Антенна радиотелескопа


 


Владельцы патента RU 2421765:

Учреждение Российской академии наук Институт проблем машиноведения (RU)

Изобретение относится к космическим радиотелескопам и предназначено для управления формой поверхности космического радиотелескопа. Антенна радиотелескопа содержит отражающую поверхность основного зеркала, собранную из подвижных управляемых щитов, соединенных с соответствующими системами автоматического управления их положением. При этом согласно изобретению в устройство дополнительно введены пьезоэлектрические элементы, жестко закрепленные на внешней и внутренней сторонах поверхности каждого из подвижных управляемых щитов антенны, а также стержни температурной компенсации, подсоединенные к холодопроводу, закрепленному на форменном каркасе антенны и подсоединенному входом и выходом к криогенному блоку. При этом каждый стержень температурной компенсации механически соединен с пьезоэлектрическим актуатором с возможностью продольного перемещения. Технический результат - повышение эффективности и разрешающей способности основного зеркала антенны радиотелескопа. 1 ил.

 

Изобретение относится к антеннам радиотелескопов и предназначено для управления формой поверхности основного зеркала.

Известно устройство (а.с. СССР №2065570, МПК 6 G01B 21/00, опубл. 20.08.96, БИ №23, Кучерюк В.И., Попов A.M., Колесников А.В. «Электронно-проекционный способ измерения формы и перемещений поверхности объекта») определения деформаций поверхности, содержащее проектор со слайдом изображения сетки, видеокамеру, устройство ввода-вывода информации в ЭВМ, ЭВМ с видеоконтроллером и дисплеем.

Недостатками этого устройства является низкая точность, низкая степень автоматизации и связанная с этим трудоемкость при определении топологии всей поверхности объекта.

Известно также устройство (а.с. СССР №656014, МПК G02B 17/06, 1979) для юстировки пространственного положения и формы составных зеркал, включающее элементы составного зеркала, образующие оптические сигналы в фокальной плоскости контрольного прибора, например автоколлиматора, который располагают против опорного элемента составного зеркала, часть контрольного пучка ответвляют на юстируемый элемент с помощью перископической системы концевых отражателей и, поворачивая систему отражателей вокруг оптической оси автоколлиматора и изменяя расстояние между отражателями соответственно расстоянию между опорным и юстируемым элементами, последовательно сравнивают юстируемые элементы с опорным. Недостатком данного устройства является наличие погрешности, вносимой в погрешность юстировки составного зеркала перископической системой концевых отражателей. Эта погрешность возникает при повороте перископической системы и изменении расстояния между концевыми отражателями как вследствие переменных упругих деформаций элементов системы под влиянием сил тяжести, так и вследствие неточности совмещения осей подвижных элементов с неподвижными.

Наиболее близким к заявляемому является «Система автоматического наведения радиотелескопа» (патент РФ №2319171, МПК G01S 13/66, опубл. 10.03.2008), содержащая отражающую поверхность основного зеркала, собранную из подвижных управляемых щитов, соединенных с соответствующими системами автоматического управления их положением, изменение которого возникает в результате весовых и температурных деформаций металлоконструкции антенны.

Недостатком данного изобретения является недостаточная точность воспроизведения формы отражающей поверхности антенны, что в свою очередь связано с точностью наведения антенны на космические объекты.

Задачей изобретения является повышение точности формы отражающей поверхности основного зеркала антенны радиотелескопа.

Технический результат от повышения точности формы поверхности основного зеркала радиотелескопа состоит в повышении эффективности и разрешающей способности основного зеркала антенны радиотелескопа.

Указанная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство, как и устройство, принятое за прототип, содержит отражающую поверхность основного зеркала, состоящую из подвижных управляемых щитов, с соответствующими системами автоматического управления, изменяющими их положение по результатам сканирования текущего положения.

Однако в отличие от известного в предлагаемое устройство введены пьезоэлектрические элементы, жестко закрепленные на внешней и внутренней сторонах поверхности каждого из подвижных управляемых щитов антенны, а также стержни температурной компенсации, подсоединенные к холодопроводу, закрепленному на ферменном каркасе антенны и подсоединенному входом и выходом к криогенному блоку, при этом каждый стержень температурной компенсации механически соединен с актуатором и имеет возможность продольного перемещения.

Изобретение характеризуется чертежом, на котором изображена конструктивная схема устройства управления формой поверхности основного зеркала радиотелескопа (фрагментная часть щита антенны). На чертеже приняты следующие обозначения: поверхность подвижного управляемого щита антенны 1, пьезоэлектрический элемент 2, актуатор 3, стержень 4 температурной компенсации, холодопровод 5, криогенный блок 6, система управления 7.

Работа устройства происходит следующим образом.

После приведения поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1 в рабочее состояние производят выставление и замеры пьезоэлектрических элементов 2, которые одновременно являются датчиками текущего положения формы поверхности каждого подвижного управляемого щита антенны 1. Эта операция производится в положении, когда солнце не освещает поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1 и температура одинакова на всей поверхности. Показания пьезоэлектрических элементов 2 заносятся в память процессора системы управления 7. При возникновении солнечной радиации происходит температурный нагрев поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1, что вызывает температурные деформации щитовых поверхностей и приводит к изменению ее формы. К деформации поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1 приводят также весовые нагрузки при положении антенны 1 на различных положениях угла места, а также ветровые нагрузки. С учетом деформаций поверхностей подвижных управляемых щитов антенны 1, вызывающих изменение показаний пьезоэлектрических элементов 2, система управления 7 вырабатывает сигналы на пьезоэлектрические элементы 2, расположенные на поверхностях соответствующих подвижных управляемых щитов антенны 1, и сигналы на актуаторы 3, расположенные на стержнях 4 температурной компенсации. Стержни 4 температурной компенсации соединены с криогенным блоком 6 холодопроводом 5. При подаче сигналов управления пьзоэлектрические элементы 2 воздействуют механически на наружную и внутреннюю поверхности соответствующего щита антенны 1, а также приводят к соприкосновению стержней 4 температурной компенсации к наружной поверхности соответствующего подвижного управляемого щита антенны 1, осуществляя таким образом механические деформации и температурную компенсацию. Эти воздействия суммарно приводят к изменению формы поверхности подвижных управляемых щитов антенны 1 к первоначальной либо заданной форме, зафиксированной при определенном положении антенны, например, в зените и при отсутствии солнечной радиации.

Антенна радиотелескопа, содержащая отражающую поверхность основного зеркала, собранную из подвижных управляемых щитов, соединенных с соответствующими системами автоматического управления их положением, отличающаяся тем, что в нее введены пьезоэлектрические элементы, жестко закрепленные на внешней и внутренней сторонах поверхности каждого из подвижных управляемых щитов антенны, а также стержни температурной компенсации, подсоединенные к холодопроводу, закрепленному на форменном каркасе антенны и подсоединенному входом и выходом к криогенному блоку, при этом каждый стержень температурной компенсации механически соединен с пьезоэлектрическим актуатором с возможностью продольного перемещения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическому приборостроению, и может быть использовано в оптической промышленности, и, в частности, в астрономических телескопах и особенно в оптико-электронных камерах космических телескопов и т.д.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к классу полностью зеркальных оптических систем без центрального экранирования, и может быть использовано в фотографии, проекционной технике, Фурье-спектрометрах и другой аппаратуре, работающей с различными приемниками излучения, которые требуют увеличенного заднего фокального отрезка, хода лучей, близкого к телецентрическому, высокой коррекции аберраций в спектральном диапазоне, ограниченном лишь свойствами отражающих покрытий зеркал, и высокой радиационно-оптической устойчивости, например, при использовании в составе космической аппаратуры, работающей вблизи радиационных поясов в условиях воздействия космического излучения с высокой мощностью.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может найти применение как короткофокусный светосильный зеркальный объектив с широким полем зрения и высоким угловым разрешением, обеспечивающим высокое качество изображение по всему полю.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для юстировки составных сферических зеркал телескопов в процессе их сборки и эксплуатации.

Изобретение относится к технике телевизионных видеодисплеев, в которых используется активная матрица жидких кристаллов совместно с проекционной оптикой. .

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано на транспортных средствах, в частности, автомобилях для отображения путевой, навигационной информации, а также информации о состоянии транспортного средства в поле прямого зрения водителя

Спектрометр состоит из входной щели, расположенной в фокальной плоскости объектива и смещенной в меридиональной плоскости относительно его оптической оси, объектива и диспергирующего устройства. Объектив состоит из первого вогнутого зеркала с положительной оптической силой, обращенного вогнутостью к входной щели, второго выпуклого зеркала с отрицательной оптической силой, расположенного между входной щелью и первым зеркалом и обращенного выпуклостью к первому зеркалу, третьего вогнутого зеркала с положительной оптической силой, расположенного за вторым зеркалом и обращенного вогнутостью к входной щели. Диспергирующее устройство включает диспергирующий элемент и плоское зеркало, расположенное под углом 80…90° к падающим на него лучам. Оптические поверхности по крайней мере двух зеркал являются асферическими. Центры кривизны всех зеркал расположены на оптической оси объектива. Первое и второе зеркала - внеосевые фрагменты зеркал. Третье зеркало расположено на оптической оси. Диспергирующий элемент - призма с преломляющим углом 5…30° из материала с показателем преломления 1,4…1,7 и коэффициентом дисперсии для линии е, равным 20…70. Плоское зеркало выполнено в виде отражающего покрытия на второй по ходу луча грани призмы. Технический результат - повышение технологичности, уменьшение габаритов и массы, упрощение юстировки, повышение качества изображения и исправление кривизны спектральных линий. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Телескоп включает корпус (1) с размещенной в нем оптической системой, содержащей главное вогнутое гиперболическое зеркало (2) с центральным отверстием (3), вторичное выпуклое гиперболическое зеркало (4) и фотоприемное устройство (5), установленное в фокальной плоскости телескопа. Корпус (1) снабжен полуцилиндрической солнцезащитной блендой (7), установленной на входном зрачке (6) телескопа с возможностью вращения приводом (8) вокруг оптической оси телескопа. На краях внутренней поверхности полуцилиндрической солнцезащитной бленды (7) установлены солнечные фотоэлементы для подачи сигнала на ее привод (8). Длина L полуцилиндрической солнцезащитной бленды (7) удовлетворяет соотношению: L=D/tgα, см; 7°≤α≤70°; где D - диаметр входного зрачка телескопа, см; α - угловое расстояние между направлениями на центр диска Луны и на ближайший к Луне край диска Солнца. Технический результат - обеспечение систематических высокоточных измерений временных вариаций поверхностных яркостей одновременно темной части лунного диска и светлого узкого серпа Луны. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение мощности. Осветительное устройство (1) включает в себя несколько источников (4) света и одну отражательную систему, при этом источники (4) света расположены перед отражательной поверхностью отражательной системы и включают в себя несколько средств освещения, которые расположены вокруг выходного отверстия (10) отражательной системы. Луч света от источников (4) света за счет отражения отклоняется в основном направлении излучения осветительного устройства (1) посредством отражательной системы. Осветительное устройство снабжено первым отражательным участком (2) и выполненным выпуклым вторым отражательным участком (5), первый и второй отражательные участки согласованы друг с другом таким образом, что основной световой луч может создаваться за счет того, что свет от источников (4) света сначала падает на второй отражательный участок (5), а затем на первый отражательный участок (2) и выходит из осветительного устройства в основном направлении излучения. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 13 ил.

Объектив может быть использован в космических телескопах. Объектив содержит первое зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого сферического положительного зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, второе зеркало в виде выпуклого сферического отрицательного зеркала, обращенного выпуклостью к первому зеркалу, третье зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого положительного асферического зеркала, обращенного вогнутостью к четвертому зеркалу, четвертое зеркало в виде фрагмента вогнутого положительного асферического зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, и апертурную диафрагму. Центры кривизны всех оптических поверхностей расположены на одной общей оси. В меридиональном сечении второе зеркало симметрично относительно оптической оси, первое зеркало расположено ниже оптической оси, третье зеркало выше оптической оси, а четвертое зеркало - выше третьего зеркала. Апертурная диафрагма совпадает с оправой второго зеркала. Технический результат - отсутствие центрального экранирования, повышение качества изображения в пределах углового поля 13° в спектральном диапазоне 450-1700 нм и повышение технологичности. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и касается зеркального спектрометра. Спектрометр состоит из входной щели, первого зеркала, дифракционной решетки, второго зеркала, фотоприемного устройства. Входная щель смещена относительно оптической оси. Первое и второе зеркала выполнены в виде внеосевых фрагментов вогнутых сферических зеркал, обращенных вогнутостью к входной щели. Дифракционная решетка является выпуклой сферической и расположена осесимметрично на оптической оси. Штрихи дифракционной решетки параллельны длинной стороне входной щели. Фотоприемное устройство смещено с оптической оси и расположено со стороны, противоположной входной щели. Входная щель и фотоприемное устройство наклонены в меридиональном сечении на небольшие углы. Центры кривизны сферических поверхностей лежат на одной общей оси, являющейся оптической осью спектрометра. Технический результат заключается в увеличении относительного отверстия, улучшении качества изображения, уменьшении размеров и массы и упрощении юстировки спектрометра. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Наверх