RU2807961C1 - Low profile composite satellite antenna - Google Patents

Low profile composite satellite antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2807961C1
RU2807961C1 RU2023121086A RU2023121086A RU2807961C1 RU 2807961 C1 RU2807961 C1 RU 2807961C1 RU 2023121086 A RU2023121086 A RU 2023121086A RU 2023121086 A RU2023121086 A RU 2023121086A RU 2807961 C1 RU2807961 C1 RU 2807961C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
reflectors
signals
dividers
adders
Prior art date
Application number
RU2023121086A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Исаакович Якубович
Василий Яковлевич Балиашвили
Евгений Владимирович Якубович
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ВизКом"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ВизКом" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ВизКом"
Application granted granted Critical
Publication of RU2807961C1 publication Critical patent/RU2807961C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: antenna devices.
SUBSTANCE: used for receiving and transmitting satellite frequency signals with circular polarization on stationary and moving objects. The result is achieved by proposing a receiving/transmitting low-profile composite satellite antenna of circular polarization, containing a controller, stepper motors in azimuth and elevation, two or more parabolic truncated reflectors, feeders according to the number of reflectors, each of which contains a polarizer and a subreflector, and has two inputs/outputs for signals of the left L and right R polarizations, respectively, and the signals from the feeders through single-mode waveguides of rectangular cross-section are supplied to the side inputs of T-shaped adders/dividers, and between the waveguides and the side inputs of the adders/dividers there are inserts that act as phase shifters for accurate matching the phases of the signals, while signals L and R are formed at the central terminals of the adders/dividers, which are also the inputs/outputs of the antenna.
EFFECT: reduction in the dimensions of the antenna and an increase in the gain of the received/transmitted signal.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области антенных средств и может быть использовано для приема/передачи сигнала спутниковых частот с круговой поляризаций как на неподвижных, так и подвижных объектах, например, на самолетах, наземном и водном транспорте, на поездах и др.The invention relates to the field of antenna means and can be used for receiving/transmitting a satellite frequency signal with circular polarization on both stationary and moving objects, for example, on airplanes, land and water transport, on trains, etc.

Потребности в услугах подвижной спутниковой связи SOTM (Satcom-On-The-Move) постоянно растут, и для их удовлетворения необходима организация высокоскоростных каналов с улучшенными электродинамическими характеристиками и малыми габаритами оборудования.The needs for SOTM (Satcom-On-The-Move) mobile satellite communication services are constantly growing, and to meet them, it is necessary to organize high-speed channels with improved electrodynamic characteristics and small equipment dimensions.

Благодаря усовершенствованию приемо-передающего оборудования, используемого на спутниках связи, таких как HTS (High Throughput Satellites), на землю передаются более мощные лучи, что позволяет использовать антенны с электромеханическим управлением диаграммой направленности и с жесткими требованиями к массогабаритным характеристикам. В свою очередь, это способствует созданию низкопрофильных антенных систем для оснащения спутниковой связью транспортных средств различного типа.Improvements in the transmit-receive equipment used on communications satellites such as HTS (High Throughput Satellites) are delivering more powerful beams to the ground, allowing the use of electromechanically beam-controlled antennas with stringent weight and size requirements. In turn, this contributes to the creation of low-profile antenna systems for equipping various types of vehicles with satellite communications.

Одним из направлений решения задачи создания низкопрофильных антенных систем является применение в их составе усеченных параболических рефлекторов, которые просты в изготовлении и имеют небольшие габариты.One of the directions for solving the problem of creating low-profile antenna systems is the use of truncated parabolic reflectors, which are easy to manufacture and have small dimensions.

Известна [1 - Патент RU №2799107 "Низкопрофильная фазированная спутниковая антенна", опубл. 04.07.2023, Бюл. №19], содержащая n пассивных микрополосковых структур, состоящих из диэлектрических пластин, на поверхности которых располагаются металлические пассивные элементы, и пластины скреплены между собой, причем пассивные элементы, начиная с первой пластины снизу, сдвинуты в одном направлении, металлическую заземляющую пластину, на верхней поверхности которой закреплен диэлектрик с активными микрополосковыми элементами, который образует активную упорядоченную структуру, а на нижнюю поверхность выведены питающие зонды, которые имеют электрическую связь с активными элементами, сигналы с зондов поступают в первый многоканальный групповой волновод с элементами возмущения, при этом каждый волноводный канал в нижней части имеет по одному переходному отверстию для выхода сигнала, отличающаяся тем, что в нее введены второй и третий многоканальные групповые волноводы, устройство для регулирования физической длины линий задержки и групповые сумматоры сигналов левой и правой поляризации. Недостатками данной антенны являются сложность изготовления и низкий коэффициент усиления сигнала.Known [1 - Patent RU No. 2799107 "Low-profile phased satellite antenna", publ. 07/04/2023, Bulletin. No. 19], containing n passive microstrip structures consisting of dielectric plates, on the surface of which metal passive elements are located, and the plates are fastened to each other, and the passive elements, starting from the first plate from the bottom, are shifted in one direction, a metal grounding plate on the top on the surface of which a dielectric with active microstrip elements is fixed, which forms an active ordered structure, and on the lower surface supply probes are brought out, which have an electrical connection with the active elements, signals from the probes enter the first multichannel group waveguide with disturbance elements, with each waveguide channel in the lower part has one via hole for signal output, characterized in that the second and third multi-channel group waveguides, a device for adjusting the physical length of delay lines and group adders of left and right polarization signals are introduced into it. The disadvantages of this antenna are the complexity of manufacturing and low signal gain.

Известна [2 - Патент US №9,318,810 В2 "Ring focus antenna "с приоритетом 2.04.2015 г.] антенна для использования в мобильных и портативных спутниковых антенных системах, которая способна принимать/передавать сигналы с круговой и линейной поляризацией. Антенна включает в себя вогнутый основной рефлектор параболической формы, имеющий фокальный круг вокруг оси. Круглый волноводный рупор отходит от основного рефлектора концентрично этой оси. За дистальным концом рупора волновода установлен субрефлектор, при этом между субрефлектором и дистальным концом круглого рупора волновода остается кольцевой зазор. Недостатком данной антенны являются низкий коэффициент усиления сигнала и большая высота профиля.Known [2 - US Patent No. 9,318,810 B2 "Ring focus antenna" with priority April 2, 2015] is an antenna for use in mobile and portable satellite antenna systems, which is capable of receiving/transmitting signals with circular and linear polarization. The antenna includes a concave parabolic-shaped main reflector having a focal circle around its axis. A circular waveguide horn extends from the main reflector concentrically to this axis. A sub-reflector is installed behind the distal end of the waveguide horn, and an annular gap remains between the sub-reflector and the distal end of the circular waveguide horn. The disadvantage of this antenna is the low signal gain and high profile height.

Известна [3 - Антенная система SOTM 0,6 м Ku-диапазона ТИШЖ..468331.220 низкопрофильная парабола круговой поляризации. URL: http://www.rc-tech.ru/%D0%A2%D0%98%D0%A8%D0%96.468331.220%20%D0%A0%D0%AD%20%D0%90%D0%A1%20SOTM%200,6%20%D0%BC%20Ku-%D0%B4%20%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82.pdf], содержащая блок управления антенной, антенну 0,55 м Ku-диапазона, рефлектор, контррефлектор, облучатель с устройством подстройки поляризации, шаговые двигатели, опорно поворотное устройство, радиопрозрачный купол, контроллер управления антенной, делите ль/сумматор, малошумящий блок Ku-диапазона (LNB), гироскоп, приемник ГЛОНАСС/GPS, блок питания и предназначенная для обеспечения высокоскоростных каналов связи в движении. Недостатками данной антенной системы являются низкий коэффициент усиления сигнала и большие габариты по высоте.Known [3 - Antenna system SOTM 0.6 m Ku-band TISHZH..468331.220 low-profile parabola of circular polarization. URL: http://www.rc-tech.ru/%D0%A2%D0%98%D0%A8%D0%96.468331.220%20%D0%A0%D0%AD%20%D0%90%D0 %A1%20SOTM%200.6%20%D0%BC%20Ku-%D0%B4%20%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82.pdf] , containing an antenna control unit, a 0.55 m Ku-band antenna, a reflector, a counter-reflector, a feed with a polarization adjustment device, stepper motors, a rotary support device, a radio-transparent dome, an antenna control controller, a divider/adder, a low-noise Ku-band unit ( LNB), gyroscope, GLONASS/GPS receiver, power supply and designed to provide high-speed communication channels on the move. The disadvantages of this antenna system are the low signal gain and large height dimensions.

Известно [4 - Патент RU №2296397 С2 "Антенно-фидерное устройство и антенна, входящая в состав этого устройства." опубл.27.03.2009 г., Бюл. №9.], содержащее четыре параболические антенны, расположенные в одной плоскости, согласующее устройство выполнено на базе делителей. Вход и четыре выхода согласующего устройства выполнены посредством отрезков двухмодовой линии передачи. Вход подсоединен к четырем выходам посредством отрезков одномодовой линии передачи. Делители расположены в одной плоскости. Два боковых плеча каждого из делителей подсоединены к соседним выходам, а центральные плечи с четырех сторон - к входу согласующего устройства. Фазовращатели. Делители мощности выполнены в виде Т-образных сочленений. Недостатком данной антенны являются большие габариты, а именно большая высота бокового профиля.It is known [4 - Patent RU No. 2296397 C2 “Antenna-feeder device and antenna included in this device.” Publ. March 27, 2009, Bull. No. 9.], containing four parabolic antennas located in the same plane, the matching device is made on the basis of dividers. The input and four outputs of the matching device are made through sections of a two-mode transmission line. The input is connected to the four outputs via single-mode transmission line segments. The dividers are located in the same plane. The two side arms of each of the dividers are connected to adjacent outputs, and the central arms on four sides are connected to the input of the matching device. Phase shifters. The power dividers are made in the form of T-shaped joints. The disadvantage of this antenna is its large dimensions, namely the large height of the side profile.

Целью изобретения является уменьшение габаритов антенны по высоте профиля и увеличение коэффициента усиления принимаемого/передаваемого сигнала. Это достигается тем, что антенна содержит два и более независимых параболических рефлектора (зеркала) усеченных (с уменьшенными размерами), конструкцию облучателей с субрефлекторами и сумматоры принимаемых сигналов с каждого рефлектора.The purpose of the invention is to reduce the dimensions of the antenna along the profile height and increase the gain of the received/transmitted signal. This is achieved by the fact that the antenna contains two or more independent parabolic reflectors (mirrors) truncated (with reduced dimensions), the design of feeds with sub-reflectors and adders of received signals from each reflector.

Заявляемая совокупность элементов, форм исполнения и связей позволяет достичь поставленной цели за счет оригинального сочетания используемых в телекоммуникационных сетях приборов и устройств как в их прямом, так и в нестандартном применении.The claimed set of elements, forms of execution and connections makes it possible to achieve the set goal through an original combination of instruments and devices used in telecommunication networks, both in their direct and non-standard applications.

Изобретение иллюстрируется графически (для упрощения описания приводится антенна, состоящая из двух рефлекторов):The invention is illustrated graphically (to simplify the description, an antenna consisting of two reflectors is shown):

На Фиг. 1. изображен общий вид антенны спереди.In FIG. 1. shows a general view of the antenna from the front.

На Фиг. 2. - Волноводная сборка с сумматорами/делителями (вид сзади).In FIG. 2. - Waveguide assembly with adders/dividers (rear view).

В состав низкопрофильной составной спутниковой антенны входит первый 1 и второй 2 рефлекторы (зеркала), первый 3 и второй 4 субрефлекторы, первый 5 и второй 6 облучатели, ребра жесткости 7, стойки 8, ось вращения 9 рефлекторов по углу места, шаговый двигатель 10 для азимутального вращения, зубчатая передача 11, зубчатое колесо 12, шаговый двигатель 13, шестерня 14, привод 15, контроллер 16, пластина 17, платформа 18, основание 19, купол 20, волноводы 21, первый 22 и второй 23 сумматоры/делители, волноводные каналы L - 24 и 25, волноводные каналы R - 26 и 27, первый 28 и второй 29 поляризаторы (деполяризаторы), вставки (фазосдвигатели) 30, вход/выход L - 31 и вход/выход R - 32.The low-profile composite satellite antenna includes the first 1 and second 2 reflectors (mirrors), the first 3 and second 4 sub-reflectors, the first 5 and second 6 feeds, 7 stiffeners, 8 stands, a rotation axis of 9 reflectors in elevation, a 10 stepper motor for azimuthal rotation, gear 11, gear 12, stepper motor 13, gear 14, drive 15, controller 16, plate 17, platform 18, base 19, dome 20, waveguides 21, first 22 and second 23 adders/dividers, waveguide channels L - 24 and 25, waveguide channels R - 26 and 27, first 28 and second 29 polarizers (depolarizers), inserts (phase shifters) 30, input/output L - 31 and input/output R - 32.

Рефлекторы 1 и 2 усечены со всех сторон с целью уменьшения габаритных размеров антенны, первый 3 и второй 4 субрефлекторы изготовлены ассиметричной формы и оснащены увеличенными верхними и нижними периферийными ушками (удлинителями) в соответствии с известными принципами геометрической оптики и учетом геометрии заливаемой поверхности рефлекторов. Первый 5 и второй 6 облучатели имеют по два волноводных канала для левой L - 24, 25 и правой R - 26, 27 поляризаций соответственно. Зеркала в зависимости от материала имеют два и более ребра жесткости 7. Стойки 8 расположены с двух сторон антенны и основанием прикреплены к платформе 18, вращающейся по азимуту с помощью шагового двигателя 10, зубчатой передачи 11 и зубчатого колеса 12, которое, в свою очередь, прикреплено к неподвижному основанию 19 антенны. Рефлекторы вращаются относительно оси 9 по углу места с помощью шагового двигателя 13, шестерни 14 и привода 15 в виде, например, зубчатого ремня. Причем шаговые двигатели 10 и 13 закреплены на пластине 17. На подвижной платформе 18 расположен контроллер 16 для управления антенной. Первый 5 и второй 6 облучатели имеют поляризаторы 28 и 29, например, в виде пластин ступенчатой формы, которые преобразуют сигнал круговой поляризации в сигналы левой L и правой R продольной волны соответственно. Причем сигналы L через верхние волноводы 21 поступают на боковые входы первого волноводного сумматора/делителя Т-образной формы 22, а сигналы R через нижние волноводы 21 поступают на боковые входы второго волноводного сумматора/делителя Т-образной формы 23. Между боковыми входами первого 22 и второго 23 сумматоров/делителей и волноводами 21 расположены вставки 30, которые предназначены для изменения геометрических размеров волноводов 21 с целю точного регулирования фазы сигналов. Суммарные сигналы L и R поступают на входы/выходы L 31 и R 32 сумматоров/делителей 22 и 23 соответственно, которые также являются входами/выходами антенны.Reflectors 1 and 2 are truncated on all sides in order to reduce the overall dimensions of the antenna, the first 3 and second 4 sub-reflectors are made of an asymmetrical shape and are equipped with enlarged upper and lower peripheral ears (extensions) in accordance with the known principles of geometric optics and taking into account the geometry of the poured surface of the reflectors. The first 5 and second 6 feeds have two waveguide channels for the left L - 24, 25 and right R - 26, 27 polarizations, respectively. Depending on the material, the mirrors have two or more stiffeners 7. The posts 8 are located on both sides of the antenna and are attached at the base to a platform 18, which rotates in azimuth using a stepper motor 10, a gear 11 and a gear 12, which, in turn, attached to the fixed base 19 of the antenna. The reflectors rotate relative to the axis 9 in elevation using a stepper motor 13, a gear 14 and a drive 15 in the form of, for example, a toothed belt. Moreover, the stepper motors 10 and 13 are fixed on the plate 17. On the movable platform 18 there is a controller 16 for controlling the antenna. The first 5 and second 6 feeds have polarizers 28 and 29, for example, in the form of step-shaped plates, which convert the circular polarization signal into left L and right R longitudinal wave signals, respectively. Moreover, the L signals through the upper waveguides 21 are supplied to the side inputs of the first T-shaped waveguide adder/divider 22, and the R signals through the lower waveguides 21 are supplied to the side inputs of the second T-shaped waveguide adder/divider 23. Between the side inputs of the first 22 and In the second 23 adders/dividers and waveguides 21 there are inserts 30, which are designed to change the geometric dimensions of the waveguides 21 in order to accurately regulate the phase of the signals. The total signals L and R are supplied to the inputs/outputs L 31 and R 32 of adders/dividers 22 and 23, respectively, which are also inputs/outputs of the antenna.

Одним из примеров изготовления облучателя с поляризатором может служить «Двухзеркальная антенна» патент RU №2474936. Опубл. 10.02.2013 г., Бюл. №14".One example of manufacturing a feed with a polarizer is the “Two-mirror antenna” patent RU No. 2474936. Publ. 02/10/2013, Bulletin. No. 14".

Рефлекторы 1 и 2 выполнены вращением параболической образующей вокруг оси вращения, причем фокус параболической образующей расположен вне оси вращения, а субрефлекторы 3 и 4 выполнены вращением эллиптической образующей вокруг той же оси вращения, вершины субрефлекторов обращены к зеркалу, причем один из фокусов эллиптической образующей расположен на оси вращения, а облучатель для каждой антенны расположен на оси вращения между параболической поверхностью и субрефлектором.Reflectors 1 and 2 are made by rotating a parabolic generatrix around the axis of rotation, and the focus of the parabolic generatrix is located outside the axis of rotation, and subreflectors 3 and 4 are made by rotating an elliptical generatrix around the same axis of rotation, the tops of the subreflectors are facing the mirror, and one of the focuses of the elliptical generatrix is located on axis of rotation, and the feed for each antenna is located on the axis of rotation between the parabolic surface and the subreflector.

Вставки 30 представляют собой металлические пластины с прямоугольным вырезом по центру, в соответствии с размером волновода 21 и толщиной, например, 0,2 мм. Подбор длины бокового плеча путем изменения количества вставок выполняет функцию регулирования фаз. Причем вставки переносятся из одного плеча в другое с целью сохранения общей геометрии конструкции. Фазосдвигатели также могут быть выполнены, например, посредством изменения размеров прямоугольных волноводов в боковых плечах Т-образных сочленений, с помощью диэлектрических пластин, установленных в боковых плечах Т-образных сочленений или другими известными способамиThe inserts 30 are metal plates with a rectangular cutout in the center, corresponding to the size of the waveguide 21 and a thickness of, for example, 0.2 mm. Selecting the length of the side arm by changing the number of inserts performs the function of phase regulation. Moreover, the inserts are transferred from one shoulder to another in order to maintain the overall geometry of the structure. Phase shifters can also be made, for example, by changing the dimensions of rectangular waveguides in the side arms of the T-junctions, using dielectric plates installed in the side arms of the T-junctions, or other known methods

Зеркала, волноводная сборка с облучателями и ребра жесткости закреплены на пластине 17, изготовленной, например, из алюминиевого сплава. При этом крепление и соединения элементов конструкции производится любым известным способом. Вся конструкция антенны сверху закрыта радиопрозрачным куполом 20, который крепится к основанию 19 антенны.The mirrors, waveguide assembly with irradiators and stiffening ribs are fixed on a plate 17 made, for example, of an aluminum alloy. In this case, the fastening and connection of structural elements is carried out by any known method. The entire antenna structure is covered from above by a radio-transparent dome 20, which is attached to the base 19 of the antenna.

Для обеспечения поиска и сопровождения спутника в состав антенны дополнительно могут входить электронные устройства, такие как малошумящий блок (LNB), гироскоп, навигационный приемник, блок питания и другие.To ensure satellite search and tracking, the antenna may additionally include electronic devices, such as a low-noise block (LNB), a gyroscope, a navigation receiver, a power supply and others.

Антенна работает следующим образом.The antenna works as follows.

Для упрощения описания рассмотрим составную антенну содержащую, например, два - первый и второй рефлектора (зеркала).To simplify the description, consider a composite antenna containing, for example, two - the first and second reflectors (mirrors).

Антенна при поиске спутника совершает движение по азимуту и углу места по определенному алгоритму. После настройки антенны на спутник сигнал с последнего поступает на первый и второй основные рефлекторы, откуда попадает на первый и второй субрефлекторы соответственно, и через первый и второй облучатели поступает в волноводную сборку (структуру), причем с помощью поляризаторов, расположенных в облучателях, на выходах последних получаем сигналы левой L и правой R поляризаций в виде продольной волны. Сигналы левой поляризации L поступают на боковые входы первого волноводного Т-образного сумматора/делителя, с входа/выхода которого получаем суммарный сигнал левой поляризаций L от двух зеркал. Аналогично с входа/выхода второго волноводного Т-образного сумматора/делителя получаем суммарный сигнал правой поляризаций R, от двух зеркал. Причем для точного согласования фаз, между боковыми входами первого и второго сумматоров/делителей и волноводами расположены, например, вставки необходимой толщины, которые изменяют геометрический размер волноводной сборки.When searching for a satellite, the antenna moves in azimuth and elevation according to a certain algorithm. After tuning the antenna to the satellite, the signal from the latter arrives at the first and second main reflectors, from where it reaches the first and second sub-reflectors, respectively, and through the first and second feeds enters the waveguide assembly (structure), with the help of polarizers located in the feeds at the outputs the latter we receive signals of the left L and right R polarizations in the form of a longitudinal wave. Signals of left-hand polarization L arrive at the side inputs of the first waveguide T-shaped adder/divider, from the input/output of which we receive the total signal of left-hand polarization L from two mirrors. Similarly, from the input/output of the second waveguide T-shaped adder/divider, we obtain the total right-hand polarization signal R from two mirrors. Moreover, for precise phase matching, between the side inputs of the first and second adders/dividers and the waveguides, for example, inserts of the required thickness are located, which change the geometric size of the waveguide assembly.

Аналогично работе приемного тракта может осуществляться передача сигнала на спутник, при этом сигнал от внешнего источника подается на входы/выходы первого и второго волноводных Т-образных сумматоров.Similar to the operation of the receiving path, a signal can be transmitted to a satellite, while the signal from an external source is supplied to the inputs/outputs of the first and second waveguide T-shaped adders.

Так как первый и второй рефлекторы усечены, то это приводит к тому, что диаграмма направленности антенны неравномерна в радиальном направлении относительно центральной оси. Для учета данного эффекта, используя известные приемы геометрической оптики, первый и второй субрефлекторы выполнены ассиметричной формы и оснащены увеличенными периферийными ушками или удлинителями, что учитывает отсутствие усеченных частей рефлекторов и позволяет снизить уровни диссипативных потерь в режиме передачи и паразитных шумов в режиме приема.Since the first and second reflectors are truncated, this results in the antenna radiation pattern being uneven in the radial direction relative to the central axis. To take into account this effect, using well-known techniques of geometric optics, the first and second sub-reflectors are made of asymmetrical shape and are equipped with enlarged peripheral ears or extensions, which takes into account the absence of truncated parts of the reflectors and allows reducing the levels of dissipative losses in the transmission mode and parasitic noise in the reception mode.

Для дополнительного увеличения коэффициента усиления сигнала увеличивают габариты (в основном высоту) рефлекторов, и если имеется ограничение, то увеличивают количество рефлекторов. Например, если добавляются еще один или несколько рефлекторов, то соответственно, дополнительно вводятся облучатели с поляризаторами и субрефлекторами и сумматоры/делители Т-образной формы с соответствующими волноводами и вкладками.To further increase the signal amplification factor, the dimensions (mainly the height) of the reflectors are increased, and if there is a limitation, then the number of reflectors is increased. For example, if one or more reflectors are added, then, accordingly, additional feeds with polarizers and subreflectors and T-shaped adders/dividers with corresponding waveguides and inlays are introduced.

Боковой профиль подвижной части антенны при вращении по углу места имеет диаметр ометания, не превышающий заданные габариты по высоте. При этом конструкция антенны с рефлекторами и облучателями, смонтированная на удерживающей пластине, будет вписываться в цилиндр, высота и длина которого определяют общий объем ометания антенны.The side profile of the moving part of the antenna when rotating along the elevation angle has a sweep diameter that does not exceed the specified height dimensions. In this case, the antenna structure with reflectors and feeds, mounted on the holding plate, will fit into a cylinder, the height and length of which determine the total volume of the antenna sweep.

Таким образом, использование двух и более усеченных параболических рефлекторов позволяет изготовить низкопрофильную спутниковую антенну с заданным коэффициентом усиления. Например, антенна из двух рефлекторов с коэффициентом усиления эквивалентным симметричной параболе диаметром 50 см имеет высоту около 21 см и диаметр ометания около 100 см.Thus, the use of two or more truncated parabolic reflectors makes it possible to produce a low-profile satellite antenna with a given gain. For example, an antenna of two reflectors with a gain equivalent to a symmetrical parabola with a diameter of 50 cm has a height of about 21 cm and a sweep diameter of about 100 cm.

Изобретение соответствует критерию "изобретательский шаг", так как включает совокупность существенных признаков с соответствующими связями, а именно усеченные рефлекторы, облучатели с поляризаторами, субрефлекторы вытянутой седловидной формы, учитывающие геометрию усеченных рефлекторов, сумматоры/делители с набором вставок, контроллер, шаговые двигатели по азимуту и углу места.The invention meets the criterion of “inventive step”, since it includes a set of essential features with corresponding connections, namely truncated reflectors, irradiators with polarizers, elongated saddle-shaped subreflectors, taking into account the geometry of truncated reflectors, adders/dividers with a set of inserts, a controller, azimuth stepper motors and angle of location.

Техническое решение является новым, так как указанная совокупность существенных признаков позволяет изготовить спутниковую антенну с низким профилем и с высоким коэффициентом усиления, что, в свою очередь, позволяет устанавливать антенну на подвижных объектах с жесткими требованиями к массогабаритным характеристикам.The technical solution is new, since the specified set of essential features makes it possible to produce a satellite antenna with a low profile and high gain, which, in turn, allows the antenna to be installed on moving objects with strict requirements for weight and size characteristics.

Заявляемая низкопрофильная составная спутниковая антенна может быть реализована с использованием существующей аппаратуры и оборудования, средств электротехники и связи, телекоммуникационных средств, вычислительной техники и является "промышленно применимым".The inventive low-profile composite satellite antenna can be implemented using existing hardware and equipment, electrical and communications equipment, telecommunications equipment, and computer technology and is “industrially applicable.”

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2799107 "Низкопрофильная фазированная спутниковая антенна", опубл. 04.07.2023, Бюл. №19.1. Patent RU No. 2799107 "Low-profile phased satellite antenna", publ. 07/04/2023, Bulletin. No. 19.

2. Патент US №9,318,810 В2 "RING FOCUS ANTENNA "с приоритетом 2.04.2015 г.2. US Patent No. 9,318,810 B2 "RING FOCUS ANTENNA" with priority 04/2/2015

3. Антенная система SOTM 0,6 м Ku-диапазона ТИШЖ..468331.220 низкопрофильная парабола круговой поляризации. URL: http://www.rc-tech.ru/%D0%A2%D0%98%D0%A8%D0%96.468331.220%20%D0%A0%D0%AD%20%D0%90%D0%A1%20SOTM%200,6%20%D0%BC%20Ku-%D0%B4%20%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82.pdf.3. Antenna system SOTM 0.6 m Ku-band TISHZH..468331.220 low-profile parabola of circular polarization. URL: http://www.rc-tech.ru/%D0%A2%D0%98%D0%A8%D0%96.468331.220%20%D0%A0%D0%AD%20%D0%90%D0 %A1%20SOTM%200.6%20%D0%BC%20Ku-%D0%B4%20%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82.pdf.

4. Патент RU №2296397 C2 "Антенно-фидерное устройство и антенна, входящая в состав этого устройства", опубл.27.03.2009 г., Бюл. №9. (прототип).4. Patent RU No. 2296397 C2 “Antenna-feeder device and antenna included in this device,” publ. 03.27.2009, Bull. No. 9. (prototype).

Claims (3)

1. Низкопрофильная составная спутниковая антенна, содержащая, два и более рефлектора, каждый из которых выполнен вращением параболической образующей вокруг оси вращения, причем фокус параболической образующей расположен вне оси вращения, а субрефлектор выполнен вращением эллиптической образующей вокруг той же оси вращения, вершина субрефлектора обращена к зеркалу, причем один из фокусов эллиптической образующей расположен на оси вращения, а облучатель для каждой антенны расположен на оси вращения между параболической поверхностью и субрефлектором, сумматоры/делители Т-образной формы, каждый из которых выполнен в виде соединения симметричных одномодовых волноводов, отличающаяся тем, что в нее введены контроллер, шаговые двигатели по азимуту и углу места, причем рефлекторы имеют усеченную форму, а в облучатели введены поляризаторы, которые имеют два входа/выхода для сигналов левой L и правой R поляризаций соответственно, при этом сигналы от облучателей через одномодовые волноводы прямоугольного сечения поступают на боковые входы сумматоров/делителей Т-образной формы, где и происходит синфазное суммирование упомянутых сигналов от рефлекторов, а центральные выводы сумматоров/делителей Т-образной формы являются входами/выходами антенны.1. A low-profile composite satellite antenna containing two or more reflectors, each of which is made by rotating a parabolic generatrix around an axis of rotation, with the focus of the parabolic generatrix located outside the axis of rotation, and the subreflector is made by rotating an elliptical generatrix around the same axis of rotation, the top of the subreflector facing mirror, one of the foci of the elliptical generatrix is located on the axis of rotation, and the feed for each antenna is located on the axis of rotation between the parabolic surface and the subreflector, T-shaped adders/dividers, each of which is made in the form of a connection of symmetrical single-mode waveguides, characterized in that that it contains a controller, stepper motors in azimuth and elevation, and the reflectors have a truncated shape, and polarizers are introduced into the feeds, which have two inputs/outputs for signals of the left L and right R polarizations, respectively, with the signals from the feeds through single-mode waveguides rectangular cross-section are supplied to the side inputs of the T-shaped adders/dividers, where the in-phase summation of the mentioned signals from the reflectors occurs, and the central terminals of the T-shaped adders/dividers are the antenna inputs/outputs. 2. Низкопрофильная составная спутниковая антенна по п. 1, отличающаяся тем, что субрефлекторы имеют асимметричную, вытянутую седловидную форму, учитывающую геометрию усеченных рефлекторов.2. Low-profile composite satellite antenna according to claim 1, characterized in that the sub-reflectors have an asymmetric, elongated saddle-shaped shape, taking into account the geometry of truncated reflectors. 3. Низкопрофильная составная спутниковая антенна по п. 1, отличающаяся тем, что между боковыми входами сумматоров/делителей Т-образной формы и волноводами введены вставки определенной толщины, перенос которых из одного плеча в другое позволяет точно настроить фазы сигналов сложения.3. Low-profile composite satellite antenna according to claim 1, characterized in that inserts of a certain thickness are introduced between the side inputs of the T-shaped adders/dividers and the waveguides, the transfer of which from one arm to the other allows you to accurately adjust the phases of the addition signals.
RU2023121086A 2023-08-11 Low profile composite satellite antenna RU2807961C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2807961C1 true RU2807961C1 (en) 2023-11-21

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204822B1 (en) * 1998-05-20 2001-03-20 L-3 Communications/Essco, Inc. Multibeam satellite communication antenna
RU57516U1 (en) * 2006-06-26 2006-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "КОМИН" ANTENNA SYSTEM OF A SATELLITE COMMUNICATION MOBILE STATION
RU2296397C2 (en) * 2005-05-31 2007-03-27 Джи-хо Ан Antenna-feeder assembly and antenna incorporated in this assembly
KR100976535B1 (en) * 2010-01-07 2010-08-17 삼성탈레스 주식회사 Frequency selective surface
US8665166B2 (en) * 2008-11-17 2014-03-04 Telefrontier Co., Ltd. Compact multibeam reflector antenna

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204822B1 (en) * 1998-05-20 2001-03-20 L-3 Communications/Essco, Inc. Multibeam satellite communication antenna
RU2296397C2 (en) * 2005-05-31 2007-03-27 Джи-хо Ан Antenna-feeder assembly and antenna incorporated in this assembly
RU57516U1 (en) * 2006-06-26 2006-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "КОМИН" ANTENNA SYSTEM OF A SATELLITE COMMUNICATION MOBILE STATION
US8665166B2 (en) * 2008-11-17 2014-03-04 Telefrontier Co., Ltd. Compact multibeam reflector antenna
KR100976535B1 (en) * 2010-01-07 2010-08-17 삼성탈레스 주식회사 Frequency selective surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Olver Microwave horns and feeds
US8497810B2 (en) Multi-band antenna system for satellite communications
EP2137789B1 (en) A vehicle mounted antenna and methods for transmitting and/or receiving signals
US9281561B2 (en) Multi-band antenna system for satellite communications
US6204822B1 (en) Multibeam satellite communication antenna
US11258172B2 (en) Multi-beam shaped reflector antenna for concurrent communication with multiple satellites
US20060125706A1 (en) High performance multimode horn for communications and tracking
CN110444851A (en) Multi-beam off-set feed reflector antenna
JPH11186827A (en) Antenna system for low orbit satellite communication
JP3813581B2 (en) Antenna device
Jung et al. Cassegrain antenna with hybrid beam steering scheme for mobile satellite communications
EP0100466B1 (en) Dual-band antenna system of a beam waveguide type
RU2807961C1 (en) Low profile composite satellite antenna
TW405279B (en) Antenna for communicating with low earth orbit satellite
US20220021111A1 (en) Low Profile Multi Band Antenna System
WO2023017249A1 (en) Antenna systems
RU2820884C1 (en) Low-profile dual-band satellite antenna system
Pivit et al. Compact 60-GHz lens antenna with self-alignment feature for small cell backhaul
US6243047B1 (en) Single mirror dual axis beam waveguide antenna system
US6980170B2 (en) Co-located antenna design
Gleaves Rotman Lens' Electronic Beam Steering Aims at 5G Signals
US20240128655A1 (en) Prism for repointing reflector antenna main beam
Matos et al. Reducing beam aberrations of mechanical scanning transmit-array antennas
EP2757632B1 (en) Multi reflector antenna terminal
JP2000082918A (en) Multi-beam antenna