Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Stabiliserad antennplattform för mobil satellitkommunikation
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2016 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Stabilized platform for Satcom on-the-move (English)
Abstract [en]

This report describes a master thesis project work in machine design. The work has been done at the consulting firm Svea Teknik with DataPath as the customer.

The subject of the project was to design a concept for a stabilized platform for a satellite antenna in an on-the-move application. The antenna that was to be implemented was a dual flat array antenna operating at the Ka frequency band. The platform should manage to operate both on roads and in terrain with shock loads up to 6g without exceeding 0.4° of pointing error and manage shock loads up to 30g without collapsing.

The overall function was divided into three modules, elevation-separation of the panels, a sliding mechanism for one of the panels and a rotation mechanism for the whole panel system. Concepts were generated for the three modules separately. After evaluating the concepts one concept for each module was selected for further development where components were dimensioned by defining some load cases. All the components were then created and assembled in a CAD model.

The result was an elevation-separation mechanism consisting of two EC motors with timing belts driving the elevation of the panels and an EC motor and a ball screw driving the separation of the panels. The sliding mechanism was guided by two linear guideways connected with a crossbar. The rotation was driven by an EC motor geared by a hypoid gear and a timing belt.

When analyzing the pointing error when the system is subjected to the highest accelerations and shock loads at the same time the pointing error was 0.295 in the elevation plane and 0.158 in the azimuth plane, which gives a total angular error of 0.335° when combining elevation and azimuth errors. The pointing errors are lower than the required maximum pointing error. Though this error is only due to deflection and flexibility in the components and delay due to slow starting acceleration, no reaction rates and accuracies of the motors and control system were considered since no study of the control system was done in this project. The final pointing error could therefore not be calculated.

The final concept does satisfy the most important requirements according to the defined load cases, though more studies need to be done to make sure the components are fast enough in combination with the control system.

Abstract [sv]

Denna rapport beskriver ett masterexamensarbete inom maskinkonstruktion. Arbetet har utförts på konsultfirman Svea Teknik med DataPath som kund.

Rapporten beskriver utvecklingen av ett koncept för en stabiliserande plattform till en satellitantenn för mobil applikation, i detta fall på en bil, för att kunna behålla satellitkontakten medan fordonet rör sig. Antennen som skulle appliceras var en tvådelad panelantenn som sänder inom Ka-frekvensbandet. Plattformen ska kunna användas både på vägar och i terräng med chocklaster upp till 6g, ha en maximal felpekning på 0,4°. Den ska även klara av chocklaster på upp till 30g utan att gå sönder.

Den övergripande funktionen delades upp i tre moduler, elevation-separation av antennpanelerna, en glidmekanism för en av panelerna samt rotation av hela panelsystemet. Koncept genererades för de tre modulerna separat. Efter att ha utvärderat koncepten valdes ett koncept från varje modul för vidare utveckling där komponenter dimensionerades utefter några definierade lastfall. Alla komponenter togs sedan fram och sattes ihop till en CAD-modell.

Resultatet blev en elevation-separationsmekanism bestående av två EC-motorer med kuggremsdrift som driver elevationen av panelerna och en EC-motor med kulskruv som driver separationen av panelerna. Glidmekanismen är lagrad med två linjärstyrningar sammankopplade med en tvärslå. Rotationsmekanismen drivs av en EC-motor med en hypoidväxel och en kuggremsdrift.

Felpekningen då systemet utsätts för högsta möjliga acceleration och chocklaster på en och samma gång var 0,295° i elevationsled och 0,158° i azimutled. Detta ger en total felpekning på 0,335° vilket är lägre än den maximala tillåtna felpekningen. Men den beräknade felpekningen tar bara utböjning och flexibilitet i komponenterna samt eftersläpning på grund av för långsam acceleration i beaktning och inte reaktionshastigheten och noggrannheten i motorer och kontrollsystem. Detta på grund av att kontrollsystemet inte har behandlats i detta projekt. Den slutgiltiga felpekningen kunde därför inte beräknas.

Slutkonceptet uppfyllde de viktigaste av kraven enligt de definierade lastfallen men fler och fördjupande studier behöver göras för att säkerställa att komponenterna är tillräckligt snabba i kombination med kontrollsystemet.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 95 p.
Series
, MMK 2016: 105 MKN 174
Keyword [en]
Satellite communication, SOTM, stabilized platform, flat array antenna
Keyword [sv]
Satellitkommunikation, SOTM, stabiliserad plattform, platt antenn
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-191496OAI: oai:DiVA.org:kth-191496DiVA: diva2:956878
External cooperation
Svea Teknik; DataPath
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-08-31 Created: 2016-08-31 Last updated: 2016-08-31Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4516 kB)5 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4516 kBChecksum SHA-512
ff4662d9e725bde71b9e28fa286f551431f954bbfbc7db126b3dc99f366bb3e849a920f4048700d2db5e6f72159a6e49fbc4cda7f84359019c52f97217662746
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 5 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 6 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link