BG3032U1 - Параболична антена за сателитни комуникации с повишена селективност - Google Patents

Abstract

(57) Настоящият полезен модел се отнася до параболична антена за сателитни комуникации с повишена селективност, която ще намери приложение в областта на телекомуникациите и по ~ специално за приемане и предаване на радиовълни от мегахерцовия и гигахерцовия честотен обхват. Създадената параболична антена за сателитни комуникации с повишена селективност, включва параболичен рефлектор (1) и облъчвател (2), монтиран на носач (3). Параболичният рефлектор (1), получен от пресичането на елиптичен цилиндър с ротациqнен параболоид, е закрепен в единия си край към стойка (4), към която е монтиран и носача (3) с облъчвателя (2). Облъчвателят (2) е снабден с елиптичен отвор (8) с четвъртвълнов дросел (9), за максимално използване на апертурата на рефлектора (1). Облъчвателят (2) е разположен във фокуса на параболичния рефлектор (1).

Description

Област на техниката

Настоящият полезен модел се отнася до параболична антена за сателитни комуникации с повишена селективност, която ще намери приложение в областта на телекомуникациите и по-специално за приемане и предаване на радиовълни от мегахерцовия и гигахерцовия честотен обхват.

Предшестващо състояние на техниката

Параболичната антена е използвана от немския физик Хайнрих Херц при неговото откритие на радиовълните през 1887 г. Той е използвал цилиндрични параболични рефлектори с искрови диполни антени в техния фокус за предаване и приемане на радиовълни по време на своите експерименти.

Параболичната антена е антена, която използва параболичен рефлектор, представляващ извита повърхност с формата на парабола на напречното й сечение, за насочване на радиовълни. Основното предимство на параболичната антена е, че тя има висока насоченост. Антената функционира като „фенерче с рефлектор” за насочване на радиовълните в тесен лъч, или получаване на радио вълни от само една определена посока. Параболичните антени са едни от най-добрите антени с насочено действие.

Параболични антени се използват като антени за комуникация от точка до точка, за радиорелейни комуникации, безжични WAN / LAN комуникации за пренос на данни, сателитни комуникации и комуникационни антени на космически апарати. Те се използват и в радиотелескопите. Основно тяхно предимство е, че могат да се използват за широк честотен спектър.

Принципът на работа на параболичната антена е, че точков източник на радиовълни, поставен във фокусната точка в предната част на параболичен рефлектор от проводящ материал ще бъдат отразени и насочени във вълнов лъч по оста на рефлектора и обратно, при входяща вълна, успоредна на оста ще бъде насочена към фокусната точка синфазно.

Широко известни от практиката са параболични антени, чиято геометрия представлява сечение на ротационен параболоид с конуса на излъчване на ротационно симетричен антенен облъчвател. Основните елементи на тези антени са параболичен рефлектор, носач и облъчвател.

Масово използваните кръгови облъчватели имат недостатъка да ограничават селективността при дадени параметри на общия размер и тегло на рефлектора и на антената като цяло.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се създаде параболична антена за сателитни комуникации с повишена селективност, която да представлява антенно устройство с голямо усилване за приемане и предаване на електромагнитни сигнали от сателити, разположени на геостационарна орбита, работещи в честотния обхват 3-40 GHz.

Задачата е решена като е създадена параболична антена за сателитни комуникации с повишена селективност, включваща параболичен рефлектор и облъчвател, монтиран на носач. Съгласно полезния модел, параболичният рефлектор, получен от пресичането на елиптичен цилиндър с ротационен параболоид, е закрепен в единия си край към стойка, към която е монтиран и носача с облъчвателя. Облъчвателят е снабден с елиптичен отвор с четвъртвълнов дросел за максимално използване на апертурата на рефлектора. Облъчвателят е разположен във фокуса на параболичния рефлектор.

Предимство на създадената антена е нейната подобрена селективност, при запазване на останалите основни антенни параметри - коефициент на усилване, широколентовост, коефициент на използване на площта на отвора (апертурна ефективност). Освен това, създадената антена приема сигнал само от желания сателит и потиска сигналите от съседни сателити, с което подобрява съществено качеството на приетия сигнал.

Пояснение на приложените фигури

Настоящият полезен модел е илюстриран на приложените фигури, където: фигура 1 представлява поглед отстрани на антената, съгласно полезния модел;

фигура 2 - поглед отпред на антената, съгласно полезния модел; и

2294 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 12.1/17.12.2018 фигура 3 - елиптичен облъчвател, съгласно полезния модел.

Примери за изпълнение на полезния модел

Създадена е параболична антена за сателитни комуникации с повишена селективност, която включва параболичен рефлектор 1 и облъчвател 2, монтиран на носач 3. Параболичният рефлектор 1 представлява отрязък от метален лист огънат във формата на ротационен параболоид. Ротационният параболоид е пресечен с елиптичен цилиндър, като сечението на тези две триизмерни фигури представлява параболичният рефлектор 1 на антената. Изборът на елиптичен цилиндър или друга подобна фигура е направен с оглед на потискането на смущения от съседен сателит при редовната експлоатация на антената. Ръбът на параболичния рефлектор 1 може да бъде огънат с цел увеличаване на механичната здравина на конструкцията и потискане на страничните излъчвания на антената.

Параболичният рефлектор 1 е закрепен в единия си край към стойка 4, към която е монтиран и носача 3 с облъчвателя 2. Стойката 4 на антената позволява корекция на елевацията и поляризацията на антената. Носачът 3 поддържа и насочва облъчвателя 2 към рефлектора 1. Освен това, носачът 3 осигурява необходимото разстояние между рефлектора 1 и облъчвателя 2, за да се получи правилното насочване на оста на облъчвателя 2 към определена зона от рефлектора 1, като по този начин осигурява фина настройка на поляризацията на облъчвателя 2. Носачът 3 представлява пластмасов или метален профил и допълнителни крепежни елементи.

Облъчвателят 2 представлява цилиндричен метален вълновод 6, чийто отворен край завършва в елиптичен отвор 8, през елиптичен конус 7, трансформиращ режима на електромагнитното поле, заобиколен с четвъртвълнов дросел 9 с дълбочина - приблизително четвърт дължина на вълната. Подборът на четвъртвълновия дросел 9 и на елиптичния конус 7 е направен с оглед на максимизиране коефициента на усилване на антената, минимизиране на страничните листа и минимизиране на кросполяризационните компоненти. Облъчвателят 2 е разположен във фокуса на параболичния рефлектор 1 и го облъчва със сферичен фазов фронт на електромагнитната вълна. След отражение от рефлектора 1, фронтът на вълната става плосък и формира диаграмата на насочено действие на антената. Идентичен е принципът на работа на антената при приемане на електромагнитни вълни.

Стойката 4 е захваната към носещ елемент 5 за фиксиране на антената към външна носеща мачта.

Антената, съгласно полезния модел, е с подобрена селективност и е предназначена за приемане на електромагнитни сигнали от сателити, разположени на геостационарна орбита, работещи в честотния обхват 3-40 GHz. Сигналите, които приема могат да бъдат използвани за аналогова или цифрова телевизия, приемане на данни, съобщения, сигнализация и други. Тъй като антената е обратимо устройство, тя може да бъде използвана също за излъчване към сателит или друг обект на електромагнитни сигнали в аналогов или цифров вид, в това число данни, Интернет, контролни или управляващи съобщения, съобщения за състояние и др.

Антената се използва по следния начин.

След насочване на антената към желания сателит чрез Стойката 4, антената се фиксира в неподвижно състояние посредством крепежни елементи към носещия елемент 5. Електромагнитната вълна, излъчена от сателита се отразява в рефлектора 1 и се концентрира в облъчвателя 2, разположен във фокалната точка на антената.

Claims (1)

1. Претенции

   1. Параболична антена за сателитни комуникации с повишена селективност, включваща параболичен рефлектор и облъчвател, монтиран на носач, характеризираща се с това, че параболичният рефлектор (1), получен от пресичането на елиптичен цилиндър с ротационен параболоид, е закрепен в единия си край към стойка (4), към която е монтиран и носача (3) с облъчвателя (2), снабден с елиптичен отвор (8) с четвъртвълнов дросел (9), за максимално използване на апертурата на параболичния рефлектор (1), при което облъчвателят (2) е разположен във фокуса на параболичния рефлектор (1).