Осесимметричная зеркальная антенна (варианты)
Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для систем спутниковой радиосвязи в СВЧ диапазонах. Техническим результатом является уменьшение массогабаритных параметров экрана с сохранением малой шумовой температуры и повышенной шумовой добротности осесимметричной зеркальной антенны. Для достижения технического результата на осесимметричное зеркало по кромке устанавливается незамкнутый цилиндрический экран таким образом, чтобы экранировать тепловые шумы, принимаемые облучающим устройством от земной поверхности. Может быть использован экран, имеющий коаксиальную коническую форму, с вершиной конуса, расположенной позади зеркала. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для систем спутниковой радиосвязи в СВЧ- диапазонах.
Для увеличения помехозащищенности используется цилиндрический экран, располагаемый по кромке зеркала, для осесимметричной антенны, выполненной по однозеркальной схеме или двухзеркальной схеме [1]. Такие экраны уменьшают уровень боковых лепестков диаграммы направленности, тем самым снижая шумовую температуру зеркальных антенн [2]. Профиль зеркала представляет параболоид вращения с соосным облучающим устройством. В качестве облучающего устройства может быть использован как отдельный облучатель, так и облучатель с контррефлектором.
Техническим результатом изобретения является уменьшение массогабаритных параметров экрана с сохранением малой шумовой температуры и повышенной шумовой добротности осесимметричной зеркальной антенны.
Согласно первому варианту на осесимметричное зеркало по кромке 1-3-7 устанавливается незамкнутый по периметру кромки зеркала цилиндрический экран 2-3-7-6 таким образом, чтобы экранировать облучающее устройство, например, в виде рупора 4 от приема теплового излучения земной поверхности 8-11 (фиг.1). Длина периметра кромки зеркала, вдоль которого устанавливается экран длиной (Lэ), кривая 12-15-13 (фиг.2), определяется выражением
где Ra - радиус основного зеркала 14-15 (фиг.2), f - фокусное расстояние основного зеркала 4-5 (фиг.1), r - глубина основного зеркала и α - угол наклона антенны к горизонту 3-4-5 (фиг.1). Глубина экрана 6-7 выбирается в зависимости от необходимого уровня снижения шумовой температуры путем экранирования облучающего устройства от теплового излучения земной поверхности 9-10 (фиг.1).
Незамкнутый цилиндрический экран 2-3-7-6, на верхнем краю зеркала 1-3 установленный, например, на однозеркальную осесимметричную антенну, имеет меньшие массогабаритные параметры по сравнению с замкнутым, тем не менее также эффективно уменьшает прием облучающим устройством теплового излучения земной поверхности 8-11 при сохранении угла экранирования 9-4-10 (фиг.1). Часть экрана, дополняющая его до замкнутого экрана, экранирует антенну от тепловых шумов атмосферы, которые существенно меньше тепловых шумов земной поверхности, и поэтому не вносит заметной доли в уменьшение шумовой температуры. Тем самым уменьшается металлоемкость, ветровая нагрузка и вес разомкнутого экрана по сравнению с замкнутым по кромке зеркала цилиндрическим экраном при сохранении малой общей шумовой температура антенны.
Согласно второму варианту также может быть использован незамкнутый в верней части зеркала 16-18 коаксиальный конический экран 17-18-21-22 с вершиной конуса 20, расположенной позади зеркала (фиг.3). Угол раствора конической поверхности экрана 16-20-22 (2θ) определяется из формулы для расчета угла экранирования 21-19-22 (β)
где 
- угол раскрыва основного зеркала 16-19-21, Rэ - глубина экрана 22-21 (фиг.3). Выбираемый угол раствора конической поверхности экрана 16-20-22 (2θ) соответствует максимальному углу экранирования теплового излучения 21-19-22 (β) земной поверхности 23-24 при фиксированной глубине экрана 22-21 (Rэ) (фиг.3). Применение такого экрана позволяет уменьшить массогабаритные параметры и ветровую нагрузку на антенну.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:
фиг.1 - незамкнутый цилиндрический экран, установленный по кромке зеркала однозеркальной антенны в вертикальной плоскости сечения;
фиг.2 - незамкнутый цилиндрический экран, установленный по кромке зеркала, вид со стороны фокуса зеркала;
фиг.3 - незамкнутый коаксиальный конический экран в вертикальной плоскости сечения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Айзенберг Г.З. и др. Антенны УКВ. Под ред. Г.З.Айзенберга. В 2-х ч. Ч.1. М., «Связь», 1977, с.353.
2. Сомов A.M. Влияние цилиндрических экранов на шумовую температуру зеркальных антенн. «Радиотехника», 1983, №3 с.74-76.
1. Зеркальная антенна, состоящая из осесимметрического зеркала, облучающего устройства, элементов его крепления и цилиндрического экрана, коаксиального зеркалу, расположенного по его кромке, отличающаяся тем, что экран не замкнут на части периметра кромки.
2. Зеркальная антенна, состоящая из осесимметрического зеркала, облучающего устройства, элементов его крепления и экрана, коаксиального зеркалу, расположенного по его кромке, отличающаяся тем, что экран имеет коаксиальную коническую форму с вершиной конуса, расположенной позади зеркала, и не замкнут на части периметра кромки зеркала.
