RU2664753C1 - Multi-focus offset mirror antenna - Google Patents
Multi-focus offset mirror antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664753C1 RU2664753C1 RU2017142645A RU2017142645A RU2664753C1 RU 2664753 C1 RU2664753 C1 RU 2664753C1 RU 2017142645 A RU2017142645 A RU 2017142645A RU 2017142645 A RU2017142645 A RU 2017142645A RU 2664753 C1 RU2664753 C1 RU 2664753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- irradiators
- layers
- layer
- reflector
- antenna
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи через искусственные спутники Земли (ИСЗ) на геостационарной орбите (ГСО) в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн.The invention is intended for use in the composition of radio engineering devices for television, broadcasting and radio communications through artificial Earth satellites (AES) in geostationary orbit (GSO) in the decimeter, centimeter and millimeter wave ranges.
Известны [1] зеркальные антенны, состоящие из зеркала (рефлектора) в виде проводящей поверхности, имеющей форму осесимметричной либо несимметричной вырезки из параболоида вращения, и облучателя в виде слабонаправленной антенны в фокусе параболоида вращения. Диапазонные свойства такой антенны определяются облучателем. Для приема/передачи радиоволн одновременно в нескольких диапазонах частот используются многодиапазонные облучатели с устройствами разделения диапазонов частот [2], обладающие большими размерами и невысоким коэффициентом полезного действия.Mirror antennas are known [1], consisting of a mirror (reflector) in the form of a conductive surface having the form of an axisymmetric or asymmetric notch from a rotation paraboloid, and an irradiator in the form of a weakly directed antenna at the focus of a rotation paraboloid. The range properties of such an antenna are determined by the irradiator. To receive / transmit radio waves simultaneously in several frequency ranges, multi-band irradiators with frequency range separation devices [2] are used, which are large in size and have a low efficiency.
Известны гибридные зеркальные антенны [1], состоящие из рефлектора и системы (кластера) облучателей, и зеркальные антенны с дополнительными облучателями [3], в которых помимо основного облучателя, расположенного в фокусе зеркала, имеются дополнительные облучатели, смещенные относительно фокуса. Такое смещение облучателей, как известно [1], приводит к появлению фазовых ошибок в раскрыве антенны: искажению ее диаграммы направленности, увеличению уровня боковых лепестков, снижению коэффициента усиления.Hybrid mirror antennas [1] are known, consisting of a reflector and a system (cluster) of irradiators, and mirror antennas with additional irradiators [3], in which, in addition to the main irradiator located at the focus of the mirror, there are additional irradiators offset from the focus. Such a shift of the irradiators, as is known [1], leads to the appearance of phase errors in the aperture of the antenna: a distortion of its radiation pattern, an increase in the level of side lobes, and a decrease in the gain.
Известны совмещенные конструкции зеркальных антенн [2], содержащие основное зеркало (рефлектор), два и более облучателей, работающих в различающихся диапазонах частот, и один и более вспомогательных зеркал (контррефлекторов) в виде частотно-селективных поверхностей, которые без потерь пропускают радиоволны на одних частотах и практически полностью отражают на других. На одной частоте такие антенны работают по схеме с одним рефлектором, на других частотах - по схеме с рефлектором и контррефлектором. Наличие контррефлекторов в таких антеннах существенно увеличивает их общий размер.Known combined designs of mirror antennas [2], containing the main mirror (reflector), two or more irradiators operating in different frequency ranges, and one or more auxiliary mirrors (counterreflectors) in the form of frequency-selective surfaces that transmit radio waves without loss to one frequencies and almost completely reflect on others. At one frequency, such antennas work according to a scheme with one reflector, at other frequencies - according to a scheme with a reflector and counter-reflector. The presence of counterreflectors in such antennas significantly increases their overall size.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение потерь в антенне за счет исключения устройства разделения диапазонов частот при сохранении характеристик направленности.The technical result of the invention is to reduce losses in the antenna by eliminating the device for the separation of frequency ranges while maintaining the directivity.
Для этого предлагается многофокусная офсетная зеркальная антенна. Она состоит из системы облучателей, работающих в различающихся диапазонах частот, и зеркала (рефлектора). При этом сам рефлектор состоит из нескольких слоев в виде несимметричных вырезок из параболоидов вращения, вершины и фокальные оси которых совпадают, но фокусные расстояния параболоидов различны и в фокусе каждого слоя расположен фазовый центр одного из облучателей системы. Слой с наибольшим фокусным расстоянием является хорошо проводящей поверхностью, остальные слои являются частотно-селективными поверхностями, которые с минимальными потерями пропускают электромагнитные волны для слоев с большим фокусным расстоянием и отражают электромагнитные волны других диапазонов.For this, a multi-focus offset SLR antenna is offered. It consists of a system of irradiators operating in different frequency ranges, and a mirror (reflector). In this case, the reflector itself consists of several layers in the form of asymmetric notches from rotation paraboloids, the vertices and focal axes of which coincide, but the focal lengths of the paraboloids are different and the phase center of one of the system irradiators is located at the focus of each layer. The layer with the largest focal length is a well-conducting surface, the remaining layers are frequency-selective surfaces that pass electromagnetic waves with minimal losses for layers with a large focal length and reflect electromagnetic waves of other ranges.
Изобретение поясняется чертежом фиг. 1, на котором изображено сечение многофокусной офсетной зеркальной антенны с тремя слоями плоскостью, содержащей фокальную ось параболоидов.The invention is illustrated by the drawing of FIG. 1, which shows a cross section of a multifocal offset mirror antenna with three layers of a plane containing the focal axis of the paraboloids.
Многофокусная офсетная зеркальная антенна (фиг. 1) содержит систему облучателей 1, 2 и 3, расположенных на общей фокальной оси 4 параболоидов вращения с общей вершиной 5, а также рефлектор, состоящий из слоев 6, 7 и 8. Фазовые центры облучателей, работающих на различающихся частотах, совмещены с фокусами параболоидов, которые находятся на различных фокусных расстояниях относительно вершины 5. Поверхности слоев рефлектора 6, 7 и 8 являются несимметричными вырезками из соответствующих параболоидов вращения. При этом слой рефлектора 6, соответствующий параболоиду с наибольшим фокусным расстоянием, выполнен из проводящего материала. Слой рефлектора 7 выполнен из частотно-селективных материалов, которые с минимальными потерями пропускают электромагнитные волны с частотой облучателя 1, установленного в фокусе слоя 6, и практически полностью отражают электромагнитные волны остальных облучателей. Слой рефлектора 8, соответствующий параболоиду с наименьшим фокусным расстоянием, выполнен из частотно-селективного материала, который с минимальными потерями пропускает электромагнитные волны с частотой всех облучателей, кроме облучателя 3, установленного в фокусе слоя 8, и отражает электромагнитные волны облучателя 3.The multifocal offset mirror antenna (Fig. 1) contains a system of
Принцип работы многофокусной офсетной зеркальной антенны в приближении геометрической оптики иллюстрируется лучами 9, 10 и 11. В силу описанных выше свойств слоев рефлектора лучи 9, исходящие из облучателя 1, практически без затухания и искривления пройдут через слои 8, 7 и после этого отразятся от слоя 6. Поскольку фазовый центр облучателя 2 совмещен с фокусом параболоида, описывающего поверхность слоя 6, то после отражения луч 9 окажется параллелен фокальной оси 4. Лучи 10, исходящие из облучателя 2, фазовый центр которого совмещен с фокусом параболоида, описывающего поверхность слоя 7, практически без затухания и искривления пройдут через слой 8 и, отразившись от слоя 7, окажутся параллельным фокальной оси 4. Лучи 11, исходящие из облучателя 3, фазовый центр которого совмещен с фокусом параболоида, описывающего поверхность слоя 8, отразятся от этого слоя и также станут параллелен фокальной оси 4. Отраженные рефлекторами 6, 7, и 8 лучи формируют остронаправленное излучение антенны в каждом из диапазонов частот.The principle of operation of a multifocus offset mirror antenna in the approximation of geometric optics is illustrated by
Таким образом, относительно каждого из облучателей (и, соответственно, каждой рабочей частоты) многофокусная зеркальная офсетная антенна работает аналогично известной офсетной зеркальной антенне. При этом, так как каждый облучатель расположен в фокусе соответствующего параболоида, фазовых ошибок в раскрыве зеркала и соответствующего им ухудшения направленных свойств антенны не возникнет.Thus, with respect to each of the irradiators (and, accordingly, each operating frequency), the multifocus mirror offset antenna works similarly to the well-known offset mirror antenna. Moreover, since each irradiator is located in the focus of the corresponding paraboloid, phase errors in the aperture of the mirror and the corresponding deterioration in the directional properties of the antenna will not occur.
Поскольку каждому диапазону частот в многофокусной офсетной зеркальной антенне соответствует отдельный облучатель, потребность в громоздком устройстве разделения диапазонов частот отпадает. Кроме того, появляется возможность использовать облучатели существенно различных, в том числе по питанию, типов.Since each frequency range in the multifocal offset mirror antenna corresponds to a separate feed, there is no need for a bulky frequency band separation device. In addition, it becomes possible to use irradiators of significantly different types, including nutrition.
Размеры многофокусной офсетной зеркальной антенны определяются параболоидом с наибольшим фокусным расстоянием и от числа слоев практически не зависят.The dimensions of the multifocal offset mirror antenna are determined by the paraboloid with the largest focal length and are practically independent of the number of layers.
Таким образом, в предложенной многофокусной офсетной зеркальной антенне за счет исключения устройства разделения диапазонов частот потери в антенне снижаются, а характеристики направленности сохраняются прежними.Thus, in the proposed multifocal offset mirror antenna due to the exclusion of the device for separating frequency ranges, the losses in the antenna are reduced, and the directivity characteristics are kept the same.
Источники информацииInformation sources
1. Сомов A.M., Кабетов Р.В. Проектирование антенно-фидерных устройств: Учебное пособие для вузов. / Под ред. профессора A.M. Сомова. - М.: Горячая линия-Телеком, 2015. - 500 с.: ил.1. Somov A.M., Kabetov R.V. Designing antenna-feeder devices: a Textbook for universities. / Ed. professors A.M. Somova. - M .: Hotline-Telecom, 2015 .-- 500 p .: ill.
2. Фролов О.П., Вальд В.П. Зеркальные антенны для земных станций спутниковой связи. - М.: Горячая линия-Телеком, 2008. - 496 с.: ил.2. Frolov O.P., Wald V.P. Mirror antennas for satellite earth stations. - M .: Hotline-Telecom, 2008 .-- 496 p.: Ill.
3. Многолучевая гибридная зеркальная антенна: Патент RU 2556466: МПК H01Q 05/00. / Сомов A.M.; Заявка RU 2013141948 от 13.09.2013 г.; опубл. 10.07.2015 г.3. Multipath hybrid mirror antenna: Patent RU 2556466: IPC H01Q 05/00. / Somov A.M .; Application RU 2013141948 dated 09/13/2013; publ. 07/10/2015
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142645A RU2664753C1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Multi-focus offset mirror antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142645A RU2664753C1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Multi-focus offset mirror antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2664753C1 true RU2664753C1 (en) | 2018-08-22 |
Family
ID=63286785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017142645A RU2664753C1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Multi-focus offset mirror antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664753C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828352A (en) * | 1971-08-09 | 1974-08-06 | Thomson Csf | Antenna system employing toroidal reflectors |
RU2173496C1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-09-10 | ВЕЙВФРОНТИЕР Ко., Лтд. | Mirror antenna |
RU2380802C1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-01-27 | Джи-хо Ан | Compact multibeam mirror antenna |
RU2446524C1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио | Multibeam double-reflector antenna for receiving signals from satellites on edge of visible geostationary orbit sector |
-
2017
- 2017-12-06 RU RU2017142645A patent/RU2664753C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828352A (en) * | 1971-08-09 | 1974-08-06 | Thomson Csf | Antenna system employing toroidal reflectors |
RU2173496C1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-09-10 | ВЕЙВФРОНТИЕР Ко., Лтд. | Mirror antenna |
RU2380802C1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-01-27 | Джи-хо Ан | Compact multibeam mirror antenna |
RU2446524C1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио | Multibeam double-reflector antenna for receiving signals from satellites on edge of visible geostationary orbit sector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW200826363A (en) | Antenna with shaped asymmetric main reflector and subreflector with asymmetric waveguide feed | |
KR860000332B1 (en) | A antenna | |
US9608335B2 (en) | Continuous phase delay antenna | |
EP3035444B1 (en) | Feed re-pointing technique for multiple shaped beams reflector antennas | |
RU2446524C1 (en) | Multibeam double-reflector antenna for receiving signals from satellites on edge of visible geostationary orbit sector | |
US4144535A (en) | Method and apparatus for substantially reducing cross polarized radiation in offset reflector antennas | |
Fonseca | Dual-band (Tx/Rx) multiple-beam reflector antenna using a frequency selective sub-reflector for Ka-band applications | |
WO1996017403A1 (en) | Reconfigurable, zoomable, turnable, elliptical-beam antenna | |
RU2664753C1 (en) | Multi-focus offset mirror antenna | |
RU2664792C1 (en) | Multi-beam combined non-axisymmetric mirror antenna | |
RU2556466C2 (en) | Multibeam hybrid mirror antenna | |
WO2018109837A1 (en) | Reflection mirror antenna device | |
RU2776723C1 (en) | Axisymmetric multiband multimirror antenna | |
RU2627284C1 (en) | Multibeam combined mirror antenna | |
RU2805126C1 (en) | Composite multi-beam two-mirror antenna | |
RU2673436C1 (en) | Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation | |
CN105006659A (en) | Assembly of two dual-reflector antennas and satellite comprising the same | |
RU2776722C1 (en) | Axisymmetric multi-band multi-beam multi-reflector antenna | |
RU2776725C1 (en) | Multibeam multiband multireflector antenna | |
RU2776724C1 (en) | Multibeam multiband multimirror antenna with axisymmetric counter-reflectors | |
RU2298863C2 (en) | Mirror-lens antenna | |
RU2664751C1 (en) | Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation | |
RU2598402C1 (en) | Onboard multibeam double-reflector antenna with shifted focal axis | |
RU2805200C1 (en) | Composite multi-beam mirror antenna | |
RU2798412C1 (en) | Axisymmetric dual band antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191207 |