Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope

Descripción del Articulo

Radioteleskope sind verschiedenartigen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dadurch hervorgerufene Verformungen der Reflektoroberfläche verändern deren geometrischen Eigenschaften und können die ursprüngliche Position und Form des Brennpunkts verändern. Eine Abweichung dieses Brennpunkt von der Lage der Pri...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Böhme, Martin
Formato: tesis de maestría
Fecha de Publicación:2015
Institución:Pontificia Universidad Católica del Perú
Repositorio:PUCP-Institucional
Lenguaje:inglés
OAI Identifier:oai:repositorio.pucp.edu.pe:20.500.14657/173425
Enlace del recurso:http://hdl.handle.net/20.500.12404/17640
Nivel de acceso:acceso abierto
Materia:Radiotelescopios--Diseño y construcción
Radiotelescopios--Sistemas de control
Antenas (Electrónica)
https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00
id RPUC_f1f87b1c4765b0a4801f9cc3d732e208
oai_identifier_str oai:repositorio.pucp.edu.pe:20.500.14657/173425
network_acronym_str RPUC
network_name_str PUCP-Institucional
repository_id_str 2905
dc.title.es_ES.fl_str_mv Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
title Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
spellingShingle Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
Böhme, Martin
Radiotelescopios--Diseño y construcción
Radiotelescopios--Sistemas de control
Antenas (Electrónica)
https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00
title_short Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
title_full Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
title_fullStr Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
title_full_unstemmed Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
title_sort Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
author Böhme, Martin
author_facet Böhme, Martin
author_role author
dc.contributor.advisor.fl_str_mv Ströhla, Tom
Heraud Pérez, Jorge Arturo
dc.contributor.author.fl_str_mv Böhme, Martin
dc.subject.es_ES.fl_str_mv Radiotelescopios--Diseño y construcción
Radiotelescopios--Sistemas de control
Antenas (Electrónica)
topic Radiotelescopios--Diseño y construcción
Radiotelescopios--Sistemas de control
Antenas (Electrónica)
https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00
dc.subject.ocde.es_ES.fl_str_mv https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00
description Radioteleskope sind verschiedenartigen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dadurch hervorgerufene Verformungen der Reflektoroberfläche verändern deren geometrischen Eigenschaften und können die ursprüngliche Position und Form des Brennpunkts verändern. Eine Abweichung dieses Brennpunkt von der Lage der Primärantenne beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Teleskops. Die vorliegende Arbeit zeigt eine Methode zur theoretischen Abschätzung der Verformung durch das Eigengewicht des Reflektors des INRAS RT–20. Jene nach der Idee des homologen Designs von Hoerners konstruierten Teleskopen weisen eine Stützstruktur auf, die die Reflektorfläche unabhängig vom Elevationswinkel in einer der ursprünglichen Form ähnlichen Gestalt halten. Somit kann die Verformung durch das Nachführen der Primärantenne ausgeglichen werden. Grundlage der Untersuchung ist ein vorhandenes Strukturmodell des RT–20–Teleskops. Zusammen mit den zugehörigen Geometriedaten und Materialparameten wird ein Finite-Element-Modell erstellt. Für dieses wird ein Belastungsfall mit dem Eigengewicht für verschiedene Elevationswinkel simuliert. Um die deformierte Reflektorfläche mathematisch zubeschreiben und den passenden Brennpunkt zu bestimmen wird eine parametrisierte Form eines Best-Fit-Paraboloids erörtert. Für die Ermittlung der Parameter werden drei Optimierungsalgorithmen in Matlab ausgeführt und miteinander verglichen. Daraus wird die Verschiebung des Brennpunkts (Defokussierung) ermittelt und der Bedarf einer Korrekturbewegung für die Primärantenne abgeschätzt. In einem Entwurfsprozess werden nach den Ideen der VDI2221–Norm technische Prinzipe für ein Aktuierungssystem entwickelt und bezüglich ausgewählter Kriterien gegeneinander abgewogen. Als Resultat dieses Bewertungsprozesses wird eines der Prinzipe erwählt und spezifiziert. Für die spätere Umsetzung werden Komponenten vorgeschlagen, Bauteile vorbereitend konstruiert und in einer CAD–Software zu einer funktionierenden Baugruppe zusammengefügt.
publishDate 2015
dc.date.created.none.fl_str_mv 2015
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2020-12-04T19:03:57Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2020-12-04T19:03:57Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2020-12-04
dc.type.es_ES.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.other.none.fl_str_mv Tesis de maestría
format masterThesis
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/20.500.12404/17640
url http://hdl.handle.net/20.500.12404/17640
dc.language.iso.es_ES.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.es_ES.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri.*.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/pe/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/pe/
dc.publisher.es_ES.fl_str_mv Pontificia Universidad Católica del Perú
dc.publisher.country.es_ES.fl_str_mv PE
dc.source.none.fl_str_mv reponame:PUCP-Institucional
instname:Pontificia Universidad Católica del Perú
instacron:PUCP
instname_str Pontificia Universidad Católica del Perú
instacron_str PUCP
institution PUCP
reponame_str PUCP-Institucional
collection PUCP-Institucional
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional de la PUCP
repository.mail.fl_str_mv repositorio@pucp.pe
_version_ 1835638907930148864
spelling Ströhla, TomHeraud Pérez, Jorge ArturoBöhme, Martin2020-12-04T19:03:57Z2020-12-04T19:03:57Z20152020-12-04http://hdl.handle.net/20.500.12404/17640Radioteleskope sind verschiedenartigen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dadurch hervorgerufene Verformungen der Reflektoroberfläche verändern deren geometrischen Eigenschaften und können die ursprüngliche Position und Form des Brennpunkts verändern. Eine Abweichung dieses Brennpunkt von der Lage der Primärantenne beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Teleskops. Die vorliegende Arbeit zeigt eine Methode zur theoretischen Abschätzung der Verformung durch das Eigengewicht des Reflektors des INRAS RT–20. Jene nach der Idee des homologen Designs von Hoerners konstruierten Teleskopen weisen eine Stützstruktur auf, die die Reflektorfläche unabhängig vom Elevationswinkel in einer der ursprünglichen Form ähnlichen Gestalt halten. Somit kann die Verformung durch das Nachführen der Primärantenne ausgeglichen werden. Grundlage der Untersuchung ist ein vorhandenes Strukturmodell des RT–20–Teleskops. Zusammen mit den zugehörigen Geometriedaten und Materialparameten wird ein Finite-Element-Modell erstellt. Für dieses wird ein Belastungsfall mit dem Eigengewicht für verschiedene Elevationswinkel simuliert. Um die deformierte Reflektorfläche mathematisch zubeschreiben und den passenden Brennpunkt zu bestimmen wird eine parametrisierte Form eines Best-Fit-Paraboloids erörtert. Für die Ermittlung der Parameter werden drei Optimierungsalgorithmen in Matlab ausgeführt und miteinander verglichen. Daraus wird die Verschiebung des Brennpunkts (Defokussierung) ermittelt und der Bedarf einer Korrekturbewegung für die Primärantenne abgeschätzt. In einem Entwurfsprozess werden nach den Ideen der VDI2221–Norm technische Prinzipe für ein Aktuierungssystem entwickelt und bezüglich ausgewählter Kriterien gegeneinander abgewogen. Als Resultat dieses Bewertungsprozesses wird eines der Prinzipe erwählt und spezifiziert. Für die spätere Umsetzung werden Komponenten vorgeschlagen, Bauteile vorbereitend konstruiert und in einer CAD–Software zu einer funktionierenden Baugruppe zusammengefügt.Radio telescopes are exposed to various environmental conditions. These can produce deformations of the reflector surface that will have impact on its paraboloidal characteristics determining the position and shape of the focal point. A misalignment between the reflector focal point and the radiation–receiving primary antenna influences the performance of the telescope. The actual work presents a method to estimate theoretically the dead–weight induced deformation of the reflector surface for the INRAS PUCP RT–20 radio telescope. Such homologous designed telescopes consist of a backing structure supporting the reflector surface to retain a shape familiar to the original one and independent of the elevation angle. So it is possible to compensate the deformation by the adjustment of the primary antenna. The analysis of the deformation is done for an existing structural model of the RT–20. This model is meshed with the corresponding geometrical and material properties. In a finite–element software the load situation due to the telescope’s dead weight is simulated for different elevation angles. To describe the deformed reflector surface in a mathematical way an expression for a parametrized best-fitting paraboloid is derived. To determine the fit-parameters for the discrete point set, three optimization algorithms are executed in Matlab and their results compared. Based on this, the need of a re-alignment of the primary antenna is demonstrated. Thereupon a design process for an actuation system intended for the corrective movement is performed, following the ideas of the VDI2221–norm. Several mechanical concepts are presented and evaluated in relation to their suitability for the main needs. Based on this assessment, a parallel–kinematic mechanism is chosen as the most convenient concept. This is examined in more detail, including a deviation for the inverse kinematics. For this concept, a preliminary selection of specific components is done and assembled in a CAD–prototype.TesisengPontificia Universidad Católica del PerúPEinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/pe/Radiotelescopios--Diseño y construcciónRadiotelescopios--Sistemas de controlAntenas (Electrónica)https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescopeinfo:eu-repo/semantics/masterThesisTesis de maestríareponame:PUCP-Institucionalinstname:Pontificia Universidad Católica del Perúinstacron:PUCPMaestro en Ingeniería MecatrónicaMaestríaPontificia Universidad Católica del Perú. Escuela de PosgradoIngeniería Mecatrónica07833101https://orcid.org/0000-0002-2863-7543CH1HPC8WZ713167Elias Giordano, Dante AngelHeraud Perez, Jorge ArturoJiménez De Cisneros Fonfría, Juan Josehttps://purl.org/pe-repo/renati/level#maestrohttp://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis20.500.14657/173425oai:repositorio.pucp.edu.pe:20.500.14657/1734252024-06-10 09:39:49.98http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/pe/info:eu-repo/semantics/openAccessmetadata.onlyhttps://repositorio.pucp.edu.peRepositorio Institucional de la PUCPrepositorio@pucp.pe
score 13.888046
Nota importante:
La información contenida en este registro es de entera responsabilidad de la institución que gestiona el repositorio institucional donde esta contenido este documento o set de datos. El CONCYTEC no se hace responsable por los contenidos (publicaciones y/o datos) accesibles a través del Repositorio Nacional Digital de Ciencia, Tecnología e Innovación de Acceso Abierto (ALICIA).