Антенна

 

Изобретение относится к зеркальным антеннам и может быть использовано в ка2 . честве приемо-передающей антенны в радиорелейных линиях связи. Цель изобретения - увеличение развязки по кроссполяризованной составляющей поля и уменьшение уровня бокового излучения в вертикальной плоскости - достигается за счет выполнения рупора, его размещения с наклоном относительно оси вращения отражателя, введением дополнительной секции рупора и конструкцией кожуха. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 01 Q 19/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794756/09 (22) 21.02,90 (46) 07.01.93. Бюл. М 1 (75) Ю;А.Ерухимович (56) Козловская И.А, и др. Несимметричная антенна с диаметром раскрыва 1,5 м для диапазона 2 ГГц, Труды НИИР, N. 3, 1988. (54) АНТЕННА (57) Изобретение относится к зеркальным антеннам и может быть использовано в каИзобретение относится к антенной технике и может быть использовано в составе наземных радиолинейных линий связи (РРЛ) как приемно-передающее антенное устройство, Известны двухзеркальные антенны типа АДЭ с высокой развязкой по полю кроссполязирации, одинаковым уровнем излученйя во всех плоскостях поля, малыми габаритами и массой. Эти антенны требуют горизонтального выхода питающего волновода. Для их-применения с вертикальным волноводным трактом круглого сечения не. обходимо использовать волноводный изгиб.

Такой изгиб ухудшает поляризационные характеристики антенно-волноводного тракта и ограничивает полосу рабочего диапазона..

Известна отечественная антенна РПА2. При высоких электрических характеристиках она имеет невысокую развязку ъо полю кросс-поляризации(-13...-17дБ), высокий уровень бокового излучения в вертикальной плоскости, большие габариты и массу, высокий уровень первого бокового лепестка.

„„Я „„1786568 А1 честве приемо-передающей антенны в радиорелейных линиях связи, Цель изобретения — увеличение развязки по кроссполяризованной составляющей поля и уменьшение уровня бокового. излучения в вертикальной плоскости — достигается за счет выполнения рупора, его размещения с наклоном относительно оси вращения отражателя, введением дополнительной секции рупора и конструкцией кожуха.

2 з.п.ф-лы,3 ил, Наиболее близка к предлагаемой антенна с вын есенным облучением типа АНК--1,5.

Эта антенна имеет габариты меньшие, чем

РПА, хорошие электрические характеристи- ки и вертикальный выход питающего волно" вода. Ее- недостатком является весьма невысокий уровень развязки по полю кроссполяризации -13...-15 дБ); что не позволяет применять зту антенну в системах с цифро- 00 вой модуляцией. Кроме того, из-за повы- (Ь шенного уровня облучения верхней кромки (Я боковое излучение в вертикальной плоско- Q сти повышено., р

Основной причиной невысокой развязки по полю кросс-поляризации у антенн типа РПА и АНК является то, что они выполнены по схеме с вынесенным облучением, при которой рабочая полость антенны (горизонтальная) оказывается плоскостью, в которой поле кросс-поляризации максимально, Уровень этого поля в горизонтальной плоскости зависит от кривизны зеркала, т,к. соответствующее поле вызывается искривлением токов на поверхности зеркала, Различные уровни бокового излучения в

1786568 разных плоскостях объясняются разными уровнями облучения кромок отражателя рупором.

Цель изобретения — увеличение развязки между ортогонально поляризованными . составляющими поля излучения антенны и уменьшение уровня бокового излучения в вертикальной плоскости "при сохранении вертикальности питающего антенну тракта.

Сущность изобретения состоит в том, что в антенне с вынесенным облучением поверхность зеркального отражателя является вырезкой из тороидального параболоида, имеющего меньшую кривизну, чем

Ф обычный параболоид вращения, а угол Оо большем угла 01. Изобретательский замысел заключается в конструировании рупора и зеркала взаимно соответствующими один другому, т.е. создающими излученное и отраженное пбля с фокальными кольцами одинакового диаметра, Для работы используются вырезки из этих фокальных колец, которые совмещаются путем перемещения рупора вдоль вертикальной оси.

Наличие в предложении введенных признаков: новой геометрии зеркального отражателя и новой конструктивной схемы облучающего рупора отличают его от прототипа.

На фиг.1 изображены конструктивная схема в трех проекциях (а,б и в) предложенной антенны и ее вид в аксонометрии (г); на фиг.2 — конструктивная схема в трех проекциях предложенного облучающего рупора с образующей в; на фиг.3 — аксонометрическое изображение предложенной антенны с боковыми стенками с прямолинейной кромкой (а и б) и криволинеййой (в).

Предложенное устройство по п,1 (фиг.1) содержит зеркальный отражатель 1 в виде несимметричной вырезки из тела вращения с параболической образующей куивой TGQ, фокальная ось которой ТО горизонтальна, и облучающего рупора 2 с питающим волноводом 3, ось которой ОА вертикальна, При . этом фокальная ось ТО параболической образующей .с фокусным расстоянием ТО и фокусом в точке О смещена на расстояние

ОА параллельно оси симметрии (ось у) зеркального отражателя 1, Облучающий рупор

2 на фиг,2 имеет пирамидальную форму, пара боковых стенок которого 4 и 4 является плоскими и одинаковыми, ограниченными внешними прямоЛинейными кромками QR, Q R и QQ, RA, Передняя 5 и задняя 5 стенб ки представляют собой вырезки из двух встречных конусов EFP и Е FP с осями, I l совпадающими между собой и с осью симметрии (осью у), с вершинами P u P соответI ственно, При этом все точки их кромок EDF и Е 0 Е равноудалены от вершин P u P .

5 Угол Оо взят большим угла О> Фокальные кольца 0 00 зеркального отражателя и

1! облучающего рупора совмещены между собой в результате соответствующего перемещения рупора вдоль вертикальной

10 оси(оси Х).

Таким образом, по построению видно, что передняя и задняя стенки рупора являются вырезками из тел вращения, соосных отражателю.

15 На фиг.2 детализована схема облучающего рупора для случая, когда образующие конусов DHP u HCS для передней стенки 5 и конусов D Н P и Н С S — для задней стенки 5 являются прямыми линиями DHC

20 и D Н С с изломом в точках Н и Н соответственно. Все точки кромок EDF, QHR и Е D F, Q Н F равноудалены от вершин P u S и соответственно P и S, Все обозначения на иг.1 и фиг,2 совпадают, 25 Линии EDF(E D F )иОНВ(0 Н R )— окружности с центром в точке А, На фиг,З представлено построение предложенной системы по п.2. Антенна по п,1, состоящая из зеркального отражателя

30 1; облучающего рупора 2 и питающего волновода 3 закрыта с боков отоажателя, кроме аппаратуры, стенками 6 и 6, спереди отражателя — стенкой 7 и сзади — стенкой 7, . Они образуют защитный кожух иэ радионепроз35 рачного материала с днищем, на котором укреплен облучающий рупор 2 с возможностью перемещения его по вертикали. Материл кожуха — металл или радиопоглотитель.

Форма кромок боковых стенок 6 и 6

40 определяется конструктором. Она может быть как прямолинейной (фиг,3a, б), так и криволинейной (фиг,За), если требуется защитить раскрыв антенны радиопрозрачным укрытием, кромки а,в,с, и d должны лежать 45 в одной плоскости, как на фиг,3a и Зб. При этом кромки а и d - отрезки окружностей, а кромки в и с -отрезки прямых линий. Кожух без щелей соединен с зеркальным отражателем по линиям трех его кромок в местах

50 пересечения поверхностей 1,6 и 6 .

Если раскрыв антенны можно оставить без защитного укрытия, формы кромок в и с целесообразно взять криволинейными. 3ащищен должен быть в этом случае только

55 раскрыв рупора..

Металлические стенки кожуха могут быть частично или полностью покрыты радиопоглощающим материалом.

Ход лучей в антенне показан на фиг.1 тонкими линиями со стрелками, Амплитуда

1786568 поля в плоскости раскрыва определяется формой диаграммы Ф(0) облучающего рупора и пространственным затуханием расходящейся тороидальной волны на пути от фазового центра рупора до соответствующей данному лучу точки зеркального отражателя. Если выдержать условие

@ В.1 жв 1, все точки нижней и верхней

Ж OQ кромок зеркального отражателя будут облучаться одним и тем же уровнем. Посколь, ку,Ф(0) имеет колоколообразный характер, ясно. что зто условие для каждой данной формы Ф(0) с учетом того, что OQ >OG выполняется в случае, если 0 > 0, Если взять

Ф(0 ) — 15 дБ, уровень дифракционного поля от верхней кромки будет также весьма мал, Чем больше значения главных радиусов кривизны на поверхности зеркала, тем больше добавка к равномерной составляющей тока, от кривизны отражателя не зависящая.

Для предлагаемого зеркала главные радиусы кривизны Ri u R 2 обычно много больше единицы, при этом — — /Йи — — VK Н, 2F 2F где H=1+(t@ + --4 ), 0 cl2

Отсюда ясно, что отношение главных радиусов кривизны для предложенной системы и обычного параболоида (б = О) будет также много больше единицы. А зто значит, что поправка на кривизну отражателя в предложенной антенне меньше, чем в прототипе, В частности, меньше и уровень поля кросс-поляризации.

Формула изобретения

I. Антенна с вынесенным облучением, содержащая отражатель в виде несиммет5 ричной вырезки из поверхности тела вращения с параболической образующей. фокальная ось которой горизонтальна, и облучающий рупор с питающим волноводом, ось которого вертикальна, о т л и ч а ю щ а я10 с я тем, что. с целью увеличения развязки по кросс-поляризованной составляющей поля и уменьшения уровня бокового излучения в вертикальной плоскости, проекция несимметричной вырезки на плоскость, 15 перпендикулярную оси вращения, является усеченным сектором, фокальная ось парэболической образующей смещена параллельно оси вращения, облучающий рупор выполнен пирамидальным, пара боковых

20 стенок которого, плоские и одинаковые, ограничены прямолинейными кромками, параллельными оси вращения, а две другие являются вырезками из двух встречных конусов с общей осью, совпадающей с осью

25 вращения и все точки их кромок равноудалены от вершин конусов, а угол. Ос, в плоскости симметрии между вертикалью и кромкой отражателя, ближней к оси вращения, больше угла 0 в плоскости симметрии между

30 вертикалью и кромкой отражателя, дальней от оси вращения, причем локальные фазовые центры облучающего рупора размещены на фокальном конце отражателя, 2.Антенна поп1,отличающаяся

35 тем; что введена дополнительная пирамидная секция, размещенная между питающим волноводом и облучающим рупором.

3, Антенна по п.1, о тл и ч а ю ща я с я тем, что отражатель соединен с облучэю40 щим рупором посредством кожуха из радионеп розрачного материала.

1786563

Т лг. 1 фиг,2

17865бЯ

Составитель Ю,Ерухимович

Техред М,Моргентал Корректор, Н.Кещеля

Редактор Т.Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 252 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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