière de l'antenne pour placer des composants électroniques ou d'émission et/ou réception en RF par exemple,

f) d'aboutir à une conception mécanique et à une motorisation simple et compacte.

[0014] Le positionneur objet de la présente invention vise à pallier au moins un des inconvénients précités et non résolus par les systèmes de l'art antérieur.

[0015] L'objet concerne un positionneur P pour une antenne destinée à être mise dans un volume donné ou restreint, comportant en combinaison au moins les éléments suivants :

• Un premier axe Aα assurant le mouvement de l'antenne en azimut,
• Un troisième axe Aγ assurant le mouvement de l'antenne en élévation, ledit troisième axe Aγ étant orthogonal et coplanaire au premier axe Aα,
• Un deuxième axe de rotation Aβ ou axe de cross-élévation positionné de manière à couper ledit premier axe Aα et ledit troisième axe Aγ en un même point virtuel O, ledit point virtuel O d'intersection des trois axes Aα, Aβ, Aγ constituant le point pivot des mouvements de ladite antenne montée sur le positionneur,
• Ledit premier axe Aα à rotation continue comprend: un châssis fixe sur lequel sont montés un châssis mobile, un collecteur électrique muni d'un joint tournant et un sous-ensemble motorisation α,
• Ledit deuxième axe Aβ comprend un support de moyens pivotant, tels que des galets, un sous-ensemble motorisation β, un sous-ensemble motorisation γ, desdits galets comprenant une rainure,
• Ledit troisième axe Aγ comprend d'un berceau support d'antenne et de deux demi-couronnes de guidage circulaire, lesdites demi-couronnes étant pourvues de rails de guidage en vé venant glisser sur les rainures desdits galets,
• Ledit deuxième axe Aβ venant s'insérer dans un orifice 02 du châssis fixe formant un angle ψ avec l'axe Aα, l'angle ψ appartenant à l'intervalle [20°, 70°],
• Ledit troisième axe Aγ s'insérant dans le support à galets dudit deuxième axe Aβ.

Selon un mode de réalisation

• Ledit premier axe Aα est adapté pour définir un débattement de nx360 degrés en α grâce audit collecteur tournant,
• Ledit deuxième axe Aβ est choisi pour définir un débattement de +/- 30°, et ledit troisième Axe Aγ un débattement compris dans la fourchette - 18°/+110°.

Selon une autre variante de réalisation ledit premier axe Aα est pourvu d'amortisseurs de chocs répartis sur ledit châssis fixe.
Le premier axe Aα comporte, par exemple :

• En partie supérieure : un roulement encagé entre une plaque d'interface et le châssis fixe, sur la bague extérieure fixe du roulement, une couronne dentée est montée pour l'entraînement en rotation de l'axe Aα,
• Une came de détection qui va permettre le positionnement de l'axe Aα au moment où ladite came va passer au niveau d'un détecteur de position solidaire dudit châssis mobile.

[0016] Le positionneur est, par exemple, réalisé dans un matériau résistant à la corrosion tel qu'un alliage d'aluminium protégé par oxydation anodique bichromatée.

[0017] Chacun desdits premier, deuxième et troisième axe comporte, par exemple, un couple denté de positionnement associé à un moto-réducteur avec codeur intégré.

[0018] L'antenne est, par exemple, entourée d'un radôme R et ledit ensemble positionneur, antenne, radôme est disposé sur un porteur mobile tel qu'un navire, un sous-marin, un navire.

[0019] Le positionneur selon l'invention est par exemple utilisé pour le positionnement d'une antenne Satcom utilisée pour les communications avec satellites.

[0020] D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif annexé des figures qui représentent :

• La figure 1A, une illustration d'une élévation nulle en utilisant un positionneur selon l'invention, la figure 1B une élévation positive, la figure 1C, une élévation négative dans le cas d'une visée de l'antenne basse, la figure 1D, une élévation positive dans le cas d'une visée haute,
• Les figures 2A, 2B, 2C, 2D différentes vues d'un exemple de positionneur selon l'invention,
• La figure 3, le détail du châssis fixe du positionneur selon l'invention,
• La figure 4, le détail du châssis mobile,
• La figure 5 un détail du support de galet pivotant,
• La figure 6, le détail du support d'antenne.

[0021] Afin de mieux comprendre la structure du positionneur d'antenne selon l'invention, la description qui suit donnée à titre illustratif et nullement limitatif concerne une antenne disposée dans un radome ayant notamment pour fonction de la protéger, ledit radome délimitant un espace dans lequel doivent être positionnés l'antenne et des équipements électroniques ou électriques.

[0022] Les figures 1A, 1B, 1C et 1D illustrent différentes configurations d'élévation dans lesquelles peuvent se trouver l'antenne A entourée d'un radome R.

• Le positionneur selon l'invention est basé, notamment sur l'utilisation des éléments listés ci-après. Le positionneur d'antenne dispose de 3 axes de rotation. Les deux axes Aα et Aγ assurent respectivement les mouvements de l'antenne en azimut et en élévation constituant une monture de type Az/El. L'axe Aγ est orthogonal et coplanaire à l'axe Aα. Le deuxième axe de rotation Aβ ou axe de cross-élévation est positionné de manière à couper les deux axes Aα et Aγ en un même point O, point virtuel. Le point d'intersection des trois axes Aα, Aβ et Aγ constitue le point de pivot des mouvements de l'antenne 12 qui est montée sur le positionneur P.

[0023] La cinématique de l'antenne s'inscrit donc dans une sphère centrée en un point O et de rayon égal au rayon de l'antenne.

[0024] La rotation par rapport à l'axe Aγ est assurée par une demi-couronne guidée par exemple sur un étrier à galets 5. La demi-couronne 9 dispose d'une crémaillère non représentée, par exemple, couplée à un moto-réducteur 7 qui entraîne en rotation cette demi-couronne 9. L'antenne 12 fixée sur la demi-couronne selon des moyens connus de l'Homme du métier, pivote ainsi en élévation. L'étrier 5 support d'antenne est disposé pour permettre un pointage en direction basse sous l'axe horizontal.

[0025] De plus, l'étrier 5 supportant la demi-couronne 9 est positionné sur l'axe Aβ afin de pouvoir tourner autour de cet axe Aβ. Une crémaillère intégrée par exemple à l'étrier et un moto-réducteur assure la rotation de l'ensemble étrier, demi-couronne et antenne autour de l'axe Aβ. La rotation de l'ensemble demi-couronne 9 et antenne A en azimut (axe Aα) est assurée par un moto-réducteur 4 embarqué sur le plateau tournant 2 ou châssis mobile et se déplaçant en rotation sur une couronne dentée, par exemple. Ledit deuxième axe Aβ vient s'insérer dans un orifice 02 du châssis fixe formant un angle ψ avec l'axe Aa, l'angle ψ appartenant, par exemple, à l'intervalle [20°, 70°].

[0026] Ainsi, en résumé, le fonctionnement du positionneur selon l'invention est le suivant :
Le positionneur d'antenne est un positionneur 3 axes de type Azimut (axe Aα) / Cross-élévation (axe Aβ) / Elévation (axe Aγ).

[0027] Le point O d'intersection des trois axes de rotation constitue un point de pivot virtuel. L'antenne fixée sur la demi-couronne et passant par ce point de pivot décrit lors de ses mouvements une sphère centré sur O. La cinématique de l'antenne peut donc s'inscrire dans un cylindre de diamètre égal au diamètre de l'antenne montée sur le positionneur d'antenne.

[0028] L'étrier 5 support de la demi-couronne 9A, 9B est utilisé d'une part pour l'entraînement suivant l'axe Aγ et d'autre part pour la rotation autour de l'axe Aβ permettant ainsi de réduire l'encombrement de la mécanique supportant la motorisation des axes cross-élévation Aβ et élévation Aγ et de parvenir à un système positionneur d'antenne de hauteur minimale.

[0029] L'utilisation de la demi-couronne 9A, 9B pour l'entraînement suivant l'axe d'élévation Aγ permet de dégager un volume maximal en partie arrière de l'antenne.

[0030] Pour chaque axe, l'utilisation par exemple, de moto-réducteurs intégrant moteur, codeur et réducteur associés à une crémaillère permet une conception simple sans maintenance. De plus, sur les axes Aβ et Aγ la prise d'origine des codeurs s'effectue par détection de l'accostage sur des butées mécaniques par détection des maximums de courants détaillés sur la figure 5.

[0031] Le principe de base étant décrit, les figures 2A, 2B, 2C et 2D vont permettre de donner un exemple de réalisation d'un positionneur selon l'invention.

[0032] Comme il a été énoncé précédemment, le positionneur possède 3 axes (Aα, Aβ et Aγ) dont les débattements et les vitesses permettent d'assurer, par exemple dans le cas de l'exemple donné, les contraintes suivantes :

• La géométrie du positionneur garantit le débattement de nx360 degrés en α grâce à un collecteur électrique tournant,
• Les axes supérieurs sont limités en débattement Axe Aβ : +/- 30°, Axe Aγ: -18°/+110°,
• Les vitesses d'axes sont de 30°/s au minimum,
• Les accélérations d'axes sont de 30°/s² au minimum.

[0033] Le positionneur P d'antenne est réalisé, par exemple, en alliage d'aluminium protégé par oxydation anodique bichromatée. Toutefois, tout matériau présentant des tenues à la corrosion et présentant une résistance suffisante pourra être utilisé.

[0034] Chaque axe comporte, par exemple, un couple denté de positionnement (pignon/couronne) associé à un moto-réducteur avec codeur intégré

[0035] Le châssis fixe du stabilisateur est posé dans cet exemple de mise en oeuvre sur 5 amortisseurs de chocs (figure 3) 30, répartis sur un diamètre du châssis fixe 1 par exemple de 300 mm. Il est bien entendu que sans sortir du cadre de l'invention, on peut utiliser un nombre d'amortisseurs de chocs supérieur à 5 ou inférieur en fonction des conditions d'utilisation finales de l'antenne.

[0036] Les figures 2A, 2B, 2C et 2D décrivent sous différents angles un exemple de positionneur P d'antenne selon l'invention, les figures sont utilisées notamment pour décrire la composition des différents axes de rotation.

[0037] Le positionneur d'antenne 3 axes comporte, par exemple :

Un axe inférieur Aα à rotation continue comprenant (figures 3 et 4) :

[0038] Un châssis fixe 1, sur lequel sont montés un châssis mobile 2, un collecteur électrique 3 et un sous-ensemble motorisation α, 4.

[0039] La structure de l'ensemble axe Aα est composée, par exemple, d'une plaque d'interface en aluminium traité qui reçoit figure 3:

• En partie supérieure : un roulement 33 encagé entre la plaque d'interface 34 et le châssis fixe 1. Sur la bague extérieure fixe du roulement, une couronne dentée 31 est montée pour l'entrainement en rotation de l'axe Aα,
• Une came 32 de détection qui va permettre le positionnement de l'axe Aα au moment où la came va passer au niveau du détecteur de position 42 (figure 4) ; ceci peut être utilisé par exemple pour faire le zéro pour l'axe Aα,
• En partie inférieure : 5 amortisseurs de chocs 30 répartis uniformément sur un diamètre de 300mm. Pour le respect des dimensions, ces amortisseurs 30 sont intégrés dans l'épaisseur de la plaque support radôme non représenté pour des raisons de simplification,
• En partie centrale : la fixation du collecteur électrique muni d'un joint tournant 3, au niveau du châssis mobile 2,
• En partie latérale, une centrale inertielle 13 est fixée sous la plaque d'interface 34.

[0040] Le moto réducteur 4 compact est implanté sur le châssis 2 en rotation et entraîne l'axe Aα par l'intermédiaire d'un pignon 4A (figure 4) selon une technique connue de l'Homme du métier. Le moto réducteur 4 est équipé d'un codeur incrémental non représenté pour des raisons de clarté. Le moto réducteur ainsi que tous les roulements sont totalement étanches et graissés à vie.

[0041] La figure 4 schématise un châssis mobile 2 comprenant le moto-réducteur 4 pour l'axe Aa, le collecteur électrique tournant 3, deux parties 10A et 10B formant l'APU, le pignon précité 41 du motoréducteur 4 et une pièce 40 correspondant au support de l'axe Aβ. Le collecteur électrique 3 muni du joint tournant va s'insérer dans l'orifice 03 de la figure 3. La pièce 40 a une forme sensiblement circulaire sur une partie 40A intégrant des dentures permettant l'entraînement de l'axe Aβ au niveau du sous-ensemble motorisation β, 6, par exemple au niveau du pignon 6A (figure 2C) du sous-ensemble 6.

[0042] Un axe intermédiaire Aβ (figure 5) comprenant par exemple, un support de galets pivotant 5, un sous-ensemble motorisation β, 6, un sous-ensemble motorisation γ, 7.

[0043] L'axe Aβ est réalisé en aluminium usiné, par exemple. Il est supporté par l'axe Aα et il supporte l'axe Aγ :

• Le pivotement du support de l'axe Aβ 40, s'effectue par engrènement d'un secteur denté et du pignon fixe à la partie haute de l'axe Aα,
• L'axe Aβ est équipé de butées mécaniques 50. La prise d'origine est réalisée par accostage sur une des deux butées mécaniques et détection de pics de courant réalisés par des méthodes connues de l'Homme du métier.

[0044] Un axe supérieur Av perpendiculaire à la figure et composé (figures 5 et 6) par exemple d'un berceau support d'antenne 8 et de deux demi-couronnes de guidage circulaire 9A, 9B.

[0045] L'axe Aγ est constitué de deux parties. Une partie fixe implantée sur l'axe Aβ et une partie mobile de débattement -18 à +110° figure 5 :

• La partie fixe possède une motorisation 7 (figure 5) identique aux autres axes et également un étrier 5 support galets (figure 5) pour le déplacement de la partie mobile de cet axe,
• La partie mobile est constituée du châssis en berceau 8 figure 6 sur lequel sont fixées les demi-couronnes de guidage circulaire 9A, 9B et une crémaillère d'entraînement non représentée, mais également l'interface 21 (figure 2C) de fixation de l'antenne 12 et des éléments RF 20 ; une des demi-couronnes 9A par exemple possède une partie crantée qui va permettre le guidage par la crémaillère, l'autre demi-couronne pouvant être lisse ; les deux demi-couronnes sont pourvues sur leur circonférence de rails en forme de vé (22 figure 2C). Des butées 60, une seule étant représentée sur la figure, sont disposées de préférence aux niveaux des deux extrémités 8A, 8B du châssis en berceau 8,

[0046] Sans sortir du cadre de l'invention il serait possible d'imaginer des moyens équivalents à l'étrier 5 et aux galets pour mettre en mouvement les deux demi-couronnes.

• L'axe Aγ est équipé de butées mécaniques 60 qui permettent notamment la prise d'origine réalisée par accostage sur une des deux butées mécaniques et la détection de pics de courant par les variateurs de commande des moteurs du boîtier APU 10, par des techniques connues de l'Homme du métier. Une possibilité consiste à détecter une surpuissance pour faire le zéro de l'axe Aγ.
• Le guidage de l'axe Aγ se fait à l'aide de 8 galets 51 en inox par exemple (4 galets fixes 51 et 4 avec excentrique 52 en vé), les galets 51, 52 comprenant une rainure 51A, 52A permettant le glissement des rails 22 en forme de vé des deux demi-couronnes de guidage circulaire 9A, 9B.

[0047] La figure 6 représente le montage du berceau 8 recevant l'antenne 12 ainsi que les deux demi- couronne de guidage tel qu'il a été décrit précédemment.

[0048] Le positionneur d'antenne peut aussi comporter :

• Deux boitiers (Unité de Puissance) APU, 10A, 10B, pour une fonction d'alimentation et pour les variateurs;
• Une centrale inertielle 13;
• Un système radiofréquence 20 composé par exemple d'un diplexeur, d'un amplificateur faible bruit et d'un réseau de guide d'ondes non détaillé pour des raisons de simplification.

[0049] Pour l'exemple explicité ci-dessus, le fonctionnement est décrit ci-après.

[0050] La motorisation de l'axe Aα doit entraîner en mouvement l'ensemble des éléments situés au-dessus du roulement de ce même axe. Le berceau est orienté de façon a avoir le déport maximum (pointage a -18°et inclinaison de l'axe β de 30°).

[0051] La motorisation de l'axe Aβ doit entraîner en mouvement l'ensemble des éléments situés au-dessus du roulement de ce même axe. Le berceau est orienté de façon à avoir le déport maximum (pointage à 110°).

[0052] La motorisation de l'axe Aγ doit entraîner en mouvement l'ensemble des éléments embarqués avec l'antenne au niveau de ce même axe.

[0053] Les moto réducteurs des trois axes sont commandés, par exemple, par des variateurs pilotés par bus série connu de l'Homme du métier qui traverse l'axe alpha par intermédiaire du collecteur électrique.

[0054] Le bus système série plus connu sous l'abréviation anglo-saxonne CAN (Controller Area Network) non représenté sur la figure permet à un équipement de contrôle d'antenne plus connu sous l'acronyme anglo-saxon ACU (Antenna Control Unit) de transmettre les commandes de positionnement aux moteurs et de lire les informations de position des axes fournies par les codeurs intégrés aux moto réducteurs.

[0055] L'unité de mouvement inertielle ou IMU (Inertial Motion Unit) embarquée sur le châssis fixe du positionneur transmet à l'ACU via une interface série les informations d'attitudes du porteur. En fonction de ces informations, l'ACU élabore et transmet les consignes de pointage au positionneur d'antenne.

Revendications

1. Positionneur P pour une antenne (12) destinée à être mise dans un volume donné ou restreint, comportant en combinaison au moins les éléments suivants :

• Un premier axe Aα assurant le mouvement de l'antenne en azimut,

• Un troisième axe Aγ assurant le mouvement de l'antenne en élévation, ledit troisième axe Aγ étant orthogonal et coplanaire au premier axe Aa,

• Un deuxième axe de rotation Aβ ou axe de cross-élévation positionné de manière à couper ledit premier axe Aα et ledit troisième axe Aγ en un même point virtuel O, ledit point virtuel O d'intersection des trois axes Aα, Aβ, Aγ constituant le point pivot des mouvements de ladite antenne montée sur le positionneur, la cinématique de ladite antenne (12) s'inscrit dans un cylindre de diamètre égal au diamètre de l'antenne montée sur ledit positionneur,

et caractérisé en ce que :

• Ledit premier axe Aα à rotation continue comprend: un châssis fixe (1) sur lequel sont montés un châssis mobile (2), un collecteur électrique (3) muni d'un joint tournant et un sous-ensemble motorisation α, (4)

• Ledit deuxième axe Aβ comprend un support (5) de moyens pivotant (51, 52) tels que des galets (51, 52) comprenant une rainure (51A, 52A), un sous-ensemble motorisation β (6), un sous-ensemble motorisation γ, (7),

• Ledit troisième axe Aγ comprend un berceau (8) support d'antenne (12) et deux demi-couronnes (9A, 9B) de guidage circulaire, lesdites demi-couronnes étant pourvues de rails de guidage en vé venant glisser sur les rainures (51A, 52A) desdits galets (51, 52),

• Ledit deuxième axe Aβ venant s'insérer dans un orifice 02 du châssis fixe formant un angle ψ avec l'axe Aa, l'angle ψ appartenant à l'intervalle [20°, 70°],

• Ledit troisième axe Aγ s'insérant dans le support à galet (5) dudit deuxième axe Aβ.

2. Positionneur selon la revendication 1 caractérisé en ce que

• Ledit premier axe Aα est adapté pour définir un débattement de nx360 degrés en α grâce audit collecteur tournant (3),

• Ledit deuxième axe Aβ est choisi pour définir un débattement de +/-30° et ledit troisième Axe Aγ un débattement compris dans la fourchette -187+110°.

3. Positionneur selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que ledit premier axe Aα est pourvu d'amortisseurs de chocs répartis sur ledit châssis fixe (1).

4. Positionneur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit premier axe Aα comporte :

• En partie supérieure : un roulement (33) encagé entre une plaque d'interface (34) et le châssis fixe (1), sur la bague extérieure fixe du roulement, une couronne dentée (31) est montée pour l'entrainement en rotation de l'axe Aα,

• Une came (32) de détection qui va permettre le positionnement de l'axe Aα au moment où ladite came (32) va passer au niveau d'un détecteur de position (42) solidaire dudit châssis mobile (2).

5. Positionneur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé dans un matériau résistant à la corrosion tel qu'un alliage d'aluminium protégé par oxydation anodique bichromatée.

6. Positionneur selon la revendication 1 caractérisé en ce que chacun desdits premier, deuxième et troisième axe comporte un couple denté de positionnement associé à un moto-réducteur avec codeur intégré.

7. Positionneur selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'antenne (12) est entourée d'un radôme R et en ce que ledit ensemble positionneur, antenne, radôme est disposé sur un porteur mobile tel qu'un navire, un sous-marin.

8. Utilisation du positionneur selon l'une des revendications 1 à 7 pour des antennes de communications Satcom.

Ansprüche

1. Stellungsregler P für eine Antenne (12), die vorgesehen ist, in einem bestimmten oder begrenzten Volumen aufgestellt zu werden, aufweisend in Kombination mindestens die folgenden Elemente:

• eine erste Achse Aα, die die Bewegung der Antenne im Azimut sicherstellt,

• eine dritte Achse Aγ, die die Bewegung der Antenne in der Höhenrichtung sicherstellt, wobei die dritte Achse Aγ orthogonal und koplanar zu der ersten Achse Aα ist,

• eine zweite Drehachse Aβ oder Achse der gekreuzten Höhenrichtung, die angeordnet wird, um die erste Achse Aα und die dritte Achse Aγ in einem selben virtuellen Punkt O zu schneiden, wobei der virtuelle Punkt O des Schnitts der drei Achsen Aα, Aβ, Aγ den Drehpunkt der Bewegungen der auf dem Stellungsregler montierten Antenne darstellt, wobei die Kinematik der Antenne (12) in einen Zylinder mit einem Durchmesser gleich dem Durchmesser der auf dem Stellungsregler montierten Antenne passt, und dadurch gekennzeichnet, dass:

• die erste Achse Aα mit ununterbrochener Drehung umfasst: einen festen Baugruppenträger (1), auf dem ein beweglicher Baugruppenträger (2), ein mit einem Drehgelenk ausgestatteter elektrischer Kollektor (3) und eine Motorunterbaugruppe α, (4) aufgebaut sind,

• die zweite Achse Aβ einen Träger (5) für Schwenkmittel (51, 52) wie Rollen (51, 52) umfasst, die einen Führungsschlitz (51A, 52A), eine Motorunterbaugruppe β (6), eine Motorunterbaugruppe γ (7), umfassen,

• die dritte Achse Aγ ein Auflager (8) der Antenne (12) und zwei Halbringe (9A, 9B) mit kreisförmiger Führung umfasst, wobei die Halbringe mit V-förmigen Führungsschienen versehen sind, die auf den Rillen (51A, 52A) der Rollen (51, 52) gleiten,

• die zweite Achse Aβ in eine Öffnung O2 des festen Baugruppenträgers passt, die einen Winkel Ψ mit der Achse Aα bildet, wobei der Winkel Ψ zu dem Intervall [20°, 70°] gehört,

• die dritte Achse Aγ in den Rollenträger (5) der zweiten Achse Aβ passt.

2. Stellungsregler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass

• die erste Achse Aα angepasst wird, um dank des rotierenden Kollektors (3) einen Schwenkbereich von n x 360 Grad in α zu definieren,

• die zweite Achse Aβ gewählt wird, einen Schwenkbereich mit +/- 30° zu definieren und die dritte Achse Aγ einen Schwenkbereich im Bereich von -18° bis +110°.

3. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse Aα mit auf dem festen Baugruppenträger (1) verteilten Stoßdämpfern versehen wird.

4. Stellungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse Aα aufweist:

• im oberen Teil: ein zwischen einer Grenzflächenplatte (34) und dem festen Baugruppenträger (1) eingeschlossenes Wälzlager (33), auf dem äußeren festen Ring des Wälzlagers wird für den Drehantrieb der Achse Aα ein Zahnkranz (31) montiert,

• eine Erfassungsnocke (32), die die Positionierung der Achse Aα in dem Moment ermöglicht, in dem die Nocke (32) sich an einem mit dem beweglichen Baugruppenträger (2) verbundenen Positionsdetektor (42) vorbeibewegt.

5. Stellungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Material ausgeführt wird, das der Korrosion widersteht, wie eine durch anodische, dichromatische Oxidation geschützte Aluminiumlegierung.

6. Stellungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der ersten, zweiten und dritten Achse ein verzahntes Positionierungspaar aufweist, das einem Getriebemotor mit integriertem Encoder zugeordnet wird.

7. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (12) von einem Radom R umschlossen wird und dass die Baugruppe Stellungsregler, Antenne, Radom auf einem beweglichen Träger wie einem Schiff, einem U-Boot, einem Schiff angeordnet ist.

8. Benutzung des Stellungsreglers nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für Kommunikationsantennen Satcom.

Claims

1. Positioner P for an antenna (12) intended to be placed in a given or restricted volume, comprising, in combination, at least the following elements:

• A first axis Aα ensuring the movement of the antenna in azimuth,

• A third axis Aγ ensuring the movement of the antenna in elevation, said third axis Aγ being orthogonal and coplanar to the first axis Aα,

• A second axis of rotation Aβ or cross-elevation axis positioned so as to intersect said first axis Aα and said third axis Aγ at one and the same virtual point O, said virtual point O of intersection of the three axes Aα, Aβ, Aγ constituting the pivot point of the movements of said antenna mounted on the positioner, the kinematic of said antenna (12) lies within a cylinder of diameter equal to the diameter of the antenna mounted on said positioner,

and characterized in that:

• Said first axis Aα with continuous rotation comprises: a fixed base frame (1) on which are mounted a mobile frame (2), an electrical collector (3) provided with a revolving seal and an α motor-drive subassembly, (4),

• Said second axis Aβ comprises a support (5) for pivoting means (51, 52), such as rollers (51, 52) comprising a groove (51A, 52A), a β motor-drive subassembly (6), a γ motor-drive subassembly, (7),

• Said third axis Aγ comprises a cradle (8) supporting the antenna (12) and two half-rings (9A, 9B) for circular guidance, said half-rings being provided with V-shaped guiding rails sliding on the grooves (51A, 52A) of said rollers (51, 52),

• Said second axis Aβ being inserted into an orifice 02 of the fixed base frame forming an angle ψ with the axis Aα, the angle ψ lying within the range [20°, 70°],

• Said third axis Aγ being inserted into the roller support (5) of said second axis Aβ.

2. Positioner according to Claim 1, characterized in that

• said first axis Aα is adapted to define a travel of nx360 degrees in α by virtue of said revolving collector (3),

• said second axis Aβ is chosen to define a travel of +/- 30°, and said third axis Aγ a travel within the range -18°/+110°.

3. Positioner according to one of Claims 1 and 2, characterized in that said first axis Aα is provided with impact dampers distributed on said fixed base frame (1).

4. Positioner according to Claim 1, characterized in that said first axis Aα comprises:

• in the top part: a rolling bearing (33) captive between an interface plate (34) and the fixed base frame (1), on the fixed outer ring of the rolling bearing, a ring gear (31) is mounted to drive the axis Aα in rotation,

• a detection cam (32) which will make it possible to position the axis Aα at the moment when said cam (32) passes over a position detector (42) attached to said mobile frame (2).

5. Positioner according to Claim 1, characterized in that it is made of a material resistant to corrosion such as an alloy of aluminium protected by bichromated anodic oxidation.

6. Positioner according to Claim 1, characterized in that each of said first, second and third axes comprises a toothed positioning frame associated with a gear motor with integrated coder.

7. Positioner according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the antenna (12) is surrounded by a radome R and in that said positioner, antenna, radome assembly is arranged on a mobile carrier such as a ship or a submarine.

8. Use of the positioner according to one of Claims 1 to 7 for Satcom communications antennas.

Dessins