RU1786568C

RU1786568C - Aerial

Info

Publication number: RU1786568C
Application number: SU904794756A
Authority: RU
Inventors: Юрий Абрамович Ерухимович
Original assignee: Ю.А.Ерухимович
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Изобретение относитс к зеркальным антеннам и может быть использовано в ка2 . честве приемо-передающей антенны в радиорелейных лини х св зи. Цель изобретени - увеличение разв зки по кросс- пол ризованной составл ющей пол и уменьшение уровн бокового излучени в вертикальной плоскости - достигаетс за счет выполнени рупора, его размещени с наклоном относительно оси вращени отражател , введением дополнительной секции рупора и конструкцией кожуха. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.The invention relates to reflex antennas and can be used in ka2. a transceiver antenna in microwave links. The purpose of the invention — to increase the decoupling along the cross-polarized component of the field and to reduce the level of lateral radiation in the vertical plane — is achieved by making the horn, placing it with an inclination relative to the axis of rotation of the reflector, introducing an additional horn section and the casing structure. 2 C.p. f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к антенной технике и может быть использовано в составе наземных радиолинейных линий св зи (РРЛ) как приемно-передающее антенное устройство.The invention relates to antenna technology and can be used as part of terrestrial radio communication lines (RRL) as a transmitting and receiving antenna device.

Известны двухзеркальные антенны типа АДЭ с высокой разв зкой по полю кросс- пол зирации, одинаковым уровнем излучени во всех плоскост х пол , малыми габаритами и массой. Эти антенны требуют горизонтального выхода питающего волновода . Дл их применени с вертикальным волноводным трактом круглого сечени необходимо использовать волноводный изгиб. Такой изгиб ухудшает пол ризационные характеристики антенно-волноводного тракта и ограничивает полосу рабочего диапазона.Two-mirror antennas of the ADE type are known with a high cross-field separation in the cross-field field, the same radiation level in all planes of the field, small dimensions and mass. These antennas require a horizontal output of the supply waveguide. For their use with a vertical circular waveguide, it is necessary to use waveguide bending. Such a bend worsens the polarization characteristics of the antenna-waveguide tract and limits the band of the working range.

Известна отечественна антенна РПА- 2. При высоких электрических характеристиках она имеет невысокую разв зку по полю кросс-пол ризации (-13...-17 дБ), высокий уровень бокового излучени в вертикальной плоскости, большие габариты и массу, высокий уровень первого бокового лепестка.The domestic RPA-2 antenna is known. With high electrical characteristics, it has a low cross-polarization isolation (-13 ...- 17 dB), a high level of lateral radiation in the vertical plane, large dimensions and mass, a high level of the first side petal.

Наиболее близка к предлагаемой антенна с вынесенным облучением типа АНК-1,5. Эта антенна имеет габариты меньшие, чем РПА, хорошие электрические характеристики и вертикальный выход питающего волновода . Ее- недостатком вл етс весьма невысокий уровень разв зки по полю кросс- пол ризации (-13...-15 дБ), что не позвол ет примен ть эту антенну в системах с Цифровой модул цией. Кроме того, из-за повышенного уровн облучени верхней кромки боковое излучение в вертикальной плоскости повышено.Closest to the proposed antenna with remote radiation type ANK-1.5. This antenna has dimensions smaller than RPA, good electrical characteristics and vertical output of the supply waveguide. Its disadvantage is the very low level of isolation in the cross-polarization field (-13 ...- 15 dB), which does not allow the use of this antenna in systems with Digital Modulation. In addition, due to the increased level of irradiation of the upper edge, the lateral emission in the vertical plane is increased.

Основной причиной невысокой разв зки по полю кросс-пол ризаций у антенн типа РПА и АНК вл етс то, что они выполнены по схеме с вынесенным облучением , при которой рабоча полость антенны (горизонтальна )оказываетс плоскостью, в которой поле кросс-пол ризации максимально . Уровень этого пол в горизонтальной плоскости зависит от кривизны зеркала, т.к. соответствующее поле вызываетс искривлением токов на поверхности зеркала. Различные уровни бокового излучени вThe main reason for the low decoupling of the cross-polarization field for RPA and ANC antennas is that they are made according to a remote radiation scheme in which the working cavity of the antenna (horizontal) appears to be a plane in which the cross-polarization field is maximum. The level of this floor in the horizontal plane depends on the curvature of the mirror, because the corresponding field is caused by curvature of currents on the surface of the mirror. Different levels of lateral radiation in

ыs

00 ON СЛ СЬ 0000 ON N / A 00

разных плоскост х объ сн ютс разными уровн ми облучени кромок отражател рупором .different planes are explained by different levels of irradiation of the edges of the reflector with a horn.

Цель изобретени - увеличение разв зки между ортогонально пол ризованными составл ющими пол излучени антенны и уменьшение уровн бокового излучени в вертикальной плоскости при сохранении вертикальности питающего антенну тракта.The purpose of the invention is to increase the isolation between the orthogonally polarized components of the antenna radiation field and to reduce the level of lateral radiation in the vertical plane while maintaining the verticality of the antenna supply path.

Сущность изобретени состоит в том,. что в антенне с вынесенным облучением поверхность зеркатшчого отражател вл етс вырезкой из тороидального параболоида , имеющего меньшую кривизну, чем обьГчный параболоид вращени , а угол В0 большем угла 01. Изобретательский замысел заключаетс в конструировании рупора и зеркала взаимно соответствующими один другому, т.е. создающими излученное и отраженное пол с фокальными кольцами одинакового диаметра. Дл работы используютс вырезки из этих фокальных колец, которые совмещаютс путем перемещени рупора вдоль вертикальной оси.SUMMARY OF THE INVENTION that in an irradiated antenna, the surface of the mirror reflector is a notch of a toroidal paraboloid having less curvature than the general rotation paraboloid, and the angle B0 is larger than the angle 01. The inventive concept is to design a horn and a mirror mutually corresponding to one another, i.e. creating a radiated and reflected floor with focal rings of the same diameter. For work, cuttings from these focal rings are used, which are aligned by moving the horn along the vertical axis.

Наличие в предложении введенных признаков: новой геометрии зеркального отражател и новой конструктивной схемы облучающего рупора отличают его от прото типа. - .. The presence of the introduced features in the proposal: the new geometry of the mirror reflector and the new design of the irradiating horn distinguish it from the prototype. - ..

На фиг.1 изображены конструктивна схема в трех проекци х (а,б и в) предложенной антенны и ее вид в аксонометрии (г); на фиг.2 - конструктивна схема в трех проекци х предложенного облучающего рупора с образующей в виде линии с изломом; на фиг.З - аксонометрическое изображение предложенной антенны с боковыми стенками с пр молинейной кромкой (а и б) и криволинейной (в). Fig. 1 shows a structural diagram in three projections (a, b and c) of the proposed antenna and its perspective view (g); figure 2 is a structural diagram in three projections of the proposed irradiating horn with a generatrix in the form of a line with a fracture; Fig. 3 is a perspective view of the proposed antenna with side walls with a straight edge (a and b) and curved (c).

Предложенное устройство поп, 1 (фиг.1) содержит зеркальный отражатель 1 в виде несимметричной вырезки из тела вращени с параболической образующей кривой TGQ, фокальна ось которой ТО горизонтальна, и облучающего рупора 2 с питающим волноводом 3, ось которой ОА вертикальна. При .этом фокальна ось ТО параболической образующей с фокусным рассто нием ТО и фокусом в точке О смещена на рассто ние ОА параллельно оси симметрии (ось у) зеркального отражател 1. Облучающий рупор 2 на фиг.2 имеет пирамидальную Форму, пара боковых стенок которого 4 и 4 вл етс плоскими и одинаковыми, ограниченными внешними пр молинейными кромками QR, Q R и QQ1, RR1. Передн 5 и задн 51 стенки представл ют собой вырезки из двух встречных конусов EFP и Е р р1 с ос ми.The proposed pop device 1 (Fig. 1) comprises a mirror reflector 1 in the form of an asymmetric notch from a body of revolution with a parabolic generatrix of the TGQ curve, the focal axis of which is horizontal, and an irradiating horn 2 with a supply waveguide 3, whose axis OA is vertical. In this case, the focal axis of the TO of the parabolic generatrix with the focal distance of TO and the focus at point O is shifted by the distance OA parallel to the axis of symmetry (axis y) of the mirror reflector 1. The irradiating horn 2 in FIG. 2 has a pyramidal Shape, a pair of side walls of which 4 and 4 are flat and the same, bounded by the outer rectilinear edges of QR, QR, and QQ1, RR1. The front 5 and rear 51 walls are cuts from two counter cones EFP and E p p1 with axes.

совпадающими между собой и с осью симметрии (осью у), с вершинами Р и Р1 соответственно . При этом все точки их кромок EDF и E D F равноудалены от вершин Р и Р1 .coinciding with each other and with the axis of symmetry (y axis), with the vertices P and P1, respectively. Moreover, all points of their edges EDF and E D F are equidistant from the vertices P and P1.

Угол в0 вз т большим угла Q. Фокальные кольца О 00 зеркального отражател и облучающего рупора совмещены между собой в результате соответствующего перемещени рупора вдоль вертикальнойThe angle b0 is taken by a large angle Q. The focal rings O 00 of the mirror reflector and the irradiating horn are aligned with each other as a result of the corresponding movement of the horn along the vertical

0 оси (оси X).0 axis (X axis).

Таким образом, по построению видно, что передн и задн стенки рупора вл ютс вырезками из тел вращени , соосных отражателю.Thus, by construction, it can be seen that the front and rear walls of the horn are notches from bodies of revolution coaxial to the reflector.

5 На фиг.2 детализована схема облучающего рупора дл случа , когда образующие конусов DHP и HCS дл передней стенки 5 и конусов D1 Н1 Р1 и Н1 С1 S1 - дл задней стенки 5 вл ютс пр мыми лини ми DHC5 Fig. 2 shows a diagram of the irradiating horn for the case when the generators of the cones DHP and HCS for the front wall 5 and the cones D1 H1 P1 and H1 C1 S1 - for the rear wall 5 are straight lines of DHC

0 и D1 Н1 С1 с изломом в точках Н и Н1 соответственно. Все точки кромок EDF, QHR и Е1 D1 F1 , Q1 Н1 F1 равноудалены от вершин Р и S и соответственно Р и S1. Все обозначени на фиг.1 и фиг.2 совпадают.0 and D1 H1 C1 with a kink at points H and H1, respectively. All points of the edges EDF, QHR and E1 D1 F1, Q1 H1 F1 are equidistant from the vertices P and S and, respectively, P and S1. All symbols in Fig. 1 and Fig. 2 coincide.

5 Линии EOF (Е1 РГ F1 ) и QHR (Q1 Н1 R1 ) - окружности с центром в точке А.5 Lines EOF (Е1 РГ F1) and QHR (Q1 Н1 R1) are circles centered at point A.

На фиг.З представлено построение, предложенной системы по п.2. Антенна по п,1, состо ща из зеркального отражател Fig. 3 shows the construction of the proposed system according to claim 2. Antenna according to claim 1, consisting of a mirror reflector

0 1, облучающего рупора 2 и питающего волновода 3 закрыта с боков отражател , кроме аппаратуры, стенками 6 и 6 /спереди отражател - стенкой 7 и сзади - стенкой 7.. Они образуют защитный кожух из радионепроз5 рачного материала с днищем, на котором укреплен облучающий рупор 2 с возможностью перемещени его по вертикали. Материл кожуха - металл или радиопоглотитель. Форма кромок боковых стенок 6 и б10 1, the irradiating horn 2 and the supply waveguide 3 is closed on the sides of the reflector, except for the equipment, by the walls 6 and 6 / in front of the reflector by the wall 7 and behind by the wall 7 .. They form a protective casing of radio-opaque material 5 with a bottom on which the irradiator is mounted horn 2 with the possibility of moving it vertically. The casing material is metal or a radio absorber. The shape of the edges of the side walls 6 and b1

0 определ етс конструктором. Она может быть как пр молинейной (фиг.За, б), так и криволинейной (фиг,За), если требуетс защитить раскрыв антенны радиопррзрачным укрытием, кромки а,в,с, и d должны лежать0 is determined by the constructor. It can be either rectilinear (Fig. Za, b) or curvilinear (Fig. Za), if it is required to protect the opening of the antenna with a radiotransparent cover, the edges a, b, c, and d must lie

5 в одной плоскости, как на фиг.За и 36. При этом кромки and- отрезки окружностей, а кромки в и с-отрезки пр мых линий. Кожух без щелей соединен с зеркальным отражателем по лини м трех его кромок в местах5 in one plane, as in Figs. 3a and 36. In this case, the edges and are the segments of circles, and the edges b and c are the segments of straight lines. The casing without slots is connected to the mirror reflector along the lines of its three edges in places

0 пересечени поверхностей 1,6 и б1.0 intersection of surfaces 1.6 and b1.

Если раскрыв антенны можно оставить без защитного укрыти , формы кромок вис целесообразно вз ть криволинейными. Защищен должен быть в этом случае толькоIf the opening of the antenna can be left without a protective cover, it is advisable to take the shapes of the edges of the edges as curved. In this case, it should be protected only

5 раскрыв рупора. ..-......5 opening the speaker. ..-......

Металлические стенки кожуха могут быть частично или полностью покрыты ра- диопоглощающим материалом.The metal walls of the casing may be partially or completely coated with a radio-absorbing material.

Ход лучей в антенне показан на фиг.1 тонкими лини ми со стрелками, АмплитудаThe path of the rays in the antenna is shown in figure 1 by thin lines with arrows, the amplitude

пол в плоскости раскрыва определ етс формой диаграммы Ф(в) облучающего рупора и пространственным затуханием расход щейс тороидальной волны на пути от фазового центра рупора до соответствующей данному лучу точки зеркального отражател . Если выдержать условиеthe field in the aperture plane is determined by the shape of the Φ (c) diagram of the irradiating horn and the spatial attenuation of the diverging toroidal wave along the path from the phase center of the horn to the mirror reflector point corresponding to the given beam. If the condition is met

-ОД)-OD)

OQ Oq

все точки нижней и верхнейall points lower and upper

кромок зеркального отражател будут облучатьс одним и тем же уровнем. Посколь- ,ку.Ф(#) имеет колоколообразный характер, сно, что это условие дл каждой данной формы Ф(в) с уче,том того, что OQ OG выполн етс в случае, если 00 0. Если вз ть Ф(#|)-15 дБ, уровень дифракционного пол от верхней кромки будет также весьма мал. Чем больше значени главных радиусов кривизны на поверхности зеркала, тем больше добавка к равномерной составл ющей тока, от кривизны отражател не завис ща .the edges of the specular reflector will be irradiated at the same level. Since ku.F (#) has a bell-shaped character, it is clear that this condition is for each given form Φ (c) taking into account that OQ OG is satisfied if 00 0. If we take Φ (# |) -15 dB, the level of the diffraction field from the upper edge will also be very small. The larger the values of the principal radii of curvature on the surface of the mirror, the greater the addition to the uniform component of the current, which is independent of the curvature of the reflector.

Дл предлагаемого зеркала главные радиусы кривизны RI и R2 обычно много больше единицы,при этомFor the proposed mirror, the main radii of curvature RI and R2 are usually much larger than unity, while

VhTH VPr-H,VhTH VPr-H,

где H -Ktgf-b)2.where H is Ktgf-b) 2.

Отсюда сно, что отношение главных радиусов кривизны дл предложенной системы и обычного параболоида (d 0) будет также много больше единицы. А это значит, что поправка на кривизну отражател в предложенной антенне меньше, чем в прототипе . В частности, меньше и уровень пол кросс-пол ризации.From this it is clear that the ratio of the principal radii of curvature for the proposed system and the ordinary paraboloid (d 0) will also be much greater than unity. And this means that the correction for the curvature of the reflector in the proposed antenna is less than in the prototype. In particular, the level of cross polarization is also lower.

Claims

1. An antenna with remote radiation, containing a reflector in the form of an asymmetric cut from the surface of the body of revolution with a parabolic generatrix, the focal axis of which is horizontal, and an irradiating horn with a feed waveguide whose axis is vertical, distinguishing 0 so that, in order to increase decoupling along the cross-polarized component of the field and decreasing the level of lateral radiation in the vertical plane, projecting the asymmetric notch onto the plane,

5 perpendicular to the axis of rotation, is a truncated sector, the focal axis of the parabolic generator is offset parallel to the axis of rotation, the irradiating horn is made pyramidal, a pair of side

0 walls of which, flat and identical, are bounded by straight edges parallel to the axis of rotation, and the other two are cuttings from two oncoming cones with a common axis coinciding with the axis

5 rotations and all points of their edges are equidistant from the vertices of the cones, and the angle. 00 in the plane of symmetry between the vertical and the edge of the reflector closest to the axis of rotation, greater than the angle Q in the plane of symmetry between

0 the vertical and the edge of the reflector, farthest from the axis of rotation, and the local phase centers of the irradiating horn are located at the focal end of the reflector,

2. The antenna according to claim 1, characterized in that an additional pyramid section is inserted between the supply waveguide and the irradiating horn.

3. The antenna according to claim 1, characterized in that the reflector is connected to the irradiating horn by means of a casing made of radio-opaque material.

FIG. 3