Anello di contatto per antenna
L'antenna è un convertitore che converte le onde guidate che si propagano sulla linea di trasmissione in onde elettromagnetiche che si propagano in un mezzo illimitato (solitamente lo spazio libero), o viceversa. Dal punto di vista dell'antenna ricevente, converte le onde elettromagnetiche provenienti dallo spazio in segnali elettrici e li trasmette al dispositivo ricevente (come radio, televisione, radar, ecc.). Dal punto di vista dell'antenna trasmittente, converte i segnali elettrici generati dal dispositivo trasmittente (come stazioni radio, stazioni base di comunicazione, ecc.) in onde elettromagnetiche e le irradia nello spazio.
In molti scenari applicativi, le antenne devono ruotare continuamente per ottenere la ricezione o la trasmissione del segnale a gamma completa. Se la linea di trasmissione che collega l'antenna è fissata direttamente, verrà impigliata o addirittura danneggiata durante la rotazione. Gli anelli collettori consentono alla linea di trasmissione di mantenere una connessione elettrica continua quando l'antenna ruota e possono adattarsi al movimento a più gradi di libertà per evitare danni all'apparecchiatura.
Il ruolo specifico degli anelli collettori nei sistemi di antenne
Potenza di trasmissione
L'anello collettore fornisce alimentazione al motore di azionamento dell'antenna e all'amplificatore di segnale. Nelle antenne per comunicazioni satellitari, trasmette potenza dal sistema di alimentazione di terra alla struttura dell'antenna in continua rotazione, guidando l'antenna per tracciare i segnali satellitari.
Trasmissione di segnali
L'anello collettore può essere coinvolto nella trasmissione di più tipi di segnali, inclusi segnali RF e segnali di controllo. Nel sistema di antenna per comunicazione mobile montato sul veicolo, trasmette il segnale satellitare ricevuto dall'antenna al dispositivo di comunicazione nel veicolo. Inoltre trasmette il segnale di controllo all'antenna per regolare l'angolo e il segnale di tracciamento.
Requisiti sugli anelli collettori per sistemi di antenne
Tasso di errore bit
Quando si trasmettono vari tipi di segnali, il sistema di antenna richiede che l'anello collettore abbia un tasso di errore di bit molto piccolo. Ad esempio, quando utilizziamo standard di trasmissione televisiva digitale come DVB-T, il tasso di errore di bit del collettore rotante dovrebbe essere stabile al di sotto di 1×10⁻⁶. In questo modo, anche se il sistema di antenna funziona ininterrottamente per un lungo periodo, l'immagine televisiva può essere mantenuta chiara e stabile.
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Attenuazione del segnale
Nella trasmissione di segnali ad alta frequenza, come la banda C (4GHz - 8GHz) e la banda Ku (12GHz - 18GHz) comunemente utilizzate nelle comunicazioni satellitari, la perdita di inserzione dell'anello collettore nel segnale dovrebbe essere controllato entro 0.5dB. Questo può trasmettere senza perdite il debole segnale satellitare ricevuto dall'antenna alle successive apparecchiature di elaborazione del segnale.
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Abilità anti-interferenza
Negli ambienti urbani sono presenti numerosi dispositivi elettronici e sorgenti di segnali wireless. L'anello collettore dovrebbe proteggere i segnali elettromagnetici ridondanti con un'efficienza superiore a 60 dB, che può ridurre significativamente l'intensità dei segnali esterni. Pertanto, può trasmettere stabilmente segnali di comunicazione tra stazioni base e terminali mobili.
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Adattabilità alla temperatura
I sistemi di antenne possono essere installati in una varietà di ambienti, dalle fredde regioni polari alle calde aree desertiche. Gli anelli collettori dovrebbero funzionare normalmente nell'intervallo compreso tra almeno -40 gradi e 70 gradi. Ciò si ottiene utilizzando metalli più resistenti alla temperatura, migliorando le strutture di tenuta e ottimizzando i progetti di dissipazione del calore.
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Impermeabile e antipolvere
Per i sistemi di antenna installati all'aperto, l'anello collettore deve avere un livello di protezione IP67 o superiore. In questo caso, in caso di forti piogge, l'anello collettore può impedire completamente alla pioggia di invadere il circuito interno e prevenire uno scarso contatto elettrico causato dall'erosione del vapore acqueo.
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Prestazioni di rotazione
In alcuni sistemi di antenne per il tracciamento satellitare, l'anello collettore deve supportare la rotazione dell'antenna di 360 gradi continui a una velocità compresa tra 10 e 60 giri al minuto per facilitare il tracciamento dei satelliti. Durante il processo di rotazione, la coppia di attrito deve essere controllata al di sotto di 0,05 N·m in modo che la rotazione dell'antenna possa rimanere flessibile e regolare.
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Resistenza agli urti
A volte è necessario installare sistemi di antenne su operatori di telefonia mobile, come veicoli e navi. L'anello collettore deve essere in grado di resistere a un certo grado di vibrazioni e urti ed essere testato secondo lo standard militare MIL-STD-810G per resistere a shock di accelerazione da 5 g a 20 g senza danneggiare la struttura interna e i collegamenti elettrici.
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Protocollo di comunicazione
Il collettore rotante deve essere compatibile con vari protocolli di comunicazione utilizzati dal sistema dell'antenna, inclusi TCP/IP, RS-485, bus CAN, ecc. Prendendo come esempio il bus CAN, dovrebbe avere una velocità di trasmissione di 1 Mbps per trasmettere istruzioni di comunicazione e controllo in tempo reale tra i componenti interni del sistema di antenna.
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