アンテナ用スリップリング
アンテナは、伝送線路を伝播する誘導波を、境界のない媒体 (通常は自由空間) を伝播する電磁波に、またはその逆に変換するコンバータです。受信アンテナの観点から見ると、宇宙からの電磁波を電気信号に変換し、受信装置 (ラジオ、テレビ、レーダーなど) に送信します。送信アンテナから見ると、送信機器（無線局、通信基地局など）が発生した電気信号を電磁波に変換し、空間に放射します。
多くのアプリケーション シナリオでは、フルレンジの信号受信または送信を実現するために、アンテナを継続的に回転させる必要があります。アンテナに接続する伝送線を直接固定すると、回転中に絡まったり、破損したりする可能性があります。スリップ リングにより、アンテナが回転するときに伝送線路が継続的な電気接続を維持できるようになり、多自由度の動きに適応して機器への損傷を回避できます。
アンテナ システムにおけるスリップ リングの具体的な役割
電力を送信する
スリップ リングは、アンテナの駆動モーターと信号増幅器に電力を供給します。衛星通信アンテナでは、地上電力システムから継続的に回転するアンテナ構造に電力を伝送し、アンテナを駆動して衛星信号を追跡します。
信号の送信
スリップ リングは、RF 信号や制御信号など、複数の種類の信号の送信に関与する場合があります。車載用移動通信アンテナシステムでは、アンテナで受信した衛星信号を車内の通信装置に送信します。また、制御信号をアンテナに送信して、角度と追跡信号を調整します。
アンテナ システムのスリップ リングに関する要件
ビットエラー率
さまざまなタイプの信号を送信する場合、アンテナ システムではスリップ リングのビット誤り率が非常に小さいことが必要です。たとえば、DVB-T などのデジタル TV 伝送規格を使用する場合、スリップ リングのビット誤り率は 1×10⁻⁶ 未満で安定している必要があります。このようにして、アンテナシステムが長時間連続して動作しても、テレビの画像は鮮明で安定した状態に保たれます。
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信号の減衰
衛星通信で一般的に使用される C バンド (4GHz - 8 GHz) や Ku バンド (12GHz - 18 GHz) などの高周波信号伝送では、信号に対するスリップ リングの挿入損失は次のとおりです。 0.5dB以内に制御する必要があります。これにより、アンテナで受信した微弱な衛星信号をロスなく後段の信号処理装置に伝送することができます。
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耐干渉能力
都市環境には多数の電子機器と無線信号源が存在します。スリップ リングは、外部信号の強度を大幅に低下させる可能性がある 60dB 以上の効率で冗長電磁信号をシールドする必要があります。したがって、基地局と移動端末との間で通信信号を安定して伝送することができる。
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温度適応性
アンテナ システムは、寒い極地から暑い砂漠地帯まで、さまざまな環境に設置できます。スリップ リングは、少なくとも -40 度から 70 度の範囲で正常に機能する必要があります。これは、より耐熱性の高い金属を使用し、密閉構造を強化し、放熱設計を最適化することによって実現されます。
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防水・防塵
屋外に設置されたアンテナ システムの場合、スリップ リングは IP67 以上の保護レベルを備えている必要があります。この場合、大雨に遭遇した場合、スリップリングは内部回路への雨の侵入を完全に防ぎ、水蒸気の浸食による電気的接触不良を防ぐことができます。
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回転性能
一部の衛星追跡アンテナ システムでは、衛星を追跡しやすくするために、スリップ リングが毎分 10 ～ 60 回転の速度で 360 度連続的に回転するようにアンテナをサポートする必要があります。アンテナの回転が柔軟でスムーズな状態を維持できるように、回転プロセス中の摩擦トルクは 0.05N・m 以下に制御する必要があります。
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耐衝撃性
アンテナ システムは、車両や船舶などの移動体通信事業者に設置する必要がある場合があります。スリップ リングはある程度の振動と衝撃に耐えることができ、MIL-STD-810G 軍事規格に従ってテストされ、内部構造や電気接続に損傷を与えることなく 5g ～ 20g の加速度衝撃に耐えることができます。
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通信プロトコル
スリップ リングは、TCP/IP、RS-485、CAN バスなど、アンテナ システムで使用されるさまざまな通信プロトコルと互換性がある必要があります。CAN バスを例に挙げると、送信するには 1Mbps の伝送速度が必要です。アンテナ システムの内部コンポーネント間のリアルタイム通信と制御命令。
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