SU1730704A1 - Зеркальна антенна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к зеркальным антеннам. Цель изобретени  - снижение интегрального уровн  кросспол ризацион- ного излучени  и повышение коэффициента усилени  - достигаетс  за счет выполнени  пол ризационной решетки в виде параболоида вращени , расположенного в качестве трансрефлектора с вогнутой стороной, обращенной к зеркалу, и введением твистреф- лектора с соблюдением рассто ни  дл  синфазного сложени  всех волн в раскрыве и выполнением выпуклой поверхности трансрефлектора из радиопоглощающего материала. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к антенной технике и может использоватьс  в радиосв зи, радиолокации, радиоастрономии, метеорологии и т.д.

Известна зеркальна  антенна, содержаща  облучатель и отражающее зеркало (рефлектор ), у которой с целью уменьшени  побочного кросспол ризационного излучени  имеетс  плоска  пол ризационна  решетка из металлических элементов, затен ющих раскрыв.

В известной антенне применение отражающей пол ризационной решетки (из металлических элементов) позвол ет лишь перераспределить энергию кросспол ризационного излучени  в пространстве без изменени  интегрального уровн  этого излучени . Пол ризационна  решетка может быть поглощающей, в этом случае коэф- фициент усилени  остаетс  как и в предыдущем случае, оез изменени .

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  зеркальна  антенна, содержаща  облучатель , основной рефлектор и отражающую пол ризационную решетку.

Цель изобретени  - снижение интегрального уровн  кросспол ризационного излучени  на 5-15 дБ и повышение коэффициента усилени  ориентировочно на 1-3%.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в зеркальной антенне отражающа  пол ризационна  решетка выполнена в виде параболического трансрефлектора, расположенного вогнутой стороной к основному рефлектору, и введен твистрефлектор, расположенный в области фокуса трансрефлектора , причем рассто ние р 0 от кра  трансрефлектора до его фокуса и рассто - ние/о о от кра  твистрефлектора до его фокуса св заны соотношени ми РО - п Я или

РО + ро + (f - Zo) + (f Zo ) П Я,

где Я - длина волны;

п 1,2,3, . .:

f-фокусное рассто ние трансрефлектора

сл С

ч со

о

X О

f - фокусное рассто ние твистрефлек- тора;

ZQ и z o - глубина трансрефлектора и твистрефлектора соответственно.

На фиг. 1 и 2 схематично изображена зеркальна  антенна.

Зеркальна  антенна содержит облучатель 1, основной рефлектор 2 и отража- ющую пол ризационную решетку, выполненную в виде параболического трансрефлектора 3, расположенного вогнутой стороной к основному рефлектору 2, и введен твистрефлектор4, расположенный в области фокуса трансрефлектора 3, причем рассто ние/Эо от кра  трансрефлектора 3 до его фокуса и рассто ние р о от кра  твист- рефлектора 4 до его фокуса св заны соотношени ми

-1 /п /

РО- n Я илиро + РО + (f - z0) + (f - z0) - n Я ;

где Я-длина волны;

п 1,2,3 ....f - фокусное рассто ние трансрефлектора 3;

f - фокусное рассто ние твистрефлектора 4;

z 0 и г о - глубина трансрефлектора 3 и твистрефлектора 4 соответственно.

Антенна работает следующим образом.

При запитке облучател  1 формируетс  фронт волны первичного излучени , которое , доход  до основного рефлектора 2, отражаетс  в основном параллельно главной оптической оси, образу  вторичное излучение . Вторичное излучение раздел етс  параболическим трансрефлектором 3 на излучение основной пол ризации, которое проходит без изменений сквозь трансрефлектор 3, и на кросспол ризационную компоненту , котора  отражаетс  в область фокуса трансрефлектора 3, Сфокусированное кросспол ризационное излучение, попада  на цилиндрический твистрефлектор 4 (фиг. 1), отражаетс  с изменением пол ризации на 90° в сторону основного рефлектора 2. Еще раз отража сь от основного рефлектора 2 синфазно с первым излучением, излучение преобразуетс  в параллельный пучок лучей и проходит без изменени  сквозь параболический трансрефлектор 3, так как пол ризаци  излучени  уже изменена на 90°. При этом основное и преобразованное излучени  складываютс  в фазе за счет выполнени  требовани  р 0 - п Я.

Часто, например, дл  двухзеркальных антенн (фиг. 2), содержащих кроме указанных выше элементов вспомогательное зеркало 5, удобно использовать параболический твистрефлектор 4, софокусный с трансрефлектором 3. В этом случае отраженна  параболическим трансрефлектором 3 кросспол ризационна  компонента в виде

сход щегос  пучка лучей, проход  через фокус параболического твистрефлектора 4, попадает на его поверхность и отражаетс  в виде параллельного пучка. При этом трансрефлектор 3 и твистрефлектор 4 имеют общий фокус. Твистрефлектор 4 расположен на теневой поверхности вспомогательного зеркала 5. За счет параболического твистрефлектора 4 кросспол ризационна  компонента измен ет пол ризацию на 90° и

отражаетс  параллельным пучком в сторону трансрефлектора 3, который проходит без изменений синфазно с основным излучением . Последнее требование удовлетвор етс  за счет соотношени  р 0 + + (f - Zo) + ( ZD ) n Я .В данном случае происходит преобразование кросспол ризационной компоненты в основную. Таким образом, формируетс  поле излучени  с более высоким (на 3%)уровнем мощности в направлении главного максимума. При этом трансрефлектор 3 не оказывает никакого вли ни  на основную пол ризацию. Если основна  компонента, преобразованна  из кросспол ризационной, отражаетс  от твистрефлектора 4 в сторону трансрефлектора 3, то она проходит его также без изменений в силу ортогональности вектора Е элементам трансрефлектора 3. В этом случае дополнительно уменьшаетс  эффект

затенени  центра раскрыва. Дл  достижени  такого суммарного эффекта преобразованна  компонента должна быть синфазна с основной компонентой. Последнее обеспечиваетс  за счет изменени  рассто ни 

между основным рефлектором 2 и трансрефлектором 3. а также изменением геометрии трансрефлектора 3. Возможно использование замедл ющих или ускор ющих систем, например линз, также дл  достижени  синфазности.

В режиме приема трансрефлектор 3 не пропускает к основному рефлектору 2 кросспол ризационную компоненту, что повышает уровень помехозащищенности

антенны. Дл  дополнительного снижени  фона излучени  (рассе нного трансрефлектором 3 электромагнитного пол ) желательно выполнение выпуклой поверхности трансрефлектора 3 из радиопоглощающего

материала. При этом будут поглощатьс  волны соответствующей пол ризации, которые падают параллельно главной оптической оси из внешнего пространства. Амплитуда всех волн, падающих из внешнего пространства под углом к главной оптической оси, также будет снижатьс  за счет эффекта жалюзи. Все это ведет к повышению помехозащищенности и электромагнитной совместимости.

На фиг. 1 и 2 показаны две разновидности твистрефлектора 4. Одна разновидность - цилиндрический твистрефлектор, который позвол ет получить рост величины амплитудного распределени  вне центра зеркала (фиг. 1). Втора  разновидность - параболический твистрефлектор, который позвол ет уменьшить эффект затенени  центра раскрыва (фиг. 2).

Предлагаема  антенна позвол ет достаточно простыми средствами снизить интегральный уровень кросспол ризаци- онного излучени  на 10-15 дБ с улучшением характеристик излучени  по основной пол ризации. В предлагаемой конструкции возможно выполнение трансрефлектора, объединенного с антенным обтекателем.

Claims (2)

1. Зеркальна  антенна, содержаща  облучатель , основной рефлектор, и отражающую пол ризационную решетку, о т л и ч а0

5

0

5

ю щ а   с   тем, что, с целью снижени  интегрального уровн  кросспол ризацион- ного излучени  и повышени  коэффициента усилени , пол ризационна  решетка выполнена в виде параболического трансреф- лектора, расположенного вогнутой стороной к основному рефлектору, и введен твистрефлектор, расположенный в области фокуса транс рефлектора, причем рассто ние fb от кра  трансрефлектора до его фокуса и рассто ние/Эь от кра  твистрефлектора до его фокуса св заны соотношени ми

рь bf& + {& + (f - z o) + (f - ) Ј n Я ,

где Я - длина волны;

п 1,2,3, .,.;

f - фокусное рассто ние трансрефлектора;

фокусное рассто ние твистрефлектора;

zi и z o - глубина трансрефлектора и твистрефлектора соответственно.

2. Антенна по п. 1,отличающа с  тем. что, с целью снижени  фона излучени , выпукла  поверхность трансрефлектора выполнена из радиопоглощающего материала.

-

Фиг. 2.