Облучатель зеркальной антенны с автосопровождением

 

Изобретение относится к антеннам и может быть использовано в качестве облучателя зеркальной антенны с автосопровождением Антенна выполнена в виде конического рупора и круглого голноводп который возбуждается прямоугольным волноводом через щель в стенке круглого волновода В круглом волноводе размещен фильтр типов колебаний в виде металлического кольца и дополнительный круглый волновод с поляризатором В коаксиальном объеме размещены радиальные штыри Режим передачи осуществляется дополнительным крупым волноводом а ре ним приема с эвтосопровождением обесп-чивг ется с помощью радиальных штырей }ч н тра колебаний, что о б с л о R -ш р г ° улучшение согласования и развяжи i ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Q 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОГ1 ИСАН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789810/09 (22) 05.02.90 (46) 30.12.91. Бюл, 48 (72) В. Р, Клепак В. И. Ломан, Е. П. Медведев, М. В. Гряник и M. Д. Ильинов (53) 621.396. 67(088. 8) (56) Patel Р. D. Inexpesive multi — mode

satelHte.tracking feed antenn, — lEE Proc., 1988, ч 135, Р7, 4, Мб., р, 381 — 386. (54) ОБЛУЧАТЕЛЬ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ С АВТОСОПРОВОЖДЕНИЕМ (57) Изобретение относится к антеннам и может быть использовано в качестве облучателя зеркальной антенны с автосопроИзобретение относится к антенной технике СВЧ и может быть использовано в качестве облучателя антенн. земных станций космической связи.

Связные искусственные спут ики Земли (ИСЗ), выведенные на геостационарные и эллиптические орбиты, подвержены движению, что приводит к вариациям их положения, видимого с земной станции (3C), и обусловливает изменение качественных показателей линии связи. Движение ИСЗ должно отслеживаться антенной 3С, чтобы обеспечить поддержание уровней при1имаемого и передаваемого сигналов в определенных пределах, для чего используются различные системы наведения антенны ЗС на ИСЗ, в частности многомодовая моноимпульсная система.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многомодовый облучатель, обеспечивающий слежение за ИСЗ и содержащей рупор, круглую вол... SU» 1702463 А1 вождением, Антенна выполнена в виде конического рупора и круглого волновода. который возбуждается прямоугольным волноводом через щель в стенке круглого волновода. В круглол волноводе размещен фильтр типов колебаний в виде металлического кольца и дополнительный круглый волноводс поляризатором. В коаксиальном объеме размещены радиальные штыри. Режим передачи осуществляется дополнительным круглым =.îëíîâîäoì, а режим приема с автосопровождением обеспечив;:ется с помощью радиальных штырей :. фильтра колебаний, что обуслоелие-е улучшение согласования и развязки, 1 ил. новодную секцию, ф; елыр типов колебаний и коаксиально-волнсводный переход, Рамеры круглой волноводчой секции выбраны —àêèìè,,:чтобы в ней могли распространяться волны Н11 и Еп;. Фильтр типов колебаний вь.г:олнен в виде тон;ого металлического кольца, нанесенного на диэлектрический диск, Размеры кольца подобраны резонансными на рабочей частоте, волну Н1", фильтр стражает. Волна Ео1 проходит через фильтр типов колебаний без существенного затухания, поскольку ее -иловые линии электрического поля перпендикулярны металлическому кольцу. Волна

Ео1 выделяется коаксиально-волноводным переходом, амплитудные и фаэовые соотношения волн Н11 и Е01 используются для получения сигнала ошибки, определяющего угол прихода волны круговой поляризации.

Известный облучатель целесообразно использовать в приемных антеннах, так как обеспечение приемопередающего режима

1702463

) 30

55 сопряжено со следующими трудностями: отсутствует поляоизационная развязка волн приема.и передачи; развязка трактов передачи и автосопровождения — низкая, (металлическое кольцо, резонансное в диапазоне приема, не является таковым в (ioлее высокочастотном диапазоне передачи; глубина нулей разностной диаграммы направленности (ДН) составляет примерно 40 д6 и именно этот участок разностной ДН используется для получения сигнала ошибки, Амплитуда волны Ео в силу этого -- незначительна, "ITo обусловливает высокие требования к развязке трактов передачи и автосопровождение для данной конструкции облучателя}; размеры круглой волноводной секции выбраны такими, что в диапазоне приема могут возбуждаться волны основного Н 1 и высшего Е01 типов, при распространении волны более высокочастотного диапазона передачи число типов колебаний, воэбуждаеиь х в круглой волноводной секции, еще больше, что ведет к ухудшению согласования передающего тракта и искажению ДН обгучателя в диапа:зоне передачи.

Цель изобретения — обеспечение г1риемопередающего режима работы облучателя, повышение развязки трактов передачи и автосопровождения, улучшение согласования передающего тракта, На чертеже схемэтичне показан облучагель.

Облучатель содержит рупор 1, круглые волноводы 2 и дополнительный круглый волновод 3, диэлектрический поляризатор

4, прямоугольный волновод 5, щель б в стенке круглового волновода 2, фильтр 7 типов колебаний, системы четыоех радиальных штырей 8.

Концентрично расположенные круглые волноводы 2 и 3 образуют коаксиальный объем 9, размеры которого выбраны такими, что в диапазоне приема могут распространяться типы колебаний Н11 и Hi <.

Диаметр дополнительного круглового волновода 3 выбирается из условия обеспечения одномодово.о режима работы в диапазоне передачи.

Возбуждение коаксиального объема 9 в диапазоне приема осуществляется перпендикулярно расположенным прямоугольным волноводом 5 через щель 6, прорезанную в стенке круглого волноводэ 2 под углом

2,гг 3

О =: агсц - + —, где а — радиус круглого волноводэ;

Л вЂ” длина волны в волноводе.

Фильтр 7 типов колебаний представляет собой тонкое металлическое кольцо h8 диэлектрической шайбе, Размеры кольца выбраны резонансными в диапазоне приема и волна Н11 отражается фильтром. Волна Н21, возбуждающаяСя в коакСиальном объеме 9 при отклонении продольной оси облучателя от направления на ИСЗ, проходит сквозь фильтр 7 без существенного затухания, так как силовые линии электрического поля ее перпендикулярны кольцу.

Выделение волны Hz> производится системой четырех радиальных штырей 8, введенных в коаксиальный объем 9 и питаемых попарно в противофазе, причем диаметрально противоположные штыри 8 синфазны. Штыри 8 расположены по периметру круглого волновода 2 через 90 на расстоянии А /4 от короткозамыка1ощей стенки волновода 2, Требуемые фазовые соотношения при возбуждении системы штырей 8 могут быть обеспечены, например, микрополосковОй схемой питания.

Облучатель работает следующим образом.

Линейно поляризованная волна передатчика поступает в дополнительный круглый волновод 3, диэлектрическим поляризатором 4 преобразуется в волну круговой поляризации и излучаегся рупором 1.

Принимается рупором 1 волна круговой пол чризации противоположного вращения, возбуждает в коаксиальном обьеме 9 только волну Н11 при совпадении продольной оси облучателя с направлением на некоторый угол относительно направления на ИСЗ. помимо волны Н11, в коаксиальном объеме 9 возбуждается волна Нг1. Волна круговой поляризации Н11 отражается фильтром 7 типов колебаний, шелью б преобразуется в волну линейной поляризации и по прямоугольному волнаводу 5 поступает в приемный тракт. Волна Н 1 проходит через фильтр

7 типов колебаний без существенного затухания и выделяется системой радиальных штырей 8. Амплитудные и фэзовые соотношения волн Н11 и Hz> используются для получения сигнала ошибки. определяющего угол прихода волны круговой поляризации.

По сравнению с известным предлагаемый облучатель обеспечивает приемопередающий режим работы, обладает улучшенным согласованием передающего тракта за счет обеспечения одномодового режима работы внутреннего круглого волновода путем соответствующего выбора геометрических размеров. Тракты приема и передачи пространственно разнесены, электромагнитные волны диапазона передачи, проникающие в коаксиальный объем, носят дифракционный характер, что обусловливает vix незначительную амплитуду и, 1702463

Составитель В.Клепак

Редактор Л.Лчолинская Техред М.Моргентал Корректор H.Påañêàÿ

Заказ 4548 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 следовательно, повышение развязки трак- 5 тов автосопровождения, приема и передачи, Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый облучатель обладает расширенными функциональными возмож- 10 ностями и улучшенными электрическими характеристиками, Формула изобретения

Облучатель зеркальной антенны с авто- 15 сопровождением, содержащий конический рупор,.соосный с ним круглый волновод, возбуждаемый прямоугольным волноводом, перпендикулярным оси круглого волновода через щель в стенке круглого 20 волновода, прорезанную под углом

О = arcing — —, 2ла где а — радиус круглого волновода;

il — длина волны, фильтр типов колебаний в круглом волноводе в виде-металлического кольца на диэлектрической шайбе, отл ича ю щийс я тем, что, с целью обеспечения приемопередающего режима работы, улучшения согласования в режиме передачи и повышения развязки трактов, передачи и автосопровождения, в него введены дополнительный круглый волновод с диэлектрическим поляризатором, расположенный внутри круглого волновода соосно с ним, и четыре радиальных штыря, расположенных диаметрально противоположно в объеме между стенками круглого волновода и дополнительного круглого волновода с разносом штырей в 90 между соседними по дуге окружности.