RU1830578C - Многолучева зеркальна антенна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны станции непосредственного телевизионного вещани  дл  приема одновременно с нескольких спутников. Цель изобретени  - увеличение коэффициента усилени  по отклоненному лучу при F/D≥0,4, где F - фокусное рассто ние параболического рефлектора, D - диаметр его раскрыва, - достигаетс  смещением облучателей, выполненных в виде рупоров, на определенное рассто ние от фокальной оси, их размерами и обработкой сигнала в комплексном делителе мощности. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны станции непосредственного телевизионного вещани  дл  приема информации одновременно с нескольких спутников.

Целыб изобретени   вл етс  увеличение коэффициента усилени  по отклоненному лучу дл  зеркал с f/D 2; 0.4. где F фокусное рассто ние; D - диаметр раскрыва .

Фиг.1 - общий вил многолучевой зеркальной антенны.

Фиг.2 - периферийный двухрупорный облучатель.

Фиг.З - график зависимости напр женности пол  вблизи кривой сканировани  от угла сканировани .

Фиг.4 - крива  сканировани  параболи ческих зеркал С F/D 0,5.

Фиг.5 7 фотографи  центрального облучател  и периферийного.

Многолучева  зеркальна  антенна построена по однозаркальной схеме (см. фиг. 1)и содержит осесимметричиое параболическое зеркало.Д с отношением фокуса к диаметру F/D 0.4 и первичные облучатели по числу лучей. Один из первичных облучателей 2 установлен в фоку.е зеркала, например , с прмощью опоры 3. Периферийные облучатели 4 смещены относительно фокуса параболического зеркала 1с возможностью механического перемещени  вдоль кривой сканировани  дл  обеспечени  изменени  ориентации отклоненного луча на 3.5...8 ширин диаграммы направленности (ШДН) в плоскости сканировани . Дл  креплени  периферийных облучателей 4 служат опоры 5. Каждый периферийный облучатель 4 содержит два рупорных излучател  б и 7 (см. фиг.2), выходы которых соединены с комплексным делителем мощности 8, Прин тый сигнал после Делител  мощности поступает

в фидер 9, Рассто ние между центрами раСкрывов рупоров б и 7 в плоскости Н составл ет 0,9 Яср. где Дер - средн   длина волны рабочего диапазона частот, размер широкой стенки рупора 6 равен 1,25Лср, рупора 7 - 0,55 Дс . При этом периферийный облучатель 4 установлен так, что фазовый центр рупора 6 совмещен с соответствующем точкой на кривой сканировани , и плоскость Н рупоров совмещена с плоскостью сканирований , рупор 6 ближе к фокальной оси. рупор - дэльЬе.

Размеры рупорных излучателей выбраны исход  из следующих соображений. Распределение ПОЛЯ в фокусируемом п тне параболического рефлектора носит осциллирующий характер. При падении на зеркало плоской электромагнитной волны под углом к фокальной оси максимум распределени  смещаетс  из фокуса, траектори  его перемещени  при изменении угла падени  носит название кривой сканировани . Если фазовый центр сйБлучател  перемещать по кривой сканировани , то в режиме передачи антенна будет формировать главный nefieсток диаграммы нвпрввленности под углом к фокальной оси, равным углу падени  дл  соответствующей точки на кривой сканировани  в режиме приема. По мере увеличени  угла падени  волны на зеркало распределение пол  в фокусируемом п тне мен етс . Дл  иллюстрации этого на фиг.3 приведены графики зависимости распределени  а плитуДы пол  плоскости сканировани  при падении на рефлектор с О/А 56,6 плоской волны под углом к фокальной оси. равной 3,5 (сплошные лини«) и 7,5 (пунктирные линии) ШДН дл  параболического рефлектора с отношением F/D 0,5. При этом точки, в которых имеют место максимумы распределени , на фиг.З совмещены.

Как видно из графиков, в сторону фокальной оси амплитуда пол  очень быстро спадает, осцилл ции практически нет. В противоположном направлении имеют место многочисленные боковые лепестки в распределении пол , в пределах указанного сектора сканировани  уровень ближнего бокового лепестка, максимум которого отctaeT от максимума основного на 0,9 Дер , составл ет -10.2...- 7,0 дБ, уровень второго бокового лепестка - соответственно -16,5.. .12 дБ, т.е. значительно меньше. Перехват фокусируемой рефлектором энергии, заключенной в главном и первом боковом лепестке распределени , достаточен дл  обеспечени  работы антенны практически без потерь на сканирование при падении луча, отклоненного до 3 ШДН, Дл  этого

достаточно иметь облучатель, содержащий два излучател , поле на раскрыве которых комплексно сопр жено с помощью делител  мощности 8 с фокусируемым рефлектором полем. Как видно из фиг.З, размер в плоскости сканировани  излучател , принимающего энергию главного лепестка распределени  по уровню выше - 10 дБ. достаточно иметь равным 1,25 Дер. размер

излучател , принимающего энергию, заключенную в боковом лепестке - 0.55 Дер . При больших углах падени  вырастает уровень второго и последующих лепестков, из-за расширени  главного происходит их смёщение в пространстве, использование облучающего устройства, состо щего только из двух излучателей с фиксированным рассто нием между центрами недостаточно дл  ликвидации потерь при приеме энергии.

При увеличении глубины зеркала (F/D 0,4) боковые лепестки растут значительно быстрее, что сужает сектор сканировани  применительно к за вл емому устройству.. Сканирование лучом антенны обеспечиваетс  путем смещегни  центра первого

(большего по размерам) рупора 6 по кривой сканировани  с помощью опор 5 и соответствующей настройки комплексного делител  мощности 8. обеспечивающего

согласование облучател  с распределением пол  8 режиме приема. Дл  сектора сканировани  3,5...8 ШДН крива  10 представл ет собой дугу окружности радиусом 3f, проход щей через фокус F, центр которой О

размещен на фокальной оси за зеркалом, в пределах углов 1,4-3,1отклонени  радиуса окружности от фокальной оси в плоскости сканировани .

В таблице 1 приведены координаты кривой сканировани , построенные по результатам исследовани  распределени  пол , как в фокусирующем п тне зеркала с D/ Д 56,6. Колонки 2 и 3 соответствуют результатам исследовани  (координаты точек с

максимальной концентрацией пол ), колонки 4 и 5 - координаты точек на окружности радиуса 3f. Как видно из сравнени  данные с достаточной дл  практики точностью совпадают .

Дл  подтверждени  положительного эффекта за вл емого устройства были проведены экспериментальные исследовани . На фиг.5 представлена облучающа  система двухлучевой зеркальной антенны с диаметром зеркала 156 см, F/O 0,48. Смещение центра рупора 6 относительно фокуса зеркала составило 112 мм по оси X и 3 мм по оси2. Коэффициент усилени  получу, отклоненному на 7,5 ШДН, оказалс  всего на 0,2

дБ меньше, чем по,осевому лучу, уровень первого бокового лепестка диаграммы направленности составил -16,8 дБ,

По сравнению с прототипом за вл емое техническое решение имеет следующие технико-экономические преимущества: вопервых , увеличение коэффициента усилени  по отклоненному лучу при расширении сектора сканировани ; во-вторых, упрощаетс  конструкци  АФУ, а следовательно и уменьшаютс  затраты на его изготовление.

Claims (1)

1. Формула изобретени  1,Многолучева  зеркальна  антенна, содержаща  параболический рефлектор и облучатели, один из которых размещен в фокусе, а другие смещены относительно фокальной оси, отличающа с  тем. что. с целью увеличени  коэффициента усилени  поотклоненному лучу при F/D 2:0.4. где F - фокусное рассто ние параболического

   рефлектора, D -диаметрего раскрыва, каждый из облучателей, смещенных относительно фокальной оси, выполнен в виде первого и второго рупорных излучателей, выходы которых соединены с комплексным делителем мощности, центры их раскрывов расположены на рассто нии 0,9 А, где Ядлина волнь, друг от друга в плоскости И, размер широкой стенки первого рупорного излучател  равен 1,25 А, а второго - 0,58 А, причем первый рупорный излучатель размещен между вторым рупорным излучателем и фокальной осью,

   2, Антенна по п,1.отличающа с  тем, что центр апертуры первого рупорного излучател  размещен на дуге окружности радиусом 3f, проход щей через фокус с центром , расположенным на фокальной оси с тыльной стороны параболического рефлектора .

   (puf.i

   /

   (риг,г

   .e

   /,

   В7,5Ш4Н

   -

   i.jj

   -иQ 6. 4.2SJ( , ,

   .5 ,5

   / N / V

   /

   чuJJf

   U