RU2759918C1 - Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы - Google Patents
Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759918C1 RU2759918C1 RU2021103459A RU2021103459A RU2759918C1 RU 2759918 C1 RU2759918 C1 RU 2759918C1 RU 2021103459 A RU2021103459 A RU 2021103459A RU 2021103459 A RU2021103459 A RU 2021103459A RU 2759918 C1 RU2759918 C1 RU 2759918C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- mirror
- layer
- radio
- dielectric constant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
-
- 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
- H01Q19/02—Details
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к конструкциям двухзеркальных антенных устройств, входящих в системы «антенна-обтекатель», предназначенных для работы в термонагруженных (высокотемпературных) условиях. Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы, выполненного из проволок круглого или прямоугольного сечения, лежащих перпендикулярно относительно вектора Е отраженного поля от зеркала-отражателя, и установленного на диэлектрическую подложку, где стенка подложки поляризационного зеркала выполнена трехслойной, где первый слой является основанием для зеркала с продольной проволочной сеткой и выполнен из радиопрозрачного конструкционного материала с диэлектрической проницаемостью ε=2-4, второй (средний) слой является теплоизоляционным и выполнен из радиопрозрачного теплоизоляционного материала с диэлектрической проницаемостью ε=1-1,3, третий слой формирует трехслойную конструкцию, выполнен из радиопрозрачного конструкционного материала с диэлектрической проницаемостью ε=2-4 и является внешней коркой хрупкого теплоизоляционного материала, что значительно улучшает радиотехнические характеристики антенного устройства (прохождение электромагнитной волны) и повышает эффективность работы всей системы «антенна-обтекатель». Технический результат, наблюдаемый при реализации заявленного решения, заключается в значительном повышении эффективности работы всей системы «антенна-обтекатель». Положительный эффект заключается в том, что для заданного частотного диапазона электромагнитных волн при использовании оптимизированной по толщинам слоев трехслойной подложки стенки зеркала-фильтра двухзеркальной антенной системы за счет наилучшего согласования с внешней средой в широком диапазоне частот существенно улучшаются радиотехнические характеристики антенного устройства (прохождение электромагнитной волны). 2 ил.
Description
Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к конструкциям двухзеркальных антенных устройств, входящих в системы «антенна-обтекатель», предназначенных для работы в термонагруженных (высокотемпературных) условиях.
Многослойные конструкции укрытий антенных устройств обеспечивают согласование системы «антенна-обтекатель» в более широком диапазоне частот в сравнении с монолитными структурами. (Басков К.М. Современное электродинамическое сопровождение проектирования и изготовления систем антенна-радиопрозрачное укрытие.: 05.12.07 «Антенны, СВЧ устройства и их технологии»: диссертация кандидата технических наук/ К.М. Басков, Ин-т теоретической и прикладной электродинамики РАН (ИТПЭ РАН). – М., 2016. -191, ссылка стр. 6-7).
Наиболее близким техническим решением являются двухзеркальные антенные системы, состоящие из: неподвижного линейнополяризованного облучателя, подвижного (неподвижного) зеркала-отражателя с поворотом плоскости поляризации на 90˚ и неподвижного поляризационного зеркала-фильтра. (Лавров А.С., Резников Г.Б., Антенно-фидерные устройства/ А.С. Лавров.-М.: Советское радио, 1974 г. -245 с.). При этом подвижное зеркало-отражатель выполнено из условия поворота поляризации на 90˚ падающего поля (например, использование ребристой структуры поверхности с высотой ребра равной четверти длины падающей волны), а зеркало-фильтр выполнено из проволок круглого или прямоугольного сечения, лежащих перпендикулярно относительно вектора Е отраженного поля от зеркала-отражателя, установленные на диэлектрическую подложку. При этом надо учитывать, что при использовании описанной антенной системы в термонагруженных условиях, например, в головках самонаведения под обтекателем боевых ракет, конструкция подложки должна иметь слой теплоизолирующего материала для обеспечения работы аппаратуры антенной системы в допустимых условиях по температуре.
Основным недостатком вышеуказанной системы является искажение диаграммы направленности антенной системы из-за применения подложки и теплоизолирующего материала, в частности уменьшения коэффициента прохождения в системе «антенна-обтекатель».
Задачей изобретения является создание подложки, на которой закреплено зеркало-фильтр (густая металлизированная сетка), с теплоизолирующим слоем с минимальными потерями по прохождению электромагнитной волны в заданном диапазоне частот, где толщина теплозащитного слоя выбирается не только для создания необходимых тепловых условий укрываемой электронной аппаратуры, но и для электромагнитного согласования этого слоя с окружающим пространством.
Указанный технический результат достигается следующим образом:
1. Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы, выполненного из проволок круглого или прямоугольного сечения, лежащих перпендикулярно относительно вектора Е отраженного поля от зеркала-отражателя, и установленного на диэлектрическую подложку, отличающаяся тем, что стенка подложки поляризационного зеркала выполнена трехслойной, где первый слой, являющийся основанием для зеркала с продольной проволочной сеткой, выполнен из радиопрозрачного конструкционного материала с диэлектрической проницаемостью ε = 2 – 4, второй (средний) слой, являющийся теплоизоляционным, выполнен из радиопрозрачного теплоизоляционного материала с диэлектрической проницаемостью ε = 1 – 1,3, третий слой, формирующий трехслойную конструкцию, выполнен из радиопрозрачного конструкционного материала с диэлектрической проницаемостью ε = 2 – 4, и является внешней коркой хрупкого теплоизоляционного материала.
Поскольку, для улучшения прохождения электромагнитной волны, уменьшение толщины подложки неблагоприятно влияет на ее конструкционные свойства, а минимальная толщина теплоизолирующего материала определена температурными характеристиками эксплуатационных режимов и температурой зоны аппаратной части антенной системы, решение поставленной задачи выполняется с использованием трехслойной конструкции подложки типа А-Sandwich (диэлектрическая проницаемость внутреннего слоя (ε_2) меньше диэлектрической проницаемости внешних слоев (ε_1, ε_3), для симметричной стенки: ε_2<ε_1=ε_3), учитывающей максимальное прохождение электромагнитной волны в заданном диапазоне частот выбором оптимальных соотношений толщин слоев и термодинамические требования выбором оптимальной толщины теплоизоляционного материала. В предлагаемой конструкции первый слой является основанием для зеркала-фильтра, выполненный из радиопрозрачного конструкционного материала с диэлектрической проницаемостью ε = 2 – 4, на котором закреплена одномерная проволочная сетка, второй (средний) слой является теплоизоляционным, выполненный из радиопрозрачного теплоизоляционного материала с диэлектрической проницаемостью ε = 1 – 1,3, третий слой, формирующий трехслойную конструкцию, выполненный из радиопрозрачного конструкционного (по плотности) материала с диэлектрической проницаемостью ε = 2 – 4, также является внешней коркой хрупкого теплоизоляционного материала.
Для конкретной антенной системы было рассчитано, разработано и изготовлено неподвижное поляризационное зеркало, нанесенное на трехслойную конструкцию, выполняющее роль конструкционного основания для вышеуказанного зеркала-фильтра и теплоизоляционной системы для обеспечения работы системы «антенна-обтекатель» в эксплуатационных режимах. Трехслойная конструкция подложки рассчитана из условия максимального прохождения электромагнитной волны и минимального уровня искажения фазы прошедшего через обтекатель поля падающей электромагнитной волны на средней частоте заданного частотного диапазона, учитывая обеспечение герметичности зоны расположения аппаратной части антенного устройства.
Для исследования была разработана и изготовлена базовая конструкция подложки – поляризационное зеркало-фильтр той же конструкционной конфигурации, что и предлагаемое в решении поставленной задачи, с основанием для зеркала - фильтра, выполненного из конструкционного радиопрозрачного материала, что и в предлагаемом решении, и расположенном на его поверхности теплоизоляционным слоем из материала, что и в предлагаемом решении.
Ниже приведены фигуры 1, 2 с графиками коэффициента прохождения для базовой конструкции поляризационного зеркала и предлагаемого решения, измеренные на специальном стенде, отражающие изменения по мощности прохождения электромагнитной волны через подложку.
Измерения проводились с использованием линейнополяризованных антенных устройств (рупор) в диапазоне частот шириной 5%, имитируя угол падения электромагнитной волны поворотом зеркала-фильтра с подложкой в диапазоне от минус 30˚ до плюс 30˚ в плоскостях поляризации Е (вектор Е лежит в плоскости поворота) и Н (вектор Н лежит в плоскости поворота).
Как видно из представленных графиков, значения коэффициента прохождения, полученные при измерении предлагаемого решения, значительно выше (достигнутое улучшение до 40%) во всем диапазоне углов падения ± 30° электромагнитной волны, что обеспечивает улучшение радиотехнических характеристик всей системы «антенна - обтекатель».
Таким образом, достигнутый положительный эффект заключается в том, что для заданного частотного диапазона электромагнитных волн при использовании оптимизированной по толщинам слоев трехслойной подложки стенки зеркала - фильтра двухзеркальной антенной системы, за счет наилучшего согласования с внешней средой в широком диапазоне частот существенно улучшаются радиотехнические характеристики антенного устройства (прохождение электромагнитной волны), что, в целом, значительно повышает эффективность работы всей системы «антенна-обтекатель».
Claims (1)
- Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы, выполненного из проволок круглого или прямоугольного сечения, лежащих перпендикулярно относительно вектора Е отраженного поля от зеркала-отражателя, и установленного на диэлектрическую подложку, отличающаяся тем, что стенка подложки поляризационного зеркала выполнена трехслойной, где первый слой, являющийся основанием для зеркала с продольной проволочной сеткой, выполнен из радиопрозрачного конструкционного материала с диэлектрической проницаемостью ε=2-4, второй (средний) слой, являющийся теплоизоляционным, выполнен из радиопрозрачного теплоизоляционного материала с диэлектрической проницаемостью ε=1-1,3, третий слой, формирующий трехслойную конструкцию, выполнен из радиопрозрачного конструкционного материала с диэлектрической проницаемостью ε=2-4 и является внешней коркой хрупкого теплоизоляционного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103459A RU2759918C1 (ru) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103459A RU2759918C1 (ru) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2759918C1 true RU2759918C1 (ru) | 2021-11-18 |
Family
ID=78607521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103459A RU2759918C1 (ru) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2759918C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2124253C1 (ru) * | 1997-04-16 | 1998-12-27 | Макота Василий Андреевич | Двухзеркальная осесимметричная антенна |
RU2461928C1 (ru) * | 2011-04-01 | 2012-09-20 | Открытое Акционерное Общество "Уральское проекто-конструкторское бюро "Деталь" | Комбинированная моноимпульсная антенна кассегрена с возбуждением от фазированной антенной решетки |
CA2976830A1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | Tristan Visentin | Reflector having an electronic circuit and antenna device having a reflector |
RU2598401C1 (ru) * | 2015-04-22 | 2016-09-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью |
RU2665495C1 (ru) * | 2017-10-11 | 2018-08-30 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием |
RU2688949C1 (ru) * | 2018-08-24 | 2019-05-23 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Антенна миллиметрового диапазона и способ управления антенной |
-
2021
- 2021-02-12 RU RU2021103459A patent/RU2759918C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2124253C1 (ru) * | 1997-04-16 | 1998-12-27 | Макота Василий Андреевич | Двухзеркальная осесимметричная антенна |
RU2461928C1 (ru) * | 2011-04-01 | 2012-09-20 | Открытое Акционерное Общество "Уральское проекто-конструкторское бюро "Деталь" | Комбинированная моноимпульсная антенна кассегрена с возбуждением от фазированной антенной решетки |
CA2976830A1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | Tristan Visentin | Reflector having an electronic circuit and antenna device having a reflector |
RU2598401C1 (ru) * | 2015-04-22 | 2016-09-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью |
RU2665495C1 (ru) * | 2017-10-11 | 2018-08-30 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием |
RU2688949C1 (ru) * | 2018-08-24 | 2019-05-23 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Антенна миллиметрового диапазона и способ управления антенной |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Euler et al. | Comparison of frequency-selective screen-based linear to circular split-ring polarisation convertors | |
US4228437A (en) | Wideband polarization-transforming electromagnetic mirror | |
Yazeen et al. | Electromagnetic performance analysis of graded dielectric inhomogeneous streamlined airborne radome | |
US3394378A (en) | Multiple reflector multiple frequency band antenna system | |
He et al. | Dielectric metamaterial-based impedance-matched elements for broadband reflectarray | |
Chen et al. | Design of wideband high-efficiency circularly polarized folded reflectarray antenna | |
Liu et al. | A compact wideband high-gain metasurface-lens-corrected conical horn antenna | |
Zhu et al. | A high-gain filtering antenna based on folded reflectarray antenna and polarization-sensitive frequency selective surface | |
US4021812A (en) | Layered dielectric filter for sidelobe suppression | |
Li et al. | Single-layer dual-band wide band-ratio reflectarray with orthogonal linear polarization | |
Gao et al. | Design of a high-gain and low-profile quasi-cassegrain antenna based on metasurfaces | |
RU2759918C1 (ru) | Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы | |
Salimi et al. | Design of a compact Gaussian profiled corrugated horn antenna for low sidelobe-level applications | |
Zeng et al. | Fully Metallic Glide-Symmetric Leaky-Wave Antenna at Kₐ-Band With Lens-Augmented Scanning | |
RU214834U1 (ru) | Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы | |
RU2446520C1 (ru) | Широкополосная система "антенна-обтекатель" | |
Olsson et al. | Measurements of a 150 to 1700 MHz low loss Eleven feed for the 42 m radio telescope at Green Bank | |
Jiang et al. | A broadband metamaterial polarization converter based on split ring resonators | |
Tang et al. | A high gain microstrip antenna integrated with the novel FSS | |
Borgese et al. | Multi-frequency polarizarition converter with enhanced angular robustness | |
Hashmi et al. | Directive beaming with lens-like superstates for low profile Fabry-Perot cavity antennas | |
RU2168816C1 (ru) | Радиопрозрачная стенка обтекателя | |
Fukaya et al. | A Dual-polarized Stacked Reflectarray Antenna with changing beam-direction | |
Sasaki et al. | Reflectarray antenna constructed by arranging double omega-shaped resonant elements with mirror image for circular-polarization conversion | |
RU2541871C2 (ru) | Сверхширокополосная многолучевая зеркальная антенна |