RU2039401C1 - Cassegrainian axial-symmetry antenna - Google Patents
Cassegrainian axial-symmetry antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039401C1 RU2039401C1 SU5054042A RU2039401C1 RU 2039401 C1 RU2039401 C1 RU 2039401C1 SU 5054042 A SU5054042 A SU 5054042A RU 2039401 C1 RU2039401 C1 RU 2039401C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- distance
- mirror
- wave
- grooves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемо-передающей антенны в системах связи СВЧ-диапазона. The invention relates to antenna technology and can be used as a transceiver antenna in microwave communication systems.
В последние годы широкое распространение получили ДЗА со смещенной фокальной осью. In recent years, DZA with a shifted focal axis have become widespread.
В антеннах этого типа, например, АДЭ [A1] и АДП [A2] возможно существенно уменьшить диаметр вспомогательного зеркала (до 2-3 длин волн λ ) при сохранении высоких значений основных электрических параметров. Однако, коэффициент использования поверхности излучающего раскрыва (КИП) в этих ДЗА оказывается значительно ниже, чем это следует по данным теории (примерно на 20% ниже). Причины несоответствия расчетных и экспериментальных значений КИП между собой в литературе не исследованы. Особых нареканий со стороны практики это не вызывает, так как стандартное значение КИП антенн АДЭ и АДП равно 0,85, что само по себе является достаточно высокой величиной. Тем не менее рост требований к параметрам антенн заставляет искать пути их улучшения. In antennas of this type, for example, ADE [A1] and ADP [A2], it is possible to significantly reduce the diameter of the auxiliary mirror (to 2-3 wavelengths λ) while maintaining high values of the main electrical parameters. However, the coefficient of utilization of the surface of the radiating aperture (CIP) in these DZA is much lower than it follows according to the theory (approximately 20% lower). The reasons for the discrepancy between the calculated and experimental values of the instrumentation are not studied in the literature. This does not cause any particular complaints from practice, since the standard value of the instrumentation of antennas ADE and ADP is 0.85, which in itself is a fairly high value. Nevertheless, an increase in the requirements for antenna parameters makes us look for ways to improve them.
Изобретение направлено на повышение КИП ДЗА со смещенной фокальной осью при сохранении минимальных габаритов облучающей системы. The invention is aimed at increasing the instrumentation with a displaced focal axis while maintaining the minimum dimensions of the irradiating system.
Как показал анализ теоретических и экспериментальных данных, основным путем улучшения КИП антенн со смещенной фокальной осью представляется создание первичного излучателя со следующей совокупностью характеристик:
а) осесимметричной формой диаграммы направленности (ДН);
б) широкоугольностью этой формы с 200,5 ≃ 30-40оС;
в) стабильным и совпадающим для обеих основных поляризаций поля положением фазового центра;
г) сохранением указанных выше характеристик на расстояниях, соответствующих положению точек отражения на вспомогательном зеркале относительно центра раскрыва рупора.As shown by the analysis of theoretical and experimental data, the main way to improve the instrumentation of antennas with a shifted focal axis is to create a primary emitter with the following set of characteristics:
a) axisymmetric shape of the radiation pattern (DN);
b) the wide-angle of this form with 20 0.5 ≃ 30-40 о С;
c) the position of the phase center is stable and coincides for both main polarizations of the field;
d) preservation of the above characteristics at distances corresponding to the position of the reflection points on the auxiliary mirror relative to the center of the mouth of the mouthpiece.
ДЗА с таким первичным излучателем в наиболее полной мере реализует предсказываемые расчетным путем характеристики. DZA with such a primary emitter to the fullest extent implements the characteristics predicted by calculation.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является антенна типа АДЭ с первичным излучателем в виде открытого конца круглого волновода. Открытый конец круглого волновода, как известно, излучает практически сферическую волну с положением ФЦ, совпадающим с центром его раскрыва. При отношении его диаметра к длине волны около 0,8 ДН излученного поля примерно осесимметричны. Напомним, что расстояние дальней зоны в этом случае начинается с величины 1,3λ Недостатками прототипа являются относительно узкий рабочий диапазон, в котором сохраняется осевая симметрия поля; слишком большая широкоугольность ДН, вследствие чего повышается Ку и дифракционные эффекты на малом зеркале. Кроме этого, первичный излучатель не может создать неоднородный плоский волновой фронт для облучения малого зеркала с диаметром около 2,5-3λ, при котором антенна АДЭ еще сохраняет работоспособность.The closest in technical essence to the proposed one is an ADE antenna with a primary emitter in the form of the open end of a circular waveguide. The open end of a circular waveguide, as is known, emits an almost spherical wave with the position of the FC coinciding with the center of its aperture. With a ratio of its diameter to the wavelength of about 0.8 days, the radiated field is approximately axisymmetric. Recall that the distance of the far zone in this case begins with a value of 1.3λ. The disadvantages of the prototype are the relatively narrow working range in which the axial symmetry of the field is preserved; the wide-angle of the MD is too large, as a result of which K y and diffraction effects on a small mirror increase. In addition, the primary emitter cannot create an inhomogeneous flat wavefront for irradiating a small mirror with a diameter of about 2.5-3λ, at which the ADE antenna still remains operational.
Целью изобретения является повышение КИП ДЗА со смещенной фокальной осью и улучшение других электрических характеристик, например, развязки по кросс-поляризации при минимизации габаритов облучающей системы. The aim of the invention is to increase the instrumentation DZA with a shifted focal axis and improve other electrical characteristics, for example, decoupling for cross-polarization while minimizing the dimensions of the irradiating system.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве первичного излучателя ДЗА со смещенной фокальной осью используется устройство, состоящее из собственно рупорной части и электрически соединенной с ней и соосной насадкой импедансного типа с четвертьволновыми канавками на внутренней поверхности насадки, причем насадка выполнена в виде отрезка металлического цилиндра (полого), с диаметром излучающего раскрыва, равным 2λ, где λ- средняя длина волны рабочего диапазона, а общее число канавок, прорезанных на внутренней поверхности цилиндра взято не менее восьми. Канавки могут быть как концентрическими, так и спиральными. This goal is achieved in that a device consisting of the horn itself and electrically connected to it and an impedance-type coaxial nozzle with quarter-wave grooves on the inner surface of the nozzle is used as the primary emitter of a DZA with a shifted focal axis, and the nozzle is made in the form of a piece of a metal cylinder ( shallow), with a radiating aperture diameter equal to 2λ, where λ is the average wavelength of the working range, and the total number of grooves cut on the inner surface of the cylinder in yato at least eight. The grooves can be either concentric or spiral.
Предлагаемый первичный излучатель создает широкоугольную ДН с крутыми скатами и положением ФЦ, не зависящим от расстояния до точек малого зеркала, что позволяет максимально приблизить ход лучей в антенне к теоретически предсказываемому законами геометрической оптики (ГО). В этом случае теоретические и экспериментальные данные, такие как взаимное расположение элементов антенны и значения электрических характеристик оказываются максимально близкими между собой. При этом установлено, что на расстояниях l < λ от плоскости излучающего раскрыва первичного излучателя поле излучения является практически неоднородной плоской волной, поскольку именно такая волна возбуждается в насадке. При этом вспомогательное зеркало должно иметь параболическую образующую, а габариты облучающей системы оказываются минимально возможными (для устройств, формирующих плоскую волну в объеме цилиндра с диаметром 2,5-3λ). На расстояниях, превышающих 2λ, поле первичного излучателя представляет собой расходящуюся сферическую волну с точечным ФЦ. Для таких расстояний вспомогательное зеркало должно иметь эллиптический или гиперболический профиль, чтобы сформировать в раскрыве плоскую волну. The proposed primary emitter creates a wide-angle beam with steep slopes and a position of the FC that does not depend on the distance to the points of a small mirror, which makes it possible to approximate the path of the rays in the antenna theoretically predicted by the laws of geometric optics (GO). In this case, the theoretical and experimental data, such as the relative positions of the antenna elements and the values of the electrical characteristics, are as close as possible to each other. It was found that at distances l <λ from the plane of the radiating aperture of the primary emitter, the radiation field is an almost inhomogeneous plane wave, since it is such a wave that is excited in the nozzle. In this case, the auxiliary mirror should have a parabolic generatrix, and the dimensions of the irradiating system are minimally possible (for devices forming a plane wave in the cylinder volume with a diameter of 2.5-3λ). At distances exceeding 2λ, the field of the primary emitter is a diverging spherical wave with a point-like phase transition. For such distances, the auxiliary mirror must have an elliptical or hyperbolic profile in order to form a plane wave in the aperture.
Наличие в изобретении первичного излучателя с описанной геометрией (конкретными размерами и числом канавок и др.), профилем вспомогательного зеркала, различным в зависимости от расстояния до излучающего раскрыва первичного излучателя (параболическим, если это расстояние меньше λ и эллиптическим, если оно больше 2λ), отличает его от выбранного прототипа. Подобное устройство в литературе не описано. The presence in the invention of a primary emitter with the described geometry (specific dimensions and the number of grooves, etc.), the profile of the auxiliary mirror, different depending on the distance to the radiating aperture of the primary emitter (parabolic if this distance is less than λ and elliptical if it is more than 2λ), distinguishes it from the selected prototype. A similar device is not described in the literature.
Возможность создания положительного эффекта основывается на выполненном анализе результатов теоретического исследования закономерностей распространения поля в бесконечном гофрированном волноводе с четвертьволновыми канавками на стенках (анализ качественный). Получено экспериментальное подтверждение ожидаемых эффектов на нескольких вариантах первичного излучателя и в антенне типа АДЭ. Использование изобретения позволяет спроектировать ДЗА типа АДЭ, АДГ или АДП с одним и тем же первичным излучателем, имеющим минимально возможные габариты. При этом реализуются более близкие к теоретическим значения КИП и УПБЛ, чем в прототипе и аналогах. Антенна типа АДП осуществима при расстоянии между раскрывом первичного излучателя и малым зеркалом, меньшим длины волны, а антенны типа АДЭ и АДГ при расстояниях, больших двух длин волн. Поскольку каждый указанный тип антенны обладает своими положительными качествами, которые наиболее полно реализованы с помощью изобретения, то соответствующий положительный эффект должен быть соотнесен с решаемой технической задачей. The possibility of creating a positive effect is based on the analysis of the results of a theoretical study of the laws of field propagation in an endless corrugated waveguide with quarter-wave grooves on the walls (qualitative analysis). Experimental confirmation of the expected effects was obtained on several versions of the primary emitter and in an antenna of the ADE type. The use of the invention allows to design DZA type ADE, ADH or ADP with the same primary emitter having the smallest possible dimensions. In this case, closer to theoretical values of instrumentation and control devices are realized than in the prototype and analogues. Antenna of type ADP is feasible at a distance between the opening of the primary emitter and a small mirror shorter than the wavelength, and antennas of type ADE and ADH at distances greater than two wavelengths. Since each indicated type of antenna has its own positive qualities, which are most fully realized with the help of the invention, the corresponding positive effect should be correlated with the technical problem being solved.
На фиг. 1 показана конструктивная схема предлагаемой ДЗА в произвольном центральном сечении на примере известной схемы АДЭ (фиг.1а) и схема предлагаемого первичного излучателя в варианте с кольцевыми канавками на стенках насадки (фиг.1б). In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed DZA in an arbitrary central section using the example of the well-known ADE circuit (Fig. 1a) and a diagram of the proposed primary radiator in the embodiment with annular grooves on the nozzle walls (Fig. 1b).
Обозначения: D и d диаметры большого и малого зеркал соответственно; L расстояние между плоскостью излучающего раскрыва первичного излучателя и малым зеркалом (его острием) вдоль оси симметрии, r0 внутренний радиус насадки; r1 ее наружный радиус; 1 рупорная часть первичного излучателя (ПИ); 2 цилиндрическая насадка к ней длиной L, 3 малое зеркало с образующей кривой второго порядка, фокусы которой 0 и 0ф, 4 большое зеркало с параболическим профилем и фокусом в точке 0 (для симметрии половины зеркала те же обозначения, но со значком "штрих" наверху. Фокальная ось образующей параболы параллельна оси симметрии и смещена от нее в сторону на расстояние d/2).Designations: D and d are the diameters of the large and small mirrors, respectively; L is the distance between the plane of the radiating aperture of the primary emitter and the small mirror (its tip) along the axis of symmetry, r 0 is the inner radius of the nozzle; r 1 is its outer radius; 1 horn part of the primary emitter (PI); 2 a cylindrical nozzle to it of length L, 3 a small mirror with a generatrix of a second-order curve, the foci of which are 0 and 0 f , 4 a large mirror with a parabolic profile and focus at point 0 (for the symmetry of half a mirror, the same notation, but with a dash icon) The focal axis of the generatrix of the parabola is parallel to the axis of symmetry and is offset from it to the side by a distance d / 2).
На фиг.2 показана конструктивная схема предлагаемого ПИ к антенне в варианте с двухзаходной спиральной канавкой на стенке насадки. Figure 2 shows a structural diagram of the proposed PI to the antenna in the embodiment with a double-helical spiral groove on the nozzle wall.
Обозначения: 1 собственно рупорная часть; 2 цилиндрическая насадка; 3 произвольное центральное сечение насадки 2 (канавки одной ветви спирали отмечены значком "о", второй, сдвинутой по торцу насадки на 90о по отношению к первой, значком "х"; dв диаметр питающего волновода. Точки начала ветвей спирали: С первой и В второй.Designations: 1 actually horn part; 2 cylindrical nozzle; 3 arbitrary central section of the nozzle 2 (the grooves of one branch of the spiral are marked with an “o”, the second, shifted along the end of the nozzle by 90 ° with respect to the first, with an “x”; d in the diameter of the supply waveguide. Starting points of the spiral branches: From the first and In the second.
На фиг.3 представлена конструктивная схема предлагаемого ПИ к антенне в варианте с кольцевыми канавками (концентрическими) на стенках насадки 2. Обозначения те же, что и на фиг.1 и 2. В кружке "м" дана выноска, показывающая геометрию канавок, при этом t толщина металла по стенке между соседними канавками, S ширина канавок, q S+t. Эти характеристики одинаковы как для кольцевых, так и для спиральных канавок. Figure 3 presents a structural diagram of the proposed PI to the antenna in the embodiment with annular grooves (concentric) on the walls of the
На фиг. 4 показана зависимость положения ФЦ Lф одного из исследованных вариантов предложенного ПИ/с кольцевыми канавками на стенках и углом расфазированной части α2= 45о от расстояния RLф+L; на фиг.5 фазовые распределения и ДН одного из вариантов ПИ с данными: α111о, α2= 55о, канавки кольцевые; на фиг. 6 набор фазовых диаграмм того же ПИ для разных расстояний L (фиг.6а), зависимость положения его фазового центра от расстояния (фиг.6б) и сектор углов ±θo в функции L, в пределах которого фазовая ошибка по модулю меньше 10о, на фиг.7 амплитудные ДН предлагаемого ПИ в частотном диапазоне для варианта α1 11о, α2= 55о, насадка с кольцевыми канавками; на фиг.8 амплитудные и фазовые распределения в плоскости раскрыва предлагаемой антенны с данными: схема АДЭ, D 2500 мм; d 200 мм; F 575 мм; Ψo= 90о; α1 11о; α2= 45о, насадка с кольцевыми канавками, 8 штук, Lф 13 мм; L 151,5 мм. Измерения на частоте 11,2 ГГц.In FIG. 4 shows the dependence of the position of the FC L f of one of the investigated variants of the proposed PI / with ring grooves on the walls and the angle of the out-of-phase part α 2 = 45 о from the distance RL f + L; figure 5 phase distribution and the bottom of one of the options PI with data: α 1 11 about , α 2 = 55 about , ring grooves; in FIG. 6 is a set of phase diagrams of the same PI for different distances L (Fig.6a), the dependence of the position of its phase center on the distance (Fig.6b) and the angle sector ± θ o in function L, within which the phase error modulo is less than 10 o , in Fig.7 amplitude MD of the proposed PI in the frequency range for option α 1 11 about , α 2 = 55 about , nozzle with annular grooves; on Fig amplitude and phase distribution in the aperture plane of the proposed antenna with data: ADE circuit, D 2500 mm;
Двухзеркальная антенна обладает осевой симметрией и содержит основное (большое) зеркало 4 со смещенной фокальной осью от параболической образующей, согласованное с ним по профилю вспомогательное (малое) зеркало 3 с образующей кривой второго порядка с фокусами в точках 0 и 0ф и первичный излучатель 1-2, содержащий в свою очередь собственно рупорную часть 1 и импедансную насадку 2 с прорезанными на ее внутренней поверхности четвертьволновыми канавками. Диаметр внутренней поверхности 2го, совпадает с выходным диаметром конической части рупора 1 в сечении а-а'. Кроме того, этот диаметр равен двум длинам волн для средней расчетной частоты диапазона волн. Насадка 2 может быть выполнена со спиральными канавками на стенках (фиг.2), либо с кольцевыми канавками (фиг. 3). Внешний диаметр насадки 2r1 взят несколько больше 2,5λс учетом требуемой из конструктивных соображений толщины металла. Ширина каждой канавки S≅ , расстояние по металлу между соседними канавками t≅ , причем общее число канавок взято не менее восьми. Спиральная канавка является двухзаходной с точками начала каждой ветви С и В (фиг.2), сдвинутыми между собой на 90о по торцу раскрыва. Шаг спиралей (через каждые 360о) взят равным 2q 0,5λ Для построения рупорной части 1 может быть использован как синфазный, так и расфазированный рупор. Фокус 0 малого зеркала 3 совмещен с фокусом большого зеркала 4 (точка 0), а его второй (осевой) фокус 0ф совмещен с фазовым центром первичного излучателя.A two-mirror antenna has axial symmetry and contains a primary (large)
Двухзеркальная антенна (вариант) отличается эллиптической или гиперболической формой кривой, образующей профиль малого зеркала 3, (АДЭ или АДГ соответственно). При этом расстояние L между плоскостью раскрыва Q первичного излучателя и центром малого зеркала 3 взято больше 2λ. A two-mirror antenna (option) is characterized by an elliptical or hyperbolic curve shape forming the profile of a small mirror 3, (ADE or ADH, respectively). Moreover, the distance L between the aperture plane Q of the primary emitter and the center of the small mirror 3 is taken more than 2λ.
Двухзеркальная антенна (вариант) отличается параболической формой кривой, образующей профиль малого зеркала 3, конфокальной образующей параболе большого зеркала 4, но со встречным направлением фокальной оси. Это ДЗА типа АДП τ<λ
Для пояснения работы устройства отметим, что в плоскости раскрыва Q первичного излучателя (фиг.2 и 3) возникает практически осесимметричное плоское поле со спадающим к краям распределением (Т). Такое поле излучает сложную волну.A two-mirror antenna (option) differs in a parabolic shape of the curve forming the profile of the small mirror 3, confocal forming the parabola of the
To explain the operation of the device, we note that in the aperture plane Q of the primary emitter (FIGS. 2 and 3), an almost axisymmetric plane field arises with a distribution (T) decreasing towards the edges. Such a field emits a complex wave.
Известно, что в поле излучения синфазного конечного раскрыва можно выделить две области пространства, характеризуемые относительным расстоянием в долях так называемого "расстояния Релея" Ro= , в пределах каждой из которых структура этого поля различна. В области 0 < R < 0,5Roизлученная волна-неоднородная плоская; в области R > Ro излученная волна-неоднородная сферическая. Так как излучающий раскрыв ПИ 2ro 2λ, то для него Ro 2λ. Как видно из фиг.2, фазовый центр излученного поля для расстояний R < λ сильно углубляется внутрь раскрыва (Lф > 4λ), т.е. в указанной области пространства распространяется плоская волна. В интервале расстояний 1,5λ -2λ волна нерегулярная не плоская и не сферическая. Но для расстояний R > 2λ -2,5 λ формируется регулярная сферическая волна. Кривые получены для ПИ с dв 23 мм, α1=11о, α2= 45о, канавки кольцевые, f 10 ГГц (f частота).It is known that in the radiation field of a common-phase final aperture, two regions of space characterized by relative distance can be distinguished in shares of the so-called "Rayleigh distance" R o = , within each of which the structure of this field is different. In the
Описанный характер поля излучения ПИ сохраняется неизменным качественно при различных выполнениях рупорной части 1 (близкой к синфазному или расфазированному рупору) и при насадке с концентрическими или спиральными канавками. В зависимости от характера канавок наблюдаются различия в положении фазового центра Lф излученного поля, степени его симметрии и крутизне скатов ДН. Насадка со спиральной канавкой формирует большую крутизну скатов ДЧ, чем с кольцевыми при лучшем согласовании волноводного входа. Последнее объясняется тем, что в доль оси симметрии 0-0' противолежащие точки спирали сдвинуты между собой на q0,25λ поэтому отраженные от них волны в сторону рупорной части 1 проходят этот путь дважды, т.е. имеют разность фаз, равную 180о. Следовательно при спиральной канавке в сторону рупора 1 отраженной волны диаметрально противолежащие поверхностные поля на стенках насадки взаимно компенсируются. Отсутствие поверхностной отраженной волны вдоль стенок насадки со спиральной канавкой способствует уменьшению уровня паразитных излученных полей, поэтому крутизна скатов ДН такой насадки выше, чем у насадки с кольцевыми канавками.The described character of the radiation field of the PI remains unchanged qualitatively with different designs of the horn part 1 (close to in-phase or out-of-phase horn) and with a nozzle with concentric or spiral grooves. Depending on the nature of the grooves, differences are observed in the position of the phase center L f of the emitted field, the degree of its symmetry, and the steepness of the slopes of the MD. The nozzle with a spiral groove forms a greater steepness of the slopes of the PM than with the annular ones with better matching of the waveguide input. The latter is explained by the fact that opposite the points of symmetry 0-0 'the opposite points of the spiral are shifted to each other by q0.25λ; therefore, the waves reflected from them in the direction of the
На фиг. 5 приведены фазовые распределения в поле рупора с dв 19 мм, α1= 11о, α2= 55о при насадке с кольцевыми канавками на частоте f 11,2 ГГц в функции параметра 1 и в зависимости от угла θo поворота зонда вокруг ФЦ поля остается практически неизменным для всех установленных расстояний, а ДН (верхние рисунки) одинаковы для обоих поляризаций и имеют достаточно крутые скаты.In FIG. Figure 5 shows the phase distributions in the horn field with d at 19 mm, α 1 = 11 о , α 2 = 55 о for a nozzle with ring grooves at a frequency f of 11.2 GHz as a function of
На фиг.6 приведены обобщенные результаты измерений для этого ПИ. На фиг. 6а приведен набор фазовых распределений для Е и Н плоскостей в функции расстояний 50≅L≅1000 мм; на фиг.6б зависимость положения ФЦ Lфот расстояния L и на фиг.6в сектор углов (-θ)o-(+θ)o в пределах которого отклонение фазы волны от сферической по модулю не превышает 10одля Е и Н плоскостей поля одновременно. Расчетная длина волны λ= 26,2 мм, расстояние релея Ro 53,6 мм. Исследовалось поле в интервале расстояний L > 0,5Ro. Как видно из фиг.6б, при L > Ro излученное поле весьма быстро становится сферическим, как это и следует из теории.Figure 6 shows the generalized measurement results for this PI. In FIG. 6a shows a set of phase distributions for E and H planes as a function of
Было проверено сохранение характеристик в частотном диапазоне (фиг.7). Измерения подтверждают стабильность формы ДН в частотном диапазоне при сохранении неизменным положения ФЦ. It was checked the preservation of the characteristics in the frequency range (Fig.7). Measurements confirm the stability of the shape of the pattern in the frequency range while maintaining the position of the FC.
Так как профили зеркал 3 и 4 согласованы между собой с целью формирования в раскрыве антенны синфазного волнового фронта, то на основе симметричного распределения в раскрыве Q ПИ, в раскрыве антенны Р формируется плоская волна с симметричным распределением. Since the profiles of
Устройство по п.2 работает следующим образом. Первичный излучатель 1-2 в пространственную область L > 2λ излучает сферическую волну, преобразуемую малым зеркалом 3 в тороидальную с фокальным кольцом 0-0'(фиг.1). Эта волна облучает тороидальное большое зеркало 4 из его фокального кольца. Зеркало 4 формирует в плоскости Р раскрыва ДЗА синфазный волновой фронт. Амплитудное распределение в раскрыве является симметричным и спадающим к краям. Такому распределению соответствует высокий КИП и низкий УПБЛ. Так как диаметр излучающего раскрыва Q первичного излучателя равен 2λ то диаметр d малого зеркала 3 может быть взят, начиная со значения 2,5λ. Это обеспечивает при необходимости минимизацию габаритов облучающей системы.The device according to
Устройство по п. 2 было проверено экспериментально. Измерено распределение поля в раскрыве Р ДЗА (фиг.8) с ПИ, характеристики которого показаны на фиг.4. Измерения выполнены в функции угла Q облучения большого зеркала 4 из фокуса 0. При настройке было обнаружено, что расстояние L точно совпало с его расчетным значением 151,5mm по ГО, что для обычных рупорных излучателей не наблюдается. Там величина смещения составляет обычно около половины длины рабочей волны. Расфазировка в раскрыве меньше 10о по модулю, т.е. фазовые ошибки несущественны. Амплитудное распределение слабо осциллирующее без сильных провалов в интервале углов θ 0-40о, как это наблюдается при рупорном излучателе. По измеренным распределениям были рассчитаны основные характеристики, а именно, получено: КИП 0,85 и УПБЛ -2 дБ, что практически совпадает с геометрооптическими данными.The device according to
Устройство по п.3, которое представляет собой антенну типа АДП, работает следующем образом. The device according to claim 3, which is an ADP type antenna, operates as follows.
Первичный излучатель 1-2 в области расстояний L < λ излучает плоскую волну (фиг. 4). Малое зеркало 3 с параболической образующей создает тороидальную отраженную волну с кольцевым фокусом 0-0'. Дальнейшая трансформация этого поля в синфазный волновой фронт в раскрыве ДЗА происходит аналогично описанному ранее с теми же положительными свойствами.The primary emitter 1-2 in the range of distances L <λ emits a plane wave (Fig. 4). A small mirror 3 with a parabolic generatrix creates a toroidal reflected wave with an annular focus of 0-0 ' . Further transformation of this field into a common-mode wave front in the aperture of the DZA occurs similarly to that described previously with the same positive properties.
Техническая эффективность предлагаемой двухзеркальной антенны определена путем сравнения с прототипом и аналогами на основе прямых экспериментальных исследований и путем математического эксперимента. В результате подтверждена возможность получения ожидаемых положительных эффектов. The technical efficiency of the proposed two-mirror antenna is determined by comparison with the prototype and analogues based on direct experimental studies and by means of a mathematical experiment. As a result, the possibility of obtaining the expected positive effects was confirmed.
На основе описанного технического решения могут быть сконструированы ДЗА типа АДЭ, АДГ и АДП с высокими значениями КИП и низким УПБЛ при минимально возможных габаритах облучающей системы. Такие антенны оказываются более эффективными, чем известные. Based on the technical solution described, DZAs of the ADE, ADH and ADP types can be designed with high instrumentation values and low UPL with the smallest possible dimensions of the irradiating system. Such antennas are more effective than the known ones.
Предлагаемая конструкция обладает простотой и технологичностью. Например, насадку 2 первичного излучателя технологически проще изготовить со спиральными канавками на внутренней поверхности цилиндра, чем конический рупорный излучатель с кольцевыми или спиральными канавками на его рабочей поверхности. The proposed design is simple and adaptable. For example, the
Claims (2)
3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что вспомогательное зеркало является параболическим, при этом расстояние между плоскостью раскрыва облучателя и центром вспомогательного зеркала меньше λср 2. The antenna according to claim 1, characterized in that the auxiliary mirror is elliptical or hyperbolic, while the distance between the aperture plane of the irradiator and the center of the auxiliary mirror is more than 2λ cf
3. The antenna according to claim 1, characterized in that the auxiliary mirror is parabolic, while the distance between the aperture plane of the irradiator and the center of the auxiliary mirror is less than λ cf
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5054042 RU2039401C1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Cassegrainian axial-symmetry antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5054042 RU2039401C1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Cassegrainian axial-symmetry antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2039401C1 true RU2039401C1 (en) | 1995-07-09 |
Family
ID=21609202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5054042 RU2039401C1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Cassegrainian axial-symmetry antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2039401C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474934C1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны РФ | Double-reflector antenna |
-
1992
- 1992-05-20 RU SU5054042 patent/RU2039401C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1262612, кл. H 01G 15/00, 1984. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474934C1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны РФ | Double-reflector antenna |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5679820B2 (en) | Subreflector of double reflector antenna | |
KR101607420B1 (en) | Subreflector of a dual-reflector antenna | |
JP2545737B2 (en) | Gaussian beam type antenna device | |
Rumsey | Horn antennas with uniform power patterns around their axes | |
US4626863A (en) | Low side lobe Gregorian antenna | |
EP0136818A1 (en) | Dual mode feed horn or horn antenna for two or more frequency bands | |
JPH0586682B2 (en) | ||
US10476166B2 (en) | Dual-reflector microwave antenna | |
JP2004015408A (en) | Slot array antenna | |
EP0005487A1 (en) | Parabolic reflector antenna with optimal radiative characteristics | |
US5115482A (en) | Optical apparatus for conversion of whispering-gallery modes into a free space gaussian like beam | |
RU2039401C1 (en) | Cassegrainian axial-symmetry antenna | |
US3530480A (en) | Cassegrain antenna having dielectric supporting structure for subreflector | |
US5182569A (en) | Antenna having a circularly symmetrical reflector | |
EP0268635B1 (en) | Reflector antenna with a self-supported feed | |
Fry et al. | aerails for centimetre wave lengths | |
USH584H (en) | Dielectric omni-directional antennas | |
US2881431A (en) | Ring source omnidirectional antenna | |
US2750588A (en) | Wave guide terminating device | |
Reutov et al. | Focuser-based hybrid antennas for one-dimensional beam steering | |
US4774520A (en) | Primary microwave source for a conical scanning antenna and an antenna containing it | |
RU2012962C1 (en) | Horn radiator | |
US11791562B2 (en) | Ring focus antenna system with an ultra-wide bandwidth | |
US3543276A (en) | Broadband circularly polarized fanshaped beam antenna | |
JPS60186102A (en) | Reflecting antenna with buried feedphone |