CS231348B1

CS231348B1 - Parabolic funnel antenna

Info

Publication number: CS231348B1
Application number: CS8210077A
Authority: CS
Inventors: Josef Kriz
Original assignee: Josef Kriz
Priority date: 1982-12-31
Filing date: 1982-12-31
Publication date: 1984-10-15
Also published as: CS1007782A1

Abstract

Parabolická trychtýřová anténa se širokopásmovými vlastnostmi a PSV'< 1,6. Vynález řeší konstrukci napájecí trychtýřové části parabolických antén. Podstata vynálezu spočívá v tom, že vodivé stěny trychtýře jsou v E rovině opatřeny drážkováním, které vytváří podmínky pro existenci a šíření hybridních modulů.Parabolic funnel antenna with broadband properties and PSV'< 1.6. The invention solves the design of the feeding funnel part of parabolic antennas. The essence of the invention lies in the fact that the conductive walls of the funnel are provided with grooves in the E plane, which creates conditions for the existence and propagation of hybrid modules.

Description

(54) Parabolická trychtýřová anténa(54) Parabolic horn antenna

Parabolická trychtýřová anténa se širokopásmovými vlastnostmi a PSV'< 1,6.Parabolic horn antenna with broadband characteristics and PSV '<1.6.

Vynález řeší konstrukci napájecí trychtýřové části parabolických antén.The invention solves the construction of the supply funnel part of parabolic antennas.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vodivé stěny trychtýře jsou v E rovině opatřeny drážkováním, které vytváří podmínky pro existenci a šíření hybridních modulů.The principle of the invention is that the conductive walls of the funnel are provided in the E plane with grooves which create conditions for the existence and propagation of the hybrid modules.

ςς

Vynález se týká konstrukce napájecí trychtýřové části parabolických trychtýřových antén.The present invention relates to the construction of a feed funnel portion of parabolic funnel antennas.

Stěny trychtýřů jsou v obvyklých řešeních tvořeny z rovinných, dokonale vodivých ploch. Takovéto řešení napájecí sekce je konstrukčně jednoduché, avšak z hlediska vyzařovacích vlastností je v případech, kdy požadujeme nízkou úroveň postranních laloků, nevyhovující, V trychtýřové sekci jě buzen dominantní vid TE^ /příčně elektrický vůči směru šíření/ s rozložením konstantním v E rovině a kosinovým v H rovině. Vyzařovací charakteristika ústí parabolické trychtýřové antény, které je ozářeno tímto videm, vykazuje v E rovině nepříznivě vysoké postranní laloky. Pro rozměr apertury přibližně 10 λθ, kde λθ je vlnová délka ve volném prostředí, se úroveň postranních laloků pohybuje kolem -11 dB pod maximem /v H rovině je menší než -20 /dB/.The funnel walls are formed from planar, perfectly conductive surfaces in conventional solutions. Such a solution of the power section is structurally simple, but in terms of radiation properties, when a low level of lateral lobes is required, it is unsatisfactory in the funnel section. in the H plane. The radiation characteristic of the mouth of a parabolic horn antenna, which is irradiated with this mode, exhibits unfavorably high lateral lobes in the E plane. For an aperture dimension of approximately 10 λθ, where λθ is the wavelength in the free environment, the level of the side lobes is about -11 dB below the maximum / in the H plane is less than -20 (dB).

Podstata parabolické trychtýřové antény podle vynálezu spočívá v tom, že vodivé stěny trychtýře jsou v E rovině opatřeny drážkováním.The essence of the parabolic funnel antenna according to the invention is that the conductive funnel walls are provided with grooves in the E plane.

Hlavní výhoda podle vynálezu je v tom, že lze dosáhnout podstatného snížení úrovně postranních laloků charakteristik v E rovině.The main advantage of the invention is that a significant reduction in the level of the side lobes of characteristics in the E plane can be achieved.

Drážkováním jsoú vytvořeny podmínky pro existenci a šíření hybridních módů. Základní význam má dominantní mód, označený HE¹¹, jehož složka elektrického pole tečná k fázoploše má Kosinové rozložení jak v H, tak v E rovině.By grooving, conditions are created for the existence and propagation of hybrid modes. The dominant mode is represented by the dominant mode, denoted HE ¹¹ , whose component of the electric field tangent to the phased surface has a cosine distribution in both the H and E plane.

Na výkresu je na obr. 1 znázorněn řez parabolickou antěnou v rovině E, na obr. 2 je vynesena úroveň postranních laloků.In the drawing, FIG. 1 is a cross-sectional view of the parabolic antenna in plane E, and FIG. 2 is the level of the side lobes.

Na obr. 1 je příRlad provedení drážkovaných stěn v E rovině u parabolické trychtýřové antény. Anténa se skládá z kovové napájecí sekce, na kterou navazují trychtýřově uspořádané stěny, opatřené drážkováním C. V rovině H, která není na výkrese znázorněna, nebot není vynálezem ovlivněna, je anténa tvořena dvěma kovovými stěnami bez úprav. Za stěnami s drážkováním C následuje parabolická část antény s ústím D. Vektor E musí být v napájecí sekci kolmý na stěny s drážkováním C. Ohel$_Q, který obě stěny s drážkováním C svírají, závisí na impedančním přizpůsobení a vyzařovacích vlastnostech antény. Rozteč drážek C je volena tak, aby na vzdálenost vnitřní vlnové délky připadlo minimálně 10 drážek.Fig. 1 shows an exemplary embodiment of grooved walls in the E plane of a parabolic funnel antenna. The antenna consists of a metal supply section, which is connected to funnel-arranged walls, provided with a spline C. In the plane H, which is not shown in the drawing, since it is not affected by the invention, the antenna consists of two metal walls without modifications. The C-groove walls are followed by the parabolic part of the D-mouth antenna. Vector E must be perpendicular to the C-groove walls in the power section. The angle $ _Q between the C-groove walls depends on the impedance matching and radiation characteristics of the antenna. The spacing of the grooves C is selected so that at least 10 grooves fall within the inner wavelength distance.

Na obr. 2 je vynesena úroveň postranních laloků b /vybrán vždy nejvyšší postranní lalok/ charakteristiky této antény v E rovině v pásmu 8,7-12,4 GHz, pro parametry X_c 46 mm,Fig. 2 shows the level of the side lobes b / the highest side lobe / the characteristics of this antenna in the E plane in the 8.7-12.4 GHz band are selected for X _c 46 mm,

D * 30Q mm, 0_O = 50° a ohniskovou vzdálenost F = 235 mm. Pro srovnání je čárkovaně vynesena stejná závislost pro anténu bez drážkování v trychtýři, tj. čárkované A u antény bez drážkování a plné B u antény s drážkováním měnícím reaktanční vlastnosti stěny.D * 30Q mm, 0 _O = 50 ° and a focal length f = 235 mm. For comparison, the same dependence is plotted for the antenna without spline in the funnel, i.e., dashed A for the antenna without spline and solid B for the antenna with spline changing the reactance properties of the wall.

Pásmo kmitočtů s nízkou úrovní postranních laloků v E rovině je dáno vlastnostmi drážkovaného napájecího trychtýře. V intervaluThe frequency band with a low level of lateral lobes in the E plane is given by the characteristics of the grooved feed funnel. In interval

2h + (2h/Z_cr<+ 2h (2h / r Z _c <

4h, /Vl +’ kde λ_ο je kritická vlnová délka dominantního vidu TE_r /pro trychtýřovou sekci válcové antény podle obr. 1 je χ 2a, kde a je šířka apertury/ a h je výška zubů drážkování, se mění rozložení tečné složky pole trychtýřové sekce v E rovině, od konstantního ke kosinovému. Současně klesá úroveň postranních laloků apertury parabolické trychtýřové antény z hodnoty odpovídající konstantnímu rozložení k hodnotě odpovídající kosinovému rozložení.4h, / Vl + 'where λ _ο is the critical wavelength of the dominant mode TE _r / for the funnel section of the cylindrical antenna according to Fig. 1 is χ 2a, where a is the aperture width / ah is the height of the grooving teeth section in the E plane, from constant to cosine. At the same time, the level of the side lobes of the parabolic funnel antenna aperture decreases from the value corresponding to the constant distribution to the value corresponding to the cosine distribution.

• <• <

Impedanční přizpůsobení parabolické trychtýřové antény se vlivem drážkování prakticky nemění. Drážkovaná trychtýřová sekce se přizpůsobí postupem, užívaným u drážkovaných trychtýřů; D antény podle obr, 1 bylo měřeno v pásmu 8,7-12,4 GHz PSV. < 1,6.The impedance matching of the parabolic funnel antenna is virtually unchanged due to the grooving. The grooved funnel section is adapted to the process used in grooved funnels; The D antenna of Fig. 1 was measured in the 8.7-12.4 GHz PSV band. <1.6.

Popsaná konstrukce parabolických trychtýřových antén s drážkováním napájecího trychtýře přináší podstatné snížení postranních laloků vyzařovacích charakteristik v E rovině. Řešení je Širokopásmové, vycházející ze širokopásmových vlastností parabolických antén a drážkovaných trychtýřů. Drážkovat lze pyramidální trychtýřové sekce i E - sektoriální trychtýře, užité u válcových typů parabolických trychtýřových antén. Lze ho aplikovat i na parabolické trychtýřové antény přenášející vlny obecně elipticky polarizované.The described design of parabolic funnel antennas with a groove of the supply funnel brings a significant reduction in the lateral lobes of radiation characteristics in the E plane. The solution is Broadband, based on the broadband properties of parabolic antennas and grooved funnels. Both the pyramidal funnel sections and the E - sector funnels used in cylindrical types of parabolic funnel antennas can be grooved. It can also be applied to parabolic funnels carrying generally elliptically polarized waves.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION!)

Parabolic funnel antenna, characterized in that the conductive walls of the funnel are provided with a groove (C) in the E-plane.