Pierwszenstwo: 23. XII. 1963 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 18. II. 1966 50584 KI. 21a4, 46/02 MKP IfrOtd- Ibibliotekai UKD ft**) \WO*»--*** K^MTJ Twórca wynalazku: inz. Hans — Klaus Neske Wlasciciel patentu: VEB Rafena-Werke Fernseh- und Nachrichtentechnik, Radeberg (Niemiecka Republika Demokratyczna) Antena paraboliczna pobudzana ekscentrycznie Wynalazek dotyczy anteny parabolicznej pobu¬ dzanej ekscentrycznie, która znajduje zastosowa¬ nie w szerokopasmowej przekaznikowej lacznosci radiowej.Wzgledem anten kierunkowych stawiane sa róz¬ ne zadania z punktu widzenia elektrycznego, me¬ chanicznego, klimatycznego i ekonomicznego.Tak wiec zada sie aby posiadala ona maly wejsciowy wspólczynnik odbicia w szerokim za¬ kresie czestotliwosci, duza tlumiennosc bocznych listków oraz w kierunku wstecznym w calej plaszczyznie poziomej, a takze musi ona posiadac duze odsprzezenie polaryzacji w glównym kie¬ runku promieniowania, duze wykorzystanie po¬ wierzchni, male wymiary, niewielki ciezar, sta¬ bilnosc wlasnosci elektrycznych wzgledem wply¬ wów atmosferycznych i niewielkie koszty wy¬ twarzania i eksploatacji.Jezeli antena przeznaczona jest do pracy przy dwóch polaryzacjach to wymaga sie niezaleznosci wlasnosci elektrycznych od polaryzacji. Nie istnieje antena, która spelnialaby jednoczesnie wszystkie te zadania.Znanym jest, ze charakterystyka promieniowa¬ nia plaskiego radiatora, w okreslonej plaszczyznie przy stalym rozkladzie fazy i okreslonym ogra¬ niczeniu aparatury, moze ulec poprawie przez usuniecie z brzegów rozkladu amplitudy w tej 10 15 20 25 30 plaszczyznie. Wada jest jednak spowodowane tym zmniejszenie wykorzystania powierzchni.Znanym jest równiez dogodniejsze ksztaltowa¬ nie charakterystyki promieniowania plaskiego promiennika w okreslonej plaszczyznie przy sta¬ lym rozkladzie fazy i okreslonym rozkladzie am¬ plitudy, przez odpowiednio dobrane ograniczenie apertury.Poniewaz charakterystyka promieniowania aper¬ tury o dowolnym rozkladzie i ograniczeniu dla jednej plaszczyzny jest taka sama jak dla apertu¬ ry o rozkladzie jednorodnym i okreslonym ogra¬ niczeniu, wiec przy okreslonym niejednorodnym rozkladzie mozna tak dobrac ograniczenie, ze powstala w ten sposób apertura zastepcza o jedno¬ rodnym rozkladzie ma korzystniejsze dzialanie ograniczajace.Przy jednorodnym rozkladzie wzrasta tlumien¬ nosc bocznych listków, gdy ograniczenie apertury przechodzi z prostokata w okrag, z okregu w romb lub z rombu w krzywa typu cos n.Teoria prowadzaca do apertury zastepczej o roz¬ kladzie jednorodnym pomija przechodzace obok reflektora promieniowanie elementu pobudzajacego oraz promieniowanie brzegowe tego reflektora.Wiadomym jest równiez, ze szkodliwe wplywy jakie dwa zjawiska wywieraja na charakterystyke promieniowania, mozna zmniejszyc przez zastoso¬ wanie zamknietej konstrukcji reflektora w po¬ wiazaniu z odpowiednia konstrukcja elementu po- 50584budzajacego lub przez zastosowanie warstw tlu¬ miacych.Wiadomym jest równiez, ze wtórne dzialanie reflektora na element pobudzajacy mozna zmniej¬ szyc przez ekscentryczne pobudzanie paraboli.Wiadomym jest równiez, ze dobry kompromis miedzy zadaniami mechaniki i ekonomiki w od¬ niesieniu do anten kierunkowych uzyskuje sie dla ekscentrycznie pobudzanej anteny parabolicz¬ nej, której paraboliczny reflektor ograniczony jest po bokach, przez dwie plaszczyzny metalowe, na¬ chylone lustrzanie do pionowej plaszczyzny sy¬ metrii anteny, a która w kierunku glównego ;$5&^UsJBka2 zamknieta jest plyta zamykajaca nachylona \ i* ^wzgledem pjppu lub zalamana w pionowej plaszczyznie syjnetrii a poza tym posiada poziome, plaskie metalowe dno. &£n&a ottoiana takiego zamknietego na ksztalt muszli reffifckiora powstaje, gdy boczne po¬ wierzchnie ograniczajace tak sa zalamane, ze ich górna czesc jest równolegla do pionowej plasz¬ czyzny symetrii anteny.Taki typ anteny posiada te wade, ze okreslone przez rozklad apertury to, znaczy przez charakte¬ rystyke elementu pobudzajacego, optymalne ogra¬ niczenie apertury moze byc uzyskane przez odpo¬ wiedni dobór plaszczyzn ograniczajacych tylko z mniej lub wiecej dokladnym przyblizeniem. Dla¬ tego tez wykorzystanie powierzchni nie osiaga op¬ tymalnej wartosci dla zadanej tlumiennosci bocz¬ nych listków. Wada jest równiez to, ze zalamanie plyty przykrywajacej korzystne dla ksztaltu aper¬ tury, powieksza jej elektryczne dzialanie wtórne, gdyz kat padania energii po obu stronach zalama¬ nia je,st rózny, a zwiekszenie wytrzymalosci mecha¬ nicznej plyty przykrywajacej powoduje wystepo¬ wanie w zalamaniu naprezen zginajacych. Zaleta mniejszej opornosci dla wiatru, odpada w wy¬ padku oblodzenia.Dalsza wada jest skomplikowany proces wy¬ twarzania anteny, gdyz ma ona wielka ilosc po¬ wierzchni i przecinajacych sie krzywych.Celem wynalazku jest stworzenie anteny o wlasnosciach elektrycznych lepszych, niz w do¬ tychczas znanych antenach kierunkowych, a której wytwarzanie jest ekonomiczniejsze.Wynalazek stawia sobie za zadanie stworzenie prostej w konstrukcji i wytwarzaniu, ekscentrycz¬ nie pobudzanej anteny parabolicznej, w której zmniejszony jest wplyw promieniowania elementu pobudzajacego omijajacego reflektor, oraz pro¬ mieniowania brzegowego reflektora, a ogranicze¬ nie apertury i polozenie plyty zamykajacej tak moga byc dobrane niezaleznie od siebie, ze antena ma silne tlumienie listków bocznych przy duzym wykorzystaniu powierzchni, a elektryczny wplyw zamkniecia jest do pominiecia.Wedlug wynalazku zadanie to rozwiazuje sie w ten sposób, ze reflektor stanowi uklad prze¬ strzennie zamkniety skladajacy sie z metalowego lub metalizowanego ekscentrycznego wycinka pa¬ raboloidy, oraz z metalowego lub metalizowanego cylindra, wyposazonego • w wewnetrzna warstwe tlumiaca, którego elektrycznie czynna powierzchnia 10 15 20 25 505a4 metalowa polaczona jest przewodzaco z. po¬ wierzchnia paraboloidy, a takze z elektrycznie przepuszczalnej plyty zamykajacej, przy czym plaszczyzna symetrii wycinka paraboloidy stanowi plaszczyzne symetrii klatkowego ukladu reflektora.Wskutek zamknietej budowy reflektora mozna powiekszyc rozklad brzegowy paraboli, a tym sa¬ mym kierunkowosc, bez zaklócania charakterysty¬ ki promieniowania przez promieniowanie uboczne elementu pobudzajacego i przez promieniowanie brzegowe paraboli.Okladzina tlumiaca w cylindrze eliminuje wplyw odbic wielokrotnych na charakterystyke promie¬ niowania.Poniewaz ze wzrastajacym obciazeniem brzegów wzrastaja równiez straty mocy w okladzinie tlu¬ miacej cylindra, istnieje optymalna charakterysty¬ ka -elementu' pobudzajacego przy której skuteczny zysk anteny uzyskuje swoje maksimum. To maksi¬ mum okreslone przez nalozenie sie zwiekszenia kierunkowosci i zmniejszenia sprawnosci, znajdu¬ je sie wyzej ód dotychczas osiagalnego uzyskiwa¬ nego przez brzegowy spadek rzedu 10 db.Przekrój poprzeczny cylindra równy jest apertu- rze klatki reflektora. Dobrany on jest tak do optymalnej charakterystyki elementu pobudzajace¬ go, ze apertura zastepcza o jednorodnym rozkla¬ dzie, przy uwzglednieniu zalozen konstrukcyjnych, posiada korzystniejsze dzialanie ograniczajace od¬ nosnie tlumiennosci bocznych listków charakte¬ rystyki.Poniewaz dokladnosc wyznaczania charakterysty¬ ki elementu pobudzajacego jest ograniczona, a charakterystyka promieniowania anteny w in¬ teresujacymi glównie zakresie kata to znaczy w 30° ^ cp ^ 330°, szczególnie przy duzych ante¬ nach jest okreslona przede wszjstkim przez wplywy, które w teo/ii zastepczej apertury nie sa uwzglednione, wiec w praktyce dobór ograniczenia apertury jest znacznie uzalezniony od zalozen konstrukcyjnych.Pod tym wzgledem przekrój kolowy jest bardzo korzystny. Stanowi on rzut na plaszczyzne prosto¬ padla do glównego listka krzywej przeciecia sie paraboloidy ze stozkiem kolowym, którego wierzcholek lezy w ognisku paraboloidy, a którego os tworzy kat a z osia paraboloidy i którego kat rozwarcia wynosi 2 cp. Poniewaz ta krzywa prze¬ ciecia lezy w jednej plaszczyznie, wiec konstrukcja i wykonanie takiej odmiany klatki reflektora jest szczególnie prosta.Miedzy promieniem r kolowego cylindra para¬ metrem polówkowym paraboloidy p i parametra¬ mi stozka cl i cp istnieje nastepujaca zaleznosc sin 35 40 45 50 55 r = p- cos a + cos q Ekscentrycznosc e osi paraboloidy w cylindrze sina wynosi e = r COS(f 65 Uksztaltowanie anteny wedlug wynalazku na¬ daje sie szczególnie do wykonania jej jako konstrukcji samonosnej, gdyz wytwarzanie za¬ krzywionych powierzchni w tej technologii nie sprawia zadnych trudnosci./ 5 Korzystnym jest wykonanie plyty zamykajacej w postaci membrany z dwóch cienkich folii na¬ pietych w ramie, których odstep jest tak dobra¬ ny, ze zaklócenia pola wywolane przez folie wza¬ jemnie sie znosza.Cylinder wykonany jest z dwóch czasz. Antena wedlug wynalazku ma bardzo duza tlumiennosc listków bocznych przy duzym wykorzystaniu po¬ wierzchni. Poniewaz kat padania energii w od¬ niesieniu do przykrycia, moze byc dowolnie dobra¬ ny bez zmiany ograniczenia apertury, wiec powo¬ duje to zalety natury elektrycznej i konstrukcyj¬ nej..Wskutek duzego wykorzystania powierzchni, powierzchnie atakowane przez wiatr a tym samym sily przejmowane przez zamocowanie sa mniejsze, niz w podobnych antenach. Geometryczny ksztalt klatki reflektora przy tym samym nakladzie srod¬ ków izwieksza jego wytrzymalosc. Oba te czynni¬ ki umozliwiaja zmniejszenie ciezaru anteny w po¬ równaniu do znanych typów anten.Wynalazek zostanie objasniony blizej na podsta¬ wie rysunku.Na fig. 1 jest przedstawiony widok z przodu reflektora, na fig. 2 — widok z boku wedlug fig. 1, a na fig, 3 jest przedstawiony przekrój wzdluz linii AB wedlug fig. 1.Ekscentryczny wycinek paraboloidy 1 jest po¬ laczony z cylindrem kolowym z czasz 2 i- 3 tak, ze osie paraboloidy i cylindra sa równolegle. Miedzy elektrycznie czynnymi metalowymi powierzchnia¬ mi wewnetrznymi 4 wycinka paraboloidy 1 a elek¬ trycznie czynnymi metalowymi powierzchniami zewnetrznymi 5 i 6 czasz cylindra 2 i 3 istnieje dobre polaczenie galwaniczne. Czasze cylindra 2 i 3 posiadaja wewnetrzne okladziny tlumiace 7 i 8, które obliczone sa tak, aby maksymalnie po¬ chlaniac energie pochodzaca z elementu pobudza¬ jacego.W kierunku glównego listka umieszczona jest plaska plyta zamykajaca 9 tak, ze ognisko f para¬ boli znajduje sie wewnatrz klatki reflektora, utworzonej przez wycinek paraboloidy 1, czasze cylindra 2 i 3 oraz plyte 9. • Plyta 9 sklada sie z dwóch cienkich folii 10 i 11 o duzej wytrzymalosci, oraz z rdzenia 12 o malej gestosci, malej stalej dielektrycznej i ma¬ lym kacie stratnosci. Rdzen ten tak jest umiesz¬ czony i obliczony, ze mozna pominac dzialanie 6 wtórne plyty na dopasowanie i charakterystyke promieniowania.Brzeg plyty zamykajacej 9 wzmocniony jest me¬ talowym pierscieniem 13.Charakterystyka promieniowania elementu po¬ budzajacego jest prawie jednakowa dla dwóch liniowych, ortogonalnych polaryzacji i w przy¬ blizeniu symetryczna obrotowo. PL