Pierścień ślizgowy do anteny
Antena jest konwerterem, który przekształca fale kierowane rozchodzące się w linii przesyłowej na fale elektromagnetyczne rozchodzące się w nieograniczonym ośrodku (zwykle w wolnej przestrzeni) i odwrotnie. Z punktu widzenia anteny odbiorczej przetwarza ona fale elektromagnetyczne z kosmosu na sygnały elektryczne i przekazuje je do urządzenia odbiorczego (takiego jak radio, telewizja, radar itp.). Z punktu widzenia anteny nadawczej przetwarza ona sygnały elektryczne generowane przez urządzenie nadawcze (takie jak stacje radiowe, bazowe stacje komunikacyjne itp.) na fale elektromagnetyczne i emituje je w przestrzeń kosmiczną.
W wielu scenariuszach zastosowań anteny muszą się obracać w sposób ciągły, aby zapewnić odbiór lub transmisję sygnału w pełnym zakresie. Jeśli linia transmisyjna łącząca antenę jest bezpośrednio zamocowana, podczas obracania ulegnie splątaniu lub nawet uszkodzeniu. Pierścienie ślizgowe umożliwiają linii przesyłowej utrzymanie ciągłego połączenia elektrycznego, gdy antena się obraca, i mogą dostosować się do ruchu o wielu stopniach swobody, aby uniknąć uszkodzenia sprzętu.
Specyficzna rola pierścieni ślizgowych w systemach antenowych
Moc transmisji
Pierścień ślizgowy zapewnia zasilanie silnika napędowego anteny i wzmacniacza sygnału. W antenach komunikacji satelitarnej przekazuje moc z naziemnego systemu zasilania do stale obracającej się konstrukcji anteny, napędzając antenę w celu śledzenia sygnałów satelitarnych.
Przesyłanie sygnałów
Pierścień ślizgowy może brać udział w transmisji wielu typów sygnałów, w tym sygnałów RF i sygnałów sterujących. W zamontowanym w pojeździe systemie anten komunikacji mobilnej przekazuje sygnał satelitarny odbierany przez antenę do urządzenia komunikacyjnego w pojeździe. Przesyła również sygnał sterujący do anteny, aby dostosować ich kąt i sygnał śledzenia.
Wymagania dotyczące pierścieni ślizgowych w systemach antenowych
Bitowa stopa błędu
Podczas transmisji różnych typów sygnałów system antenowy wymaga, aby pierścień ślizgowy charakteryzował się bardzo małą bitową stopą błędu. Na przykład, gdy używamy standardów transmisji telewizji cyfrowej, takich jak DVB-T, bitowa stopa błędów pierścienia ślizgowego powinna być stabilna poniżej 1×10⁻⁶. W ten sposób, nawet jeśli system antenowy działa nieprzerwanie przez długi czas, obraz telewizyjny może być czysty i stabilny.
01
Tłumienie sygnału
W transmisji sygnałów o wysokiej częstotliwości, takich jak pasmo C (4 GHz - 8 GHz) i pasmo Ku (12 GHz - 18 GHz), powszechnie używane w komunikacji satelitarnej, tłumienność wtrąceniowa pierścienia ślizgowego do sygnału powinna być kontrolowane w zakresie 0,5 dB. Dzięki temu słaby sygnał satelitarny odbierany przez antenę może być przesyłany bez strat do kolejnych urządzeń przetwarzających sygnał.
02
Zdolność przeciwzakłóceniowa
W środowiskach miejskich istnieje duża liczba urządzeń elektronicznych i bezprzewodowych źródeł sygnału. Pierścień ślizgowy powinien ekranować nadmiarowe sygnały elektromagnetyczne ze skutecznością większą niż 60dB, co może znacznie zmniejszyć siłę sygnałów zewnętrznych. Dzięki temu może stabilnie przesyłać sygnały komunikacyjne pomiędzy stacjami bazowymi a terminalami mobilnymi.
03
Możliwość dostosowania temperatury
Systemy antenowe można instalować w różnych środowiskach, od zimnych regionów polarnych po gorące obszary pustynne. Pierścienie ślizgowe powinny działać normalnie w zakresie co najmniej -40 stopni do 70 stopni. Osiąga się to poprzez zastosowanie metali bardziej odpornych na temperaturę, ulepszenie struktur uszczelniających i optymalizację projektów rozpraszania ciepła.
04
Wodoodporny i pyłoszczelny
W przypadku systemów antenowych instalowanych na zewnątrz pierścień ślizgowy musi mieć stopień ochrony IP67 lub wyższy. W takim przypadku, gdy napotkasz ulewny deszcz, pierścień ślizgowy może całkowicie zapobiec przedostawaniu się deszczu do obwodu wewnętrznego i zapobiec słabemu stykowi elektrycznemu spowodowanemu erozją pary wodnej.
05
Wydajność rotacyjna
W niektórych systemach anten do śledzenia satelitów pierścień ślizgowy musi podpierać antenę, aby obracała się w sposób ciągły o 360 stopni z prędkością od 10 do 60 obrotów na minutę, aby ułatwić śledzenie satelitów. Podczas procesu rotacji jej moment tarcia powinien być kontrolowany poniżej 0,05 N·m, aby obrót anteny pozostał elastyczny i płynny.
06
Odporność na wstrząsy
Czasami trzeba zainstalować systemy antenowe na nośnikach telefonii komórkowej, takich jak pojazdy i statki. Pierścień ślizgowy powinien być w stanie wytrzymać określony stopień wibracji i wstrząsów oraz zostać przetestowany zgodnie z normą wojskową MIL-STD-810G, aby wytrzymać wstrząsy spowodowane przyspieszeniem od 5 g do 20 g bez uszkodzenia wewnętrznej struktury i połączeń elektrycznych.
07
Protokół komunikacyjny
Pierścień ślizgowy powinien być kompatybilny z różnymi protokołami komunikacyjnymi używanymi przez system antenowy, w tym TCP/IP, RS-485, magistralą CAN itp. Biorąc za przykład magistralę CAN, powinna ona mieć szybkość transmisji 1 Mb/s do transmisji instrukcje dotyczące komunikacji i sterowania w czasie rzeczywistym pomiędzy wewnętrznymi elementami systemu antenowego.
08
