Двухзеркальная антенна

Двухзеркальная антенна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОт СКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2403.72 (21) 1762349/v9 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

Н 01 Ц 15/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300781, Бюллетень 49 28 (53) УДК 621 396 .677.833(088.8) Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения

Ю.A.Eðóõèìîâè÷, О.А.Литинский и Е. W.Ìàì÷èö (71) Заявитель с (54) ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в линиях связи на СВЧ.

Известны двухзеркальные антенны, получившие название АДЭ-антенны, с эллиптической образующей вспомогательного зеркала. Образующей поверхностью основного зеркала является парабола со смещенной параллельно оси симметрии фокальной осью. В силу осевой симметрии фокусы парабол в каждом центральном сечении образуют в пространстве фокальное кольцо.

Такие антенны обладают по сравнению с двухзеркальными антеннами !5 иного типа, например Кассегрена или

Грегори, лучшими параметрами. В частности, они имеют больший КИП (коэффициент использования поверхности), в них практически отсутст- 20 вует реакция облучателя на переотраженное зеркалами поле и т.п.

Наиболее близким аналогом изобретения, т.е. его прототипом, следует считать двухзеркальную антенну, содержащую большое зеркало с параболйческой образующей, фокальная ось которого смещена параллельно оси симметрии, и малое зеркало с эллиптической образующей, один фокус ко- . 30 торой совмещен с фаэовым центром излучателя, а второй смещен относительно оси симметрии. Однако и эта антенна имеет КИП 0,65.

Целью изобретения является увеличение КИПа двухзеркальной антенны со смещенной фокальной осью. Эта цель достигается тем, что острие малого, т.е. вспомогательного зеркала и смещенные фокальные точки обоих зеркал располагаются на одной прямой, а фокальный диаметр малого зеркала (Dz) выбирается на

3-7В больше фокального диаметра большого зеркала (Dq ), т.е ° отношение фокальных диаметров13 0лежит в э и пределах 1, 03-1, 07.

На фиг.1 приведена конструктивная схема антенны; на фиг.2 показан ход лучей в антенне при различных положениях облучающей системы.

Антенна состоит иэ основного зеркала 1, имеющего параболическую образующую 2 с фокусом в точке О, фокусным расстоянием и фокальной осью ВО, параллельной оси симметрии антенны. Фокусы О образуют фокальное кольцо диаметром 3н. Вспомогательное зеркало 3 имеет эллиптическую образующую 4 с фокусами в точ588863 ках А и 0, которые соответствуют фазовому центру A облучателя и фокальному кольцу диаметра Ээ малого зеркала, причем 2Э)D>. Облучатель антенны имеет возможность перемещения вдоль оси симметрии.

Рупорный облучатель излучает сферическую волну с фазовым центром в точке A. Эта волна отражается от поверхности 4, проходит через второй фокус О и преобразуется в тороидально-.сферическую волну с фокальным коль- 10 цомдиаметра D .Эта волна падает на зеркало 2 и направляется к раскрыву.

Так как смещение центров 004 невелико, несинфазностью этой волны в раскрыве можно пренебречь и считать 15 ее синфазной. Распределение амплитуды по раскрыву при этом меняется значительно и таким образом, что вблизи фокальных линий она снижается, к периферии возрастает в зави- - Zg симости от разности фокальных диаметровЭ -D>. Эту разность, в частности, можно выбрать такой, что КИП максимально приблизится к единице.

Для того, чтобы проследить характер изменения распределения амплитуд в раскрывах антенн на фиг.2 лучи в АДЭ обозначены тонкими прерывистыми линиями со стрелками, а в предложенной антенне — .тонкими сплошными линиями. Рассматриваются ЗО лучи„ выходящие от источника A под одним и тем же углом, т.е. несущие в диаграмме направленности излучателя одну и ту же плотность энергии. Лучи, исходящие от источ- 35 ника под одним и тем же углом, пронумерованы одинаково, при этом, в отличие от лучей в антенне, лучи в прототипе имеют знак "штрих".

Как видно из фиг.2а, в предложен- 4П ной антенне лучи смещаются на периферию по сравнению с соответствующими лучами в прототипе. Это смещение неравномерно: оно максимально вблизи фокальных линий, меньше в середине зеркала и отсутствует .вблизи его краев.;. При этом относительная плотность энергии в плоскости раскрыва возрастает в направлении от центра раскрыва к его краям. Характер возрастания О определяется величиной разности фок аль ных диаметров 2 g — D .

При смещении облучателя как единого целого вдоль оси симметрии . характер распределения поля в раскрыве меняется, причем в больших пределах и несколько по иному закону, чем при нейтральном положении, когда точки О, 04 и край зеркала находятся на одной линии. Эта осо- 46 бенность работы антенны иллюстируется на фиг.2б и в. На фиг.2б показан случай, когда облучатель смещен влево от нейтрального положения. Про- слеживая ход лучей в антенне и положение проекций точек отражения на плоскость раскрыва относительно тех же лучей в прототипе, замечаем, что в этом случае относительная плотность энергии на периферии раскрыва уменьшается, где-то вблизи середины остается без изменения, а вблизи центрального круга — возрастает.

Если же облучатель смещается вправо от нейтрального положения (фиг.2в), то плотность энергии вдоль раскрыва возрастает так же, как и для нейтрального положения — в направлении от центра раскрыва к его краям, но только более интенсивно.

Таким образом, перемещение облучателя как единого целого вдоль оси симметрии дает фактически дополнительную степень свободы для коррекции распределения в плоскости раскрыва антенны. Для каждой частоты в рабочем диапазоне антенны может быть найдено свое оптимальное положение облучателя, при котором

КИП оказывается максимальным.

Как показал эксперимент, при т> -ви отношении - -„ — Ф0,015 величина

КИП в предложенной антенне возросла до значений 0,78 0,02. Эта величина превышает максимально достигнутые значения КИП, полученные на специально выполненных высокоточных моделях антенн с оптимально измененными профилями зеркал, ðàñсчитанными на значение апертурного

КИП=". Эксперимент показал также, что полезно осуществить! некоторое малое (порядка 0,01 диаметра вспомогательного зеркала) смещение в сторону от оси симметрии и первого фокуса эллиптической образующей, так как реально у облучателя существует не точечный фазовый центр, а несколько размытое фокальное пятно

Формула изобретения

Двухзеркальная антенна, содержащая большое зеркало с параболической образующей, фокальная ось которого смещена параллельно оси симметрии,и малое зеркало с эллиптической образующей, один фокус которой совмещен с фазовым центром излучателя, а второй смещен относительно оси симметрии, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения коэффициента использования поверхности антенны, острие малого зеркала и смещенные фокальные точки обоих зеркал лежат на одной прямой, а отношение фокальных диаметров малого и большого зеркал, соответственно, выбрано.в пределах

1,03-1,07.

588863 г г

Составитель Г.Черенков

Техред A. Бабинец Корректор М.Пожо

Редактор Г.Трусова

Заказ

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

5776/40 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5