Бортовая гибридная зеркальная антенна

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе искусственных спутников земли для радиосвязи и обеспечения зоны покрытия всей видимой поверхности земли в СВЧ диапазоне. Техническим результатом изобретения является создание бортовой гибридной зеркальной антенны, обеспечивающей зональное покрытие такой же территории земной поверхности по равным уровням коэффициента направленного действия в продольной и поперечной плоскостях. Для этого предлагается бортовая гибридная зеркальная антенна, содержащая рефлектор в форме вырезки из параболоида вращения, имеющая плоскость симметрии, проходящую через фокальную ось параболоида, и облучающую антенную решетку, нормаль плоскости раскрыва которой в плоскости симметрии антенны наклонена на угол β в направлении рефлектора относительно фокальной оси параболоида, и состоящую из облучателей, равных по количеству числу парциальных диаграмм направленности, где центры облучателей расположены на одинаковых расстояниях относительно друг друга, при этом облучатели в плоскости раскрыва облучающей антенной решетки разнесены в плоскости симметрии антенны на большее расстояние между центрами облучателей в (cosβ)-1 раз. 4 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе бортовых антенн искусственных спутников земли для обеспечения многолучевой зоны покрытия земной поверхности в СВЧ диапазоне.

Известны зеркальные антенны с вынесенным облучателем [1], состоящие из рефлектора в виде осенесимметричной вырезки из симметричного параболоида вращения и облучателя.

Известны также многолучевые бортовые зеркальные антенны космических аппаратов [2], [3] состоящие из рефлектора в виде осенесимметричной вырезки из симметричного параболоида вращения и облучающей антенной решетки, нормаль к плоскости раскрыва которой наклонена относительно фокальной плоскости параболоида, образующего рефлектор на угол β.

Антенны [2], [3] обеспечивают зональное покрытие заданной части территории земной поверхности формированием локальных зон, но их недостатком является пересечение локальных зон обслуживания по разным уровням коэффициента направленного действия в продольной и поперечной плоскостях.

Техническим результатом изобретения является создание бортовой гибридной зеркальной антенны, обеспечивающей зональное покрытие такой же территории земной поверхности с пересечением локальных зон обслуживания по равным уровням коэффициента направленного действия в продольной и поперечной плоскостях.

Для достижения технического результата предлагается бортовая гибридная зеркальная антенна, содержащая рефлектор в форме вырезки из параболоида вращения, имеющая плоскость симметрии, проходящую через фокальную ось параболоида, и облучающую антенную решетку, нормаль плоскости раскрыва которой в плоскости симметрии антенны наклонена на угол β в направлении рефлектора относительно фокальной оси параболоида, и состоящую из облучателей, равных по количеству числу парциальных диаграмм направленности, где центры облучателей расположены на одинаковых расстояниях относительно друг друга, при этом облучатели в плоскости раскрыва облучающей антенной решетки разнесены в плоскости симметрии антенны на большее расстояние между центрами облучателей в (cosβ)-1 раз.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:

- ФИГ.1 - бортовая гибридная зеркальная антенна.

- ФИГ.2 - облучающая антенная решетка в плоскости раскрыва.

- ФИГ.3 - зона покрытия бортовой гибридной зеркальной антенны с облучающей антенной решеткой, состоящей из облучателей, не разнесенных в плоскости раскрыва облучающей антенной решетки.

- ФИГ.4 - зона покрытия бортовой гибридной зеркальной антенны с облучающей антенной решеткой, состоящей из облучателей в плоскости раскрыва облучающей антенной решетки разнесенных в плоскости симметрии на расстояние рупора между центрами облучателей.

На ФИГ.1 изображена бортовая гибридная зеркальная антенна, состоящая из рефлектора (1) в виде осенесимметричной вырезки из параболоида вращения x2+y2=4Fz с клиренсом (С), диаметром зеркала (D) и фокусным расстоянием (F), облучающей антенной решетки (2), нормаль (3) к плоскости раскрыва которой в плоскости симметрии антенны (продольной) наклонена на угол β (4) относительно фокальной оси параболоида образующего рефлектор. Предложенная антенна имеет облучающую антенную решетку (2), изображенную на ФИГ.2, состоящую из рупорных облучателей (5), выстраиваемых в виде рядов облучателей в поперечной плоскости (Y0Z) на расстоянии (6) RY0Z=dруп между центрами облучателей, где dруп - диметр раскрыва рупорного облучателя и на расстоянии (7) , в продольной плоскости.

Пересечение локальных зон обслуживания по равным уровням коэффициента направленного действия бортовой гибридной зеркальной антенны обеспечивается разнесением рядов облучателей в продольной плоскости на расстояние (7) в (cosβ)-1 раз по сравнению с аналогичными антеннами [3], что компенсирует неравномерное перекрытие локальных зон обслуживания зоны покрытия, изображенной на ФИГ.3.

Разнесение облучателей в облучающей антенной решетке (2) в плоскости ее раскрыва обеспечивает в плоскости X0Y расстояние между центрами облучателей RX0Y=dруп, как и в плоскости Y0Z RY0Z=dруп. Это обеспечивает выравнивание по уровням пересечения соседних парциальных диаграмм направленности в продольной и поперечной плоскостях и равномерное покрытие территории земной поверхности, изображенной на ФИГ.4 Увеличение расстояния между соседними рядами облучателей в продольной плоскости позволяет уменьшить общее число облучателей и использовать в облучающей антенной решетке на один ряд облучателей меньше.

Из приведенных данных видно, что зона покрытия бортовой гибридной зеркальной антенны идентична при покрытии той же обслуживаемой территории и обеспечивает покрытие заданной части территории земной поверхности без избыточного перекрытия парциальных диаграмм направленности по заданному уровню.

За счет уменьшения количества облучателей в антенной решетке бортовой гибридной зеркальной антенны достигается выигрыш по уменьшению веса бортовой гибридной зеркальной антенны, составу и сложности радиотехнического оборудования на космическом аппарате, а как следствие уменьшение энергетических затрат электропитающей установки космического аппарата.

Источники информации

1. A.M. Сомов, В.В. Старостин, Р.В. Кабетов «Антенно-фидерные устройства» - М.: Горячая линия - Телеком, 2011, с.262.

2. US 7.868.840 B2 11.01.2011 «Multi-beam and multi-band antenna system for communication satellites».

3. A.M. Сомов, K.M. Волгаткин, Б.Н. Ласкин «Бортовая антенна для спутниковых радиосистем с сотовой конфигурацией зон обслуживания». Труды НИИР №1, 2012.

Бортовая гибридная зеркальная антенна, содержащая рефлектор в форме вырезки из параболоида вращения, имеющая плоскость симметрии, проходящую через фокальную ось параболоида, и облучающую антенную решетку, нормаль плоскости раскрыва которой в плоскости симметрии антенны наклонена на угол β в направлении рефлектора относительно фокальной оси параболоида, и состоящую из облучателей равных по количеству числу парциальных диаграмм направленности, где центры облучателей расположены на одинаковых расстояниях относительно друг друга, облучатели в плоскости раскрыва облучающей антенной решетки разнесены в плоскости симметрии антенны на большее расстояние между центрами облучателей, в (cosβ)-1 раз.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в беспроводных системах связи. .

Изобретение относится к антенной технике. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции антенны. .

Изобретение относится к антенной технике. .

Изобретение относится к антеннам с общей апертурой с высокоэффективным облучателем и к способам конструирования таких антенн. .

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к конструкции антенной решетки с частотным сканированием. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в малогабаритных антеннах, функционирующих в четырех частных диапазонах. .

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к передаче радиотелевизионных сигналов и к устройствам для приема радиотелевизионных сигналов, например комбинированным антеннам, и может быть использовано в радиосвязи, телевидении и других смежных областях, например, при приеме высокочастотных сигналов в метровом и дециметровом диапазонах волн.

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи в ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонах. Техническим результатом изобретения является создание антенны повышенной направленности. Для этого предлагается антенна типа волновой канал, состоящая из несущей стрелы, на которой расположен пассивный вибратор - рефлектор, полуволновой симметричный вибратор с подключенной к нему линией питания и нескольких пассивных вибраторов - директоров, расположенных в одной плоскости, при этом все вибраторы выполнены в виде Z-образной антенны и не закрепляются короткозамкнуто на несущую стрелу, а имеют диэлектрическую изоляцию в месте крепления к несущей стреле. При этом Z-образная антенна выполнена в виде двух полуволновых отрезков проводника, расположенных на одной прямой и линии питания, подключенной к ближним концам отрезков проводника, причем отрезки проводника изогнуты каждый посередине под углом 90 градусов в одной плоскости, но в противоположных направлениях. Кроме того, дополнительные отличия антенны типа волновой канал заключаются в том, что расстояние между вибраторами и их размер изменяются по логопериодическому закону. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области радиотехники сверхвысоких частот. Техническим результатом является улучшение согласования двухдиапазонной директорной антенны с питающим фидером (симметрирующим устройством) в каждом из двух несмежных диапазонов частот. Для этого антенна содержит параллельные друг другу первый 1 и второй 2 активные диполи, два рефлектора 3 и 4 различной длины, четыре различных по длине директора 5, 6, 7 и 8. Средние точки диполей, рефлекторов и директоров расположены на прямой, ориентированной вдоль поверхности несущей одноярусной металлической стрелы 9, определяющей направление максимального излучения в сторону директоров 5, 6, 7 и 8. Антенна в сборе крепится к металлической матче и ориентируется по азимуту и углу места в нужном направлении. При этом длина первого и второго активного диполя составляет половину длины средней волны низкочастотного и высокочастотного диапазона соответственно. Оба активных диполя лежат в одной плоскости с рефлекторами и директорами и расположены в непосредственной близости. К точкам их параллельного соединения подключается либо симметричный двухпроводный экранированный фидер, либо противофазные выходы симметрирующего устройства, обладающего требуемой широкополосностью. Для обеспечения направленного излучения и согласования антенны все размеры излучающей системы должны быть оптимально подобраны при настройке. 4 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве бортовых антенн спутников связи на геостационарной орбите для обеспечения многолучевой зоны покрытия выделенной земной поверхности в СВЧ диапазоне частот. Техническим результатом изобретения является создание многолучевой гибридной зеркальной антенны, обеспечивающей равномерное по коэффициенту усиления антенны в парциальных лучах покрытие выделенной территории земной поверхности. Для этого предлагается многолучевая гибридная зеркальная антенна, содержащая рефлектор в виде осенесимметричной вырезки из параболоида вращения, облучающую антенную решетку с облучателями, продольная ось которых наклонена к фокальной оси и числом, равным числу формируемых парциальных диаграмм направленности, при этом нормаль к плоскости раскрыва которой наклонена относительно фокальной оси параболоида, образующего рефлектор, при этом плоскость раскрыва облучающей антенной решетки ортогональна фокальной оси параболоида, образующего рефлектор, а продольные оси периферийных облучателей облучающей антенной решетки наклонены относительно наклона продольных осей облучателей, и чем дальше от центра, тем более, и облучающая антенная решетка имеет возможность перемещаться вдоль фокальной оси параболоида, образующего рефлектор. 3 ил.

Использование: в качестве устройства антенной техники. Сущность изобретения заключается в том, что активный антенный треугольно-петлевой элемент Милкина содержит расположенные симметрично относительно общей оси петлевые вибраторы, установленные перпендикулярно направлению приема электромагнитных волн и соединенные между собой, при этом петлевые вибраторы расположены в одной плоскости, один из них выполнен в форме равнобедренного треугольника с основанием 0,4λраб и боковыми сторонами 0,3λраб, другой петлевой вибратор представляет собой шлейф-вибратор Пистолькорса из двух параллельных линейных проводников, один из которых неразрезной, другой разрезной в средней части с размещением в ней точек питания, в которых оба вибратора соединены между собой с перекрещиванием боковых сторон равнобедренного треугольного вибратора. Технический результат: повышение компактности, увеличение частотного диапазона и коэффициента усиления. 3 ил.

Изобретение относится к приемопередающим антеннам, размещаемым на подвижных объектах. Технический результат - повышение стабильности входного сопротивления короткозамкнутой коаксиальной линии при работе в обоих диапазонах частот и стабильности согласования вибратора с питающим фидером, повышение механической прочности антенны, упрощение процессов изготовления и подстройки параметров штыревого вибратора. Для этого двухдиапазонная штыревая антенна содержит основание со средствами закрепления на подвижном объекте и установленный на нем штыревой вибратор из отрезка коаксиального кабеля. Верхние концы оплетки и центрального проводника вибратора разомкнуты, а нижние - гальванически связаны и соединены с центральным проводником питающего фидера. Гальваническая связь центрального проводника отрезка коаксиального кабеля с его оплеткой осуществлена через токопроводящую шайбу, примыкающую плоской поверхностью к нижнему срезу отрезка коаксиального кабеля, установленного на основании с опорой на упомянутую шайбу. Между основанием и токопроводящей шайбой размещена изолирующая прокладка. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх