RU2664751C1 - Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation - Google Patents
Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664751C1 RU2664751C1 RU2017142644A RU2017142644A RU2664751C1 RU 2664751 C1 RU2664751 C1 RU 2664751C1 RU 2017142644 A RU2017142644 A RU 2017142644A RU 2017142644 A RU2017142644 A RU 2017142644A RU 2664751 C1 RU2664751 C1 RU 2664751C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- irradiators
- reflector
- arc
- plane
- ellipse
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Известны многолучевые двухзеркальные тороидально-параболические антенны, состоящие из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, основного зеркала-рефлектора, имеющего в плоскости, ортогональной плоскости дуги окружности, форму параболы, и вспомогательного зеркала-контррефлектора, симметричных относительно фокальной оси, в виде соосного параболе эллипса, вогнутого в сторону рефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиусысоответственно. Дуга окружностей облучателей проходит через фокус эллипса, приближенный к рефлектору, а дополнительно на дуге облучателей, проходящей через фокус эллипса, удаленный от рефлектора, установлены один или более дополнительных облучателей.Known are multi-beam two-mirror toroidal parabolic antennas, consisting of a system of irradiators located on an arc of a circle, a main reflector mirror having in the plane orthogonal plane of a circular arc, the shape of a parabola, and an auxiliary counterreflector mirror, symmetrical about the focal axis, in the form of a coaxial parabola an ellipse concave towards the reflector, the sections of which in the plane of the irradiator arc are circles concentric to the irradiator arc and having compared to it larger and smaller radii, respectively. The circular arc of the irradiators passes through the focus of the ellipse close to the reflector, and in addition to the arc of the irradiators passing through the focus of the ellipse remote from the reflector, one or more additional irradiators are installed.
Такие антенны формируют веерную диаграмму направленности (ДН) для одновременной радиосвязи с несколькими ИСЗ на геостационарной орбите при работе в нескольких диапазонах частот. К недостаткам такой антенны относится пониженная эффективность, вызванная потерями электромагнитной энергии за счет затенения рефлектора контррефлектором и реакцией рефлектора на облучатель.Such antennas form a fan radiation pattern (DF) for simultaneous radio communication with several satellites in a geostationary orbit when operating in several frequency ranges. The disadvantages of such an antenna include reduced efficiency caused by loss of electromagnetic energy due to shadowing of the reflector by the counter-reflector and the reaction of the reflector to the irradiator.
Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для применения в качестве антенн спутниковых систем связи с ретрансляторами СВЧ на геостационарной орбите (ГСО) для одновременной работы с несколькими ИСЗ связи, каждый из которых одновременно работает в нескольких диапазонах частот.The invention relates to the field of radio engineering and is intended for use as antennas of satellite communication systems with microwave transponders in geostationary orbit (GSO) for simultaneous operation with several satellite communications, each of which simultaneously operates in multiple frequency ranges.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание многолучевой диапазонной двухзеркальной антенны с вынесенным облучением повышенной эффективности.The technical result of the invention is the creation of a multi-beam band two-mirror antenna with remote radiation of increased efficiency.
Антенна состоит из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, основного зеркала-рефлектора, имеющего в плоскости, ортогональной плоскости дуги окружности, форму параболы, и вспомогательного зеркала-контррефлектора в виде соосного параболе эллипса, вогнутого в сторону рефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиусы соответственно, дуга окружностей облучателей проходит через фокус эллипса, приближенный к рефлектору, дополнительно на дуге облучателей, проходящей через фокус эллипса, удаленный от рефлектора установлены один или более дополнительных облучателей. Согласно изобретению сечения рефлектора и контррефлектора антенны в плоскости, ортогональной плоскости дуги размещения облучателей, несимметричны относительно фокальной оси, расположены относительно ее по разные стороны, а облучатели, включая дополнительные, в фокусах эллипса наклонены относительно этой фокальной оси.The antenna consists of a system of irradiators located on an arc of a circle, a main reflector mirror having in the plane orthogonal to the plane of a circular arc, a parabola shape, and an auxiliary counterreflector mirror in the form of an ellipse coaxial parabola, concave towards the reflector, whose sections are in the plane of the irradiator arc are circles concentric to the irradiator arc and having larger and smaller radii compared to it, respectively, the arc of irradiator circles passes through the focus of the ellipse, closer ny to the reflector, further irradiators arc passing through ellipse focus remote from the reflector are mounted one or more additional irradiators. According to the invention, the cross sections of the antenna reflector and counterreflector in the plane orthogonal to the plane of the irradiator placement arc are asymmetric with respect to the focal axis, are located relative to it on different sides, and the irradiators, including the additional ones, are tilted with respect to this focal axis in the ellipse foci.
Изобретение предназначено для применения в составе радиотехнических комплексов земных станций спутниковой связи с ИСЗ на геостационарной орбите, работающих одновременно в нескольких диапазонах частот для передачи и приема телевидения, радиовещания и радиосвязи в ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонах.The invention is intended for use as part of radio complexes of earth stations of satellite communications with satellites in a geostationary orbit, operating simultaneously in several frequency bands for transmitting and receiving television, broadcasting and radio communications in the VHF, UHF and microwave ranges.
Известны многолучевые диапазонные зеркальные антенны осесимметричного типа [1]. Недостатком такой антенны является снижение эффективности за счет затенения рефлектора контррефлектором.Known multi-beam band reflector antennas axisymmetric type [1]. The disadvantage of such an antenna is a decrease in efficiency due to the shadowing of the reflector by a counter-reflector.
Известны также многолучевые антенны с общим контррефлектором, в которых рефлектор и контррефлектор с несимметричной относительно общей фокальной оси имеют форму тороида [2]. В таких антеннах облучатели расположены только на дугах окружностей, проходящих через один из фокусов эллипсоида сечения контррефлектора. Это снижает эффективность антенны при одновременном приеме на один облучатель нескольких диапазонов частот, поскольку требует применения устройства разделения диапазонов частот, вносящих дополнительное затухание в тракт приема.Also known are multi-beam antennas with a common counterreflector, in which the reflector and the counterreflector with an asymmetric relative to the common focal axis have the shape of a toroid [2]. In such antennas, the irradiators are located only on arcs of circles passing through one of the foci of the ellipsoid of the cross-section of the counter-reflector. This reduces the efficiency of the antenna while simultaneously receiving several frequency ranges on one irradiator, since it requires the use of a device for separating frequency ranges introducing additional attenuation into the receiving path.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности многолучевой зеркальной антенны при сохранении веерных диаграмм направленности в двух или нескольких диапазонах частот.The technical result of the invention is to increase the efficiency of a multi-beam reflector antenna while maintaining fan radiation patterns in two or more frequency ranges.
Для этого предлагается многолучевая диапазонная двухзеркальная антенна с вынесенным облучением, состоящая из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, основного зеркала-рефлектора, имеющего в плоскости, ортогональной плоскости дуги окружности, форму параболы, и вспомогательного зеркала-контррефлектора, симметричных относительно фокальной оси, в виде соосного параболе эллипса, вогнутого в сторону рефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиусы соответственно, дуга окружностей облучателей проходит через фокус эллипса, приближенный к рефлектору, дополнительно на дуге облучателей, проходящей через фокус эллипса, удаленный от рефлектора, установлены один или более дополнительных облучателей, согласно изобретению сечения рефлектора и контррефлектора в плоскости, ортогональной плоскости дуги размещения облучателей, несимметричны относительно фокальной оси, расположены относительно ее по разные стороны, а облучатели, включая дополнительные, в фокусах эллипса наклонены относительно этой фокальной оси.For this purpose, a multi-beam two-mirror antenna array with remote radiation is proposed, consisting of a system of irradiators located on a circular arc, a main reflector mirror having a circular shape in the plane orthogonal to the plane, a parabola shape, and an auxiliary counterreflector mirror that are symmetrical with respect to the focal axis, in in the form of a coaxial parabola of an ellipse concave towards the reflector, the sections of which in the plane of the irradiator arc are circles concentric to the irradiator arc and have having larger and smaller radii compared to it, respectively, the arc of the circle of irradiators passes through the focus of the ellipse close to the reflector, in addition to the arc of irradiators passing through the focus of the ellipse remote from the reflector, one or more additional irradiators are installed, according to the invention, the cross-section of the reflector and counterreflector in the plane orthogonal to the plane of the arc of placement of the irradiators, are asymmetric with respect to the focal axis, are located relative to it on different sides, and the irradiators, including additional ADDITIONAL are inclined at the foci of the ellipse relative to the focal axis.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:
- фиг. 1 - многолучевая диапазонная двухзеркальная антенна с вынесенным облучением - вид сбоку;- FIG. 1 - multi-beam band two-mirror antenna with remote radiation - side view;
- фиг. 2 - многолучевая диапазонная двухзеркальная антенна с вынесенным облучением, вид со стороны рефлектора.- FIG. 2 - multi-beam band two-mirror antenna with remote radiation, view from the side of the reflector.
На чертежах обозначены: 1 - рефлектор, 2 - контррефлектор, 2 - первичные облучатели, 4 - дуга окружности размещения дополнительных облучателей, 5 - дополнительные облучатели, 6 - направление излучения антенны, 7 - фокальная ось параболы и эллипса, 8 - дуга размещения первичных облучателей, 9 - веер парциальных диаграмм направленности антенны.The drawings indicate: 1 - reflector, 2 - counterreflector, 2 - primary irradiators, 4 - arc of a circle of placement of additional irradiators, 5 - additional irradiators, 6 - direction of antenna radiation, 7 - focal axis of the parabola and ellipse, 8 - arc of placement of primary irradiators , 9 - a fan of partial antenna patterns.
Многолучевая диапазонная двухзеркальная антенна с вынесенным облучением по схеме Грегори с рефлектором 1 в виде параболического полутора, образованного вращением полупараболы с контррефлектором в виде эллиптического полутора 2, образованного вращением полуэллипса (фиг. 1), сечения которых находятся по разные стороны от общей для них фокальной оси 7, содержит облучатель 3 и ему подобные в фокусах эллипса, наиболее близких к вершине рефлектора 1 и наклоненных относительно фокальной оси.A multi-beam, two-mirror antenna with external radiation according to the Gregory scheme with a
При подключении к облучателю 3 и ему подобным, размещаемым на дуге размещения облучателей 8 и наклоненным к фокальной оси 7, высокочастотный генератор облучателя 3 излучает электромагнитное поле, в том числе и в сторону нижнего и верхнего краев контррефлектора примерно равной интенсивности. В геометрооптическом смысле поле можно рассматривать в виде лучей, которые отражаются от верхнего и нижнего краев контррефлектора 2, так же, как и все другие лучи, попадающие на него. Эти лучи пересекаются в фокусе эллипса, удаленном от рефлектора 1, совпадающем по положению с фокусом параболы.When connected to the
Благодаря геометрическим свойствам сечения контррефлектора в виде части эллипса расстояния от фокуса размещения первичного облучателя 3 до любой точки на поверхности эллипса и далее после отражения от него до второго фокуса, совмещенного с фокусом параболы, лучи поля облучателя 3 после прохождения второго фокуса формируют сферическую волну.Due to the geometric properties of the counterreflector section in the form of a part of the ellipse, the distance from the focus of the
Лучи первичных облучателей 3 располагаются в фокусе эллипса, совпадающем с фокусом параболы отражателя 1, формируют сферическую волну и после отражения отражателем 1 трансформируют ее в направленное излучение 7 вдоль фокальной оси в плоскости чертежа фиг. 1.The rays of the
В то же время в плоскости чертежа фиг. 2 формируется веер парциальных диаграмм направленности антенны 9.At the same time, in the plane of the drawing of FIG. 2, a fan of partial radiation patterns of the
Дополнительные облучатели 5, как и облучатели 3, для повышения эффективности антенны [3] наклонены к фокальной оси. Дополнительные облучатели 5 размещаются на дуге окружности 4, проходящей через фокус эллипса контррефлектора 2, поэтому в плоскости дуги окружности 4 формируется такой же веер парциальных диаграмм 9, как и от первичных облучателей 3, с направлением каждой парциальной диаграммы на свой ИСЗ. Поскольку облучатели основные 3 и дополнительные 5 могут лежать на радиусах, общих для окружностей 4 и 8, лучи 9 парциальных диаграмм облучателей 3 и 5 могут совпадать по направлению.
Облучатели типа 5 расположены на половине радиуса окружности 4, равного удвоенному фокусному расстоянию параболы рефлектора 1, а кроме этого расположены в фокусе параболы. Это приводит к созданию веерной диаграммы направленности в плоскости дуги окружности 5, концентрической с окружностью 8 и окружностями, образующими параболический и эллиптический полу-торы. При размещении облучателей типа 3 и типа 5 на одном радиусе окружностей 4 и 8 направления парциальных диаграмм от таких облучателей совпадают и направлены на один и тот же спутник. Это может быть использовано для одновременного приема от этого спутника двух различающихся диапазонов частот - одни диапазоны на первичные облучатели 3, а другие диапазоны на дополнительные облучатели 5.
Для одновременной работы в двух диапазонах в известных антеннах используют общий для этих диапазонов облучатель в совокупности с устройством разделения диапазонов частот, вносящим дополнительные высокочастотные потери и снижающим коэффициент усиления и шумовую температуру антенны.For simultaneous operation in two ranges in known antennas, an irradiator common to these ranges is used in combination with a device for separating frequency ranges, introducing additional high-frequency losses and reducing the gain and noise temperature of the antenna.
В предлагаемой антенне облучатели вынесены из центра рефлектора и контррефлектора и наклонены к фокальной оси, тем самым уменьшая влияние (реакцию) отраженного поля. Кроме этого исключено затенение рефлектора контррефлектором, при этом разделение диапазонов частот осуществляется методом пространственного разделения на два облучателя одного направления. Все вместе это увеличивает коэффициент усиления и снижает шумовую температуру, тем самым повышает эффективность антенны.In the proposed antenna, the irradiators are removed from the center of the reflector and counterreflector and are inclined to the focal axis, thereby reducing the influence (reaction) of the reflected field. In addition, shading of the reflector by the counter-reflector is excluded, while the separation of the frequency ranges is carried out by the method of spatial separation into two irradiators of the same direction. Together, this increases the gain and reduces the noise temperature, thereby increasing the efficiency of the antenna.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Многолучевая диапазонная зеркальная антенна: Патент RU 2620875: МПК H01Q 19/19. / Сомов A.M.; Заявка RU 2016129028 от 15.07.2016 г.; опубл. 30.05.2017 г.1. A multi-beam band mirror antenna: Patent RU 2620875: IPC H01Q 19/19. / Somov A.M .; Application RU 2016129028 of 07.15.2016; publ. 05/30/2017
2. Сомов A.M. Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи. - М.: Горячая линия-Телеком, 2015. - 456 с.: ил.2. Somov A.M. Propagation of radio waves and antennas of satellite communication systems. - M .: Hotline-Telecom, 2015 .-- 456 p.: Ill.
3. Сомов A.M., Покрас A.M. К определению угла наклона облучателя антенн в виде неосесимметричной параболической вырезки. / Радиотехника, №3, 1968 г.3. Somov A.M., Pokras A.M. To determine the angle of inclination of the antenna feed in the form of an axisymmetric parabolic notch. / Radio engineering, No. 3, 1968
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142644A RU2664751C1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142644A RU2664751C1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2664751C1 true RU2664751C1 (en) | 2018-08-22 |
Family
ID=63286885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017142644A RU2664751C1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664751C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776724C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Multibeam multiband multimirror antenna with axisymmetric counter-reflectors |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828352A (en) * | 1971-08-09 | 1974-08-06 | Thomson Csf | Antenna system employing toroidal reflectors |
RU2173496C1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-09-10 | ВЕЙВФРОНТИЕР Ко., Лтд. | Mirror antenna |
RU2380802C1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-01-27 | Джи-хо Ан | Compact multibeam mirror antenna |
RU2446524C1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио | Multibeam double-reflector antenna for receiving signals from satellites on edge of visible geostationary orbit sector |
-
2017
- 2017-12-06 RU RU2017142644A patent/RU2664751C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828352A (en) * | 1971-08-09 | 1974-08-06 | Thomson Csf | Antenna system employing toroidal reflectors |
RU2173496C1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-09-10 | ВЕЙВФРОНТИЕР Ко., Лтд. | Mirror antenna |
RU2380802C1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-01-27 | Джи-хо Ан | Compact multibeam mirror antenna |
RU2446524C1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио | Multibeam double-reflector antenna for receiving signals from satellites on edge of visible geostationary orbit sector |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776724C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Multibeam multiband multimirror antenna with axisymmetric counter-reflectors |
RU2776722C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Axisymmetric multi-band multi-beam multi-reflector antenna |
RU2805126C1 (en) * | 2023-01-18 | 2023-10-11 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Composite multi-beam two-mirror antenna |
RU2805200C1 (en) * | 2023-01-18 | 2023-10-12 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Composite multi-beam mirror antenna |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2380802C1 (en) | Compact multibeam mirror antenna | |
JP5679820B2 (en) | Subreflector of double reflector antenna | |
KR101292230B1 (en) | Compact nonaxisymmetric double-reflector antenna | |
TW200826363A (en) | Antenna with shaped asymmetric main reflector and subreflector with asymmetric waveguide feed | |
EP3035444B1 (en) | Feed re-pointing technique for multiple shaped beams reflector antennas | |
US6184838B1 (en) | Antenna configuration for low and medium earth orbit satellites | |
WO2018096307A1 (en) | A frequency scanned array antenna | |
RU2664751C1 (en) | Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation | |
CN107069225B (en) | Cassegrain antenna feed source structure and Cassegrain antenna | |
RU2664792C1 (en) | Multi-beam combined non-axisymmetric mirror antenna | |
RU2776725C1 (en) | Multibeam multiband multireflector antenna | |
RU2776724C1 (en) | Multibeam multiband multimirror antenna with axisymmetric counter-reflectors | |
JPS603210A (en) | Antenna in common use for multi-frequency band | |
RU2556466C2 (en) | Multibeam hybrid mirror antenna | |
RU2673436C1 (en) | Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation | |
WATANABE et al. | An offset spherical tri-reflector antenna | |
RU2664870C1 (en) | Non-inclined multiple multi-beam band double-reflector antenna | |
RU2776723C1 (en) | Axisymmetric multiband multimirror antenna | |
RU2620875C1 (en) | Multibeam band dish antenna | |
CN114465019A (en) | Cassegrain antenna with transmitting and receiving coaxial functions for terahertz real aperture imaging | |
RU2776722C1 (en) | Axisymmetric multi-band multi-beam multi-reflector antenna | |
RU2811709C1 (en) | Single-ended multi-band multi-mirror antenna | |
RU2798411C1 (en) | Axisymmetric dual band antenna | |
RU2798412C1 (en) | Axisymmetric dual band antenna | |
RU2627284C1 (en) | Multibeam combined mirror antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191207 |