Vòng trượt cho ăng-ten
Ăng-ten là bộ chuyển đổi có tác dụng chuyển đổi sóng dẫn hướng truyền trên đường truyền thành sóng điện từ truyền trong môi trường không giới hạn (thường là không gian trống) hoặc ngược lại. Ở góc độ ăng-ten thu, nó chuyển đổi sóng điện từ từ không gian thành tín hiệu điện và truyền chúng đến thiết bị thu (như radio, tivi, radar, v.v.). Từ góc độ ăng-ten phát, nó chuyển đổi các tín hiệu điện do thiết bị phát tạo ra (như đài vô tuyến, trạm gốc liên lạc, v.v.) thành sóng điện từ và tỏa chúng vào không gian.
Trong nhiều tình huống ứng dụng, ăng-ten cần phải quay liên tục để đạt được khả năng thu hoặc truyền tín hiệu toàn dải. Nếu đường truyền kết nối ăng-ten được cố định trực tiếp sẽ bị vướng víu, thậm chí bị hỏng trong quá trình quay. Vòng trượt cho phép đường truyền duy trì kết nối điện liên tục khi ăng-ten quay và có thể thích ứng với chuyển động nhiều bậc tự do để tránh làm hỏng thiết bị.
Vai trò cụ thể của vòng trượt trong hệ thống ăng-ten
Truyền tải điện
Vòng trượt cung cấp năng lượng cho động cơ truyền động và bộ khuếch đại tín hiệu của ăng-ten. Trong ăng-ten truyền thông vệ tinh, nó truyền năng lượng từ hệ thống điện mặt đất đến cấu trúc ăng-ten quay liên tục, điều khiển ăng-ten theo dõi tín hiệu vệ tinh.
Truyền tín hiệu
Vòng trượt có thể tham gia vào việc truyền nhiều loại tín hiệu, bao gồm tín hiệu RF và tín hiệu điều khiển. Trong hệ thống ăng-ten liên lạc di động gắn trên xe, nó truyền tín hiệu vệ tinh mà ăng-ten nhận được đến thiết bị liên lạc trên xe. Nó cũng truyền tín hiệu điều khiển tới ăng-ten để điều chỉnh góc và tín hiệu theo dõi.
Yêu cầu về vòng trượt cho hệ thống ăng-ten
Tỷ lệ lỗi bit
Khi truyền các loại tín hiệu khác nhau, hệ thống ăng-ten yêu cầu vòng trượt phải có tỷ lệ lỗi bit rất nhỏ. Ví dụ: khi chúng ta sử dụng các tiêu chuẩn truyền truyền hình kỹ thuật số như DVB-T, tỷ lệ lỗi bit của vòng trượt phải ổn định dưới 1×10⁻⁶. Bằng cách này, ngay cả khi hệ thống ăng-ten của nó hoạt động liên tục trong thời gian dài, hình ảnh TV vẫn có thể được giữ rõ ràng và ổn định.
01
Suy giảm tín hiệu
Trong truyền tín hiệu tần số cao, chẳng hạn như băng tần C (4GHz - 8GHz) và băng tần Ku (12GHz - 18GHz) thường được sử dụng trong liên lạc vệ tinh, việc mất chèn vòng trượt đối với tín hiệu sẽ được kiểm soát trong phạm vi 0.5dB. Điều này có thể truyền tín hiệu vệ tinh yếu mà ăng-ten nhận được đến thiết bị xử lý tín hiệu tiếp theo mà không bị mất.
02
Khả năng chống nhiễu
Có một số lượng lớn các thiết bị điện tử và nguồn tín hiệu không dây trong môi trường đô thị. Vòng trượt sẽ che chắn các tín hiệu điện từ dư thừa có hiệu suất trên 60dB, điều này có thể làm giảm đáng kể cường độ tín hiệu bên ngoài. Do đó, nó có thể truyền tín hiệu liên lạc ổn định giữa các trạm gốc và thiết bị đầu cuối di động.
03
Khả năng thích ứng nhiệt độ
Hệ thống ăng-ten có thể được lắp đặt ở nhiều môi trường khác nhau, từ vùng cực lạnh đến vùng sa mạc nóng. Vòng trượt phải hoạt động bình thường trong phạm vi ít nhất là -40 độ đến 70 độ . Điều này đạt được bằng cách sử dụng nhiều kim loại chịu nhiệt hơn, tăng cường cấu trúc bịt kín và tối ưu hóa thiết kế tản nhiệt.
04
Chống nước và chống bụi
Đối với hệ thống ăng-ten lắp đặt ngoài trời, vòng trượt phải có cấp độ bảo vệ từ IP67 trở lên. Trong trường hợp này, khi gặp mưa lớn, vòng trượt có thể ngăn chặn hoàn toàn mưa xâm nhập vào mạch bên trong và ngăn chặn sự tiếp xúc điện kém do xói mòn hơi nước.
05
Hiệu suất quay
Trong một số hệ thống ăng-ten theo dõi vệ tinh, vòng trượt cần hỗ trợ ăng-ten quay 360 độ liên tục với tốc độ từ 10 đến 60 vòng/phút để giúp theo dõi vệ tinh. Trong quá trình quay, mômen ma sát của nó phải được kiểm soát dưới 0,05N·m để chuyển động quay của ăng-ten được duy trì linh hoạt và êm ái.
06
Chống sốc
Hệ thống ăng-ten đôi khi cần được lắp đặt trên các thiết bị di động, chẳng hạn như xe cộ và tàu thủy. Vòng trượt phải có khả năng chịu được độ rung và sốc nhất định, đồng thời được kiểm tra theo tiêu chuẩn quân sự MIL-STD-810G để chịu được những cú sốc khi gia tốc từ 5g đến 20g mà không làm hỏng cấu trúc bên trong và các kết nối điện.
07
Giao thức truyền thông
Vòng trượt phải tương thích với nhiều giao thức liên lạc khác nhau được hệ thống ăng-ten sử dụng, bao gồm TCP/IP, RS-485, CAN bus, v.v. Lấy CAN bus làm ví dụ, nó phải có tốc độ truyền là 1Mbps để truyền hướng dẫn liên lạc và điều khiển thời gian thực giữa các bộ phận bên trong của hệ thống ăng-ten.
08
