Зеркальная антенна
Изобретение относится к зеркальным антеннам. Цель изобретения - повышение коэффициента усиления за счет снижения затенения основного рефлектора -достигается путем введения софокусных первого и второго рефлекторов в виде кольцевой вырезки из параболоида и параболоида, размещенных за облучателем для перераспределения .поля от краев апертуры к центру 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 Q 19/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Од
О
О ( (21) 4753252/09 (22) 11.09,89 (46) 30.04.92. Бюл. ¹ 16 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И.3. Соколова (72) B.Ô. Павлов (53) 621,396.67(088.8) (56) Ямпольский В.Г., Фролов В.П. Антенны и ЭМС. М.: Радио и связь, 1983, с. 129, Изобретение относится к антенной технике и может использоваться в радиосвязи, радиолокации, радиоастрономии, радиометеорологии и т.д.
Известна зеркальная антенна. содержащая облучатель и отражающее зеркало (рефлектор), у которой с целью уменьшения уровня фона излучения на краях зеркала закрепляются устройства из радиопоглощающего материала, который поглощает часть излучаемой энергии, С этой же целью стараются создать минимальный уровень амплитудного распределения вблизи краев зеркала за счет облучателя или вспомогательного зеркала в двухзеркальных антеннах. Последнее получить намного сложнее, так как к облучателю предъявляется и так много других требований. Кроме того, уровень определения расчетных характеристик антенн малых электрических размеров пока еще не высок, а их диаграммы направленности должны быть достаточно широкими, что значительно затрудняет на практике выполнение "отсечки засветки" поверхности рефлектора вблизи его краев. м 50 „„1730705A1 (54) ЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА (57) Изобретение относится к зеркальным антеннам. Цель изобретения — повышение коэффициента усиления за счет снижения затенения основного рефлектора — достигается путем введения софокусных первого и второго рефлекторов в виде кольцевой вырезки из параболоида и параболоида, размещенных за облучателем для перераспределения.поля от краев апертуры к центру. 1 ил.
Наиболее близкой к предлагаемой является зеркальная антенна, содержащая облучатель, основной рефлектор и устройство для уменьшения уровня облучения краев основного рефлектора в виде поглощающего кольца.
Недостатком антенны является поглощение части энергии, что не позволяет повысить коэффициент усиления и снизить эффект затенения центра зеркала.
Цель изобретения — повышение коэффициента усиления и снижение эффекта затенения центра зеркала элементами конструкции при малом уровне фона излучения, Поставленная цель достигается тем, что в зеркальной антенне устройство уменьшения уровня амплитудного распределения поля на краю вынесенного раскрыва выполнено 8 виде дополнительных софокусных первого и второго рефлекторов, первый из которых представляет собой кольцевую вырезку из параболоида, вогнутой стороной обращенную к основному рефлектору и затеняющую его края, а второй рефлектор выполнен параболическим и размещен за
1730705 облучателем по отношению к основному рефлектору вершиной к облучателю, причем расстоянием между внешним краем первого рефлектора и его фокусом, и расстояние ро между краем второго рефлектора и его фокусом связаны соотношением
;I 1 и 2 pa+ p<+ /f2 z2/+ /тз гэ/. где п =1,2,3, „.;
). — длина волны;
f2 u fa — фокусные расстояния первого и второго дополнительных рефлекторов;
z2 и гз — глубины первого и второго дополнительных рефлекторов, На чертеже схематично изображена зеркальная антенна, Зеркальная антенна содержит облучатель 1, основной рефлектор 2, дополнительный первый рефлектор в виде кольцевой вырезки из параболоида 3, вогнутой стороной обращенный к основному рефлектору 2 и затеняющих его края, второй дополнительный параболический рефлектор 4, размещенный за облучателем по отношению к основному рефлектору 2 вершиной к облучателю, Антенна работает следующим образом.
При запитке облучателя 1 формируется фронт волны первичного излучения, которое, доходя до основного рефлектора 2, отражается параллельно его главной оптической оси, образуя вторичное излучение, Часть вторичного излучения, которое идет от переферийной области основного рефлектора 2 и формирует в основном дальние боковые и задние лепестки, перехватывается дополнительным первым рефлектором 3 в виде кольцевой вырезки из параболоида. Дополнительный первый рефлектор 3 в силу свойств параболоида преобразует параллельный пучок лучей в сходящийся в общем фокусе с дополнительным вторым параболическим рефлектором
4, размещенным за облучателем по отношению к основному рефлектору 2 вершиной к облучателю 1. После прохождения общего фокуса дополнительных рефректоров 3 и 4 пучок лучей снова расходится и попадает на дополнительный второй рефлектор 4. Параболический дополнительный второй рефлектор 4 преобразует расходящийся пучок лучей в параллельный главной оптической оси основного рефлектора 2 пучок.
Электромагнитная волна, отражающаяся от дополнительного второго рефлектора 4, должна быть синфазна с вторичным излучением, которое образуется при отражении первичного излучения от основного рефлектора 2. Это достигается геометрией дополнительных рефлекторов 3 и 4, а также использованием ускоряющих и замедляющих линз. В случае непрерывного излучения (например, при использовании доплеровских радиолокаторов) применение линз не обязательно, так как допустим сдвиг по фазе
2 л между вторичным излучением и излучением отдополнительного второго рефлектора 4. Последнее довольно просто получить за счет выбора фокусного расстояния дополнительных первого 3 и второго 4 рефлекторов, их размеров и мест установки.
Синфазность можно обеспечить, если будет выполняться условие
I
po + po + / 2 г2/ + /f3 гЗ/ где п=1,2,3, ...;
20 il, — длина волны;
/1
p< — расстояние между ближним к основному рефлектору 2 краем дополнительного рефлектора 3 и фокусом дополнительного рефлектора 3; ро"- расстояние между краем дополнительного рефлектора 4 и его же фокусом;
f2, fa — фокусные расстояния дополнительных рефлекторов 3 и 4 соответственно;
z2, гз — глубина дополнительных рефлекторов 3 и 4 соответственно. Вследствие использования кольцеобразного первого рефлектора 3 происходит резкое снижение уровня амплитуды на краях вынесенного раскрыва, что в значительной степени снижает уровень боковых и задних лепестков.
Использование части вторичного излучения от основного рефлектора 2 за счет преобразования его дополнительными первым 3 и вторым 4 рефлекторами в излучение. син40 фазное с основной волной, из центра вынесенного раскрыва дает повышение коэффициента усиления и снижение эффекта затенения центра зеркала элементами конструкции.
Таким образом, предлагаемая антенна позволяет достаточно простыми средствами повысить коэффициент усиления ориентировочно на 8 0, а также уменьшить эффект затенения центра зеркала элементами конструкции при малом уровне фона излучения. Предлагаемая конструкция может быть использована и в двухзеркальных антеннах. Для дополнительного снижения фона излучения края основного и дополнительного кольцеобразного рефлекторов можно соединять кольцом с внутренним и внешним покрытиями радиопоглощающим материалом, а также покрывать теневые поверхности всех
1730705
Формула изобретения
3/ (1 и Л =ро+ ро+ /12 — гг/+ / з — з/
1! !
1 к К
;--«Ч
1
Составитель B.Ïàâëîâ
Техред М.Моргентал Корректор Н.Король
Редактор Э.Слиган
Заказ 1516 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рефлекторов этим же материалом. Еще в большей степени фон излучения можно снизить, если пространсто между теневыми поверхностями облучателя и дополнительного рефлектора по оси антенны заполнить поглотителем электромагнитных волн.
При использовании предлагаемой конструкции антенны без обтекателя желательно раскрыв закрывать радиопрозрачным материалом для защиты антенны от накапливания атмосферных осадков и пыли.
1. Зеркальная антенна, содержащая основной рефлектор, облучатель и устройство уменьшения уровня амплитудного распределения поля на краях вынесенного раскрыва, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления за счет снижения затенения основного рефлектора, устройство уменьшения уровня амплитудного распределения поля на краю вынесенного раскрыва выполнено в виде дополнительных софокусных первого и второго рефлекторов, первый из которых пред ? ставляет собой кольцевую вырезку из параболоида, вогнутой стороной обращенной к основному рефлектору и затеняющей его края. а второй дополнительный рефлектор
5 выполнен параболическим и размещен за облучателем по отношению к основному рефлектору вершиной к облучателю, причем расстояниеро между внешним краем первого дополнительного рефлектора и его фоку10 сом и расстояние ро мещду краем второго дополнительного рефлектора и его фокусом связаны соотношением
15 где и =1,2,3, ...;
Л длина ВОлны;
1г и fa — фокусные расстояния первого и второго дополнительных рефлекторов;
z2 и гз — глубины первого и второго дополнительных рефлекторов, 2. Антенна по и, 1, отличающаяся тем, что. с целью снижения фона излучения, первый дополнительный рефлектор соединен с основным рефлектором посредством радиопоглощающего материала.
