Скользящее кольцо для антенны
Антенна — преобразователь, преобразующий направленные волны, распространяющиеся по линии передачи, в электромагнитные волны, распространяющиеся в неограниченной среде (обычно в свободном пространстве), или наоборот. С точки зрения приемной антенны, она преобразует электромагнитные волны из космоса в электрические сигналы и передает их принимающему устройству (например, радио, телевидению, радару и т. д.). С точки зрения передающей антенны, она преобразует электрические сигналы, генерируемые передающим устройством (например, радиостанциями, базовыми станциями связи и т. д.), в электромагнитные волны и излучает их в пространство.
Во многих сценариях применения антенны необходимо постоянно вращать для обеспечения приема или передачи сигнала в полном диапазоне. Если линия передачи, соединяющая антенну, закреплена напрямую, то при вращении она запутается или даже повредится. Контактные кольца позволяют линии передачи поддерживать непрерывное электрическое соединение при вращении антенны и могут адаптироваться к движению с несколькими степенями свободы, чтобы избежать повреждения оборудования.
Особая роль контактных колец в антенных системах
Передача мощности
Контактное кольцо обеспечивает питание приводного двигателя антенны и усилителя сигнала. В антеннах спутниковой связи он передает мощность от наземной энергосистемы к постоянно вращающейся антенной конструкции, заставляя антенну отслеживать спутниковые сигналы.
Передача сигналов
Контактное кольцо может участвовать в передаче нескольких типов сигналов, включая радиочастотные сигналы и сигналы управления. В антенной системе мобильной связи, установленной на транспортном средстве, она передает спутниковый сигнал, принятый антенной, на устройство связи в транспортном средстве. Он также передает управляющий сигнал на антенну для регулировки угла наклона и сигнала отслеживания.
Требования к контактным кольцам для антенных систем
Частота битовых ошибок
При передаче различных типов сигналов антенная система требует, чтобы контактное кольцо имело очень небольшую частоту ошибок по битам. Например, когда мы используем стандарты передачи цифрового телевидения, такие как DVB-T, частота битовых ошибок контактного кольца должна быть стабильной ниже 1×10⁻⁶. Таким образом, даже если антенная система работает непрерывно в течение длительного времени, телевизионное изображение может оставаться четким и стабильным.
01
Затухание сигнала
При передаче высокочастотных сигналов, таких как диапазон C (4 ГГц - 8 ГГц) и диапазон Ku (12 ГГц - 18 ГГц), обычно используемый в спутниковой связи, вносимые потери контактного кольца в сигнал должны контролироваться в пределах 0,5 дБ. Это позволяет без потерь передавать слабый спутниковый сигнал, принятый антенной, на последующее оборудование обработки сигнала.
02
Способность защиты от помех
В городской среде имеется большое количество электронных устройств и источников беспроводного сигнала. Токосъемное кольцо должно экранировать избыточные электромагнитные сигналы с эффективностью более 60 дБ, что позволяет существенно снизить силу внешних сигналов. Следовательно, он может стабильно передавать сигналы связи между базовыми станциями и мобильными терминалами.
03
Адаптивность к температуре
Антенные системы можно устанавливать в самых разных условиях: от холодных полярных регионов до жарких пустынных районов. Контактные кольца должны нормально работать в диапазоне от -40 градусов до 70 градусов. Это достигается за счет использования более термостойких металлов, улучшения уплотнительных конструкций и оптимизации конструкции рассеивания тепла.
04
Водонепроницаемый и пыленепроницаемый
Для антенных систем, установленных вне помещения, контактное кольцо должно иметь степень защиты IP67 или выше. В этом случае при сильном дожде контактное кольцо может полностью предотвратить попадание дождя во внутреннюю цепь и предотвратить плохой электрический контакт, вызванный эрозией водяного пара.
05
Производительность вращения
В некоторых антенных системах слежения за спутниками контактное кольцо должно поддерживать непрерывное вращение антенны на 360 градусов со скоростью от 10 до 60 оборотов в минуту, чтобы помочь отслеживать спутники. В процессе вращения момент трения должен контролироваться ниже 0,05 Н·м, чтобы вращение антенны оставалось гибким и плавным.
06
Ударная устойчивость
Антенные системы иногда необходимо устанавливать на мобильных носителях, например, на транспортных средствах и кораблях. Токосъемное кольцо должно выдерживать определенную степень вибрации и ударов и быть протестировано в соответствии с военным стандартом MIL-STD-810G, чтобы выдерживать удары ускорения от 5 до 20 g без повреждения внутренней структуры и электрических соединений.
07
Протокол связи
Токосъемное кольцо должно быть совместимо с различными протоколами связи, используемыми антенной системой, включая TCP/IP, RS-485, шину CAN и т. д. Если взять в качестве примера шину CAN, то скорость передачи данных должна составлять 1 Мбит/с. команды связи и управления в реальном времени между внутренними компонентами антенной системы.
08
