Антенна кассегрена

Авторы патента:

Саакян Арман Мартинович (RU)

Стругов Сергей Александрович (RU)

Козлова Татьяна Александровна (RU)

Гребнев Дмитрий Юрьевич (RU)

Булычев Николай Николаевич (RU)

Поляков Александр Викторович (RU)

Татарников Александр Владимирович (RU)

Кощеева Ксения Владимировна (RU)

H01Q1/38 - образованных электропроводящим слоем на диэлектрической подложке (проводники вообще H01B 5/14)

Владельцы патента RU 2567127:

Закрытое акционерное общество "Меркурий" (RU)

Изобретение относится к антенной технике. Антенна Кассегрена состоит из большого и малого параболических зеркал, выполняющих функцию рефлекторов и обладающих единой осью вращения, причем малое параболическое зеркало-рефлектор является гиперболической отражательной поверхностью по отношению к большому параболическому зеркалу-рефлектору. Один из фокусов вспомогательного гиперболического рефлектора совпадает с фокусом параболического рефлектора. Вспомогательный гиперболический рефлектор представляет собой отражательную антенную решетку из плат-излучателей, в состав которых входят варакторы, управляющие фазой отражаемого сигнала. Антенна также включает фильтр-диплексер, совмещенный с волноводом и излучателем параболического рефлектора, малошумящий усилитель, усилитель мощности, блок управления и резервный источник питания. Вспомогательный гиперболический рефлектор установлен на крышку из радиопрозрачного материала. Технический результат - повышение надежности. 6 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области антенной техники.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбрана зеркальная антенна, состоящая из облучателя, главного и вспомогательных зеркальных отражателей электромагнитной энергии (зеркал), собранных по схеме телескопа Кассегрена - антенна Кассегрена, описанная в опубликованном 23.11.2010 патенте US 7839349. Известная из US 7839349 антенна по одному из вариантов исполнения (US 7839349, фиг. 8) состоит из большого и малого параболических зеркал (рефлектора и суб-рефлектора) с единой осью вращения, причем малое параболическое зеркало (суб-рефлектор) является гиперболической отражательной поверхностью по отношению к большому параболическому зеркалу (рефлектору). Между рефлектором и суб-рефлектором расположено дополнительное устройство, обеспечивающее сдвиг фаз при переизлучении. Недостатком ближайшего аналога является недостаточно высокая надежность работы. В свою очередь на преодоление данного недостатка, то есть на создание высоконадежного антенного устройства направлено предлагаемое изобретение.

Предложенная антенна Кассегрена состоит из большого и малого параболических зеркал (рефлекторов) с единой осью вращения, причем малое параболическое зеркало (рефлектор) является гиперболической отражательной поверхностью по отношению к большому параболическому зеркалу (рефлектору). В отличие от аналога упомянутая гиперболическая отражательная поверхность представляет собой антенную решетку, в микрополосковый диполь (платы-излучатели) которой включены варакторы - варикапы.

Предложенное изобретение поясняется чертежами.

Фиг. 1, 2 - схемы предложенной антенны;

Фиг. 3, 4 - лицевая (фиг. 3) и оборотная (фиг. 4) стороны платы-излучателя;

Фиг. 5 - соединение варакторов с платой-излучателем;

Фиг. 6 - схема включения варакторов в отражательную поверхность.

Предложенное изобретение представляет собой двухзеркальную антенну Кассегрена - гибрид антенны Кассегрена со вспомогательным гиперболическим антенным рефлектором (ВГРФ), представляющим собой гиперболическую отражательную антенную решетку (фиг. 1, 2). Вспомогательный антенный рефлектор является гиперболическим относительно вершины параболического рефлектора (ПРФ), в которой расположен излучатель антенны. Также антенна включает фильтр-диплексер, совмещенный с волноводом и излучателем параболического рефлектора, малошумящий усилитель, усилитель мощности, блок управления и резервированный источник питания. Таким образом, в предложенной двухзеркальной антенне используются две отражающие поверхности: основная - большое параболическое зеркало (параболический рефлектор) и вспомогательная - малое зеркало (вспомогательный гиперболический рефлектор) в виде гиперболоида. Один из фокусов вспомогательного гиперболического рефлектора совпадает с фокусом параболического рефлектора. Параболический рефлектор состоит из металлической поверхности (напыление серебра на медной подложке), выполненной в виде параболоида вращения и облучателя. Особенностью данной двухзеркальной антенны является то, что вспомогательной отражающей поверхностью является малое зеркало (вспомогательный гиперболический рефлектор) в виде гиперболоида, состоящее из n-го количества плат-излучателей, в состав которых входят варакторы (фиг. 3÷6), позволяющие управлять фазой отражаемого сигнала. Для устранения затенения раскрыва малым зеркалом и элементами его крепления вспомогательный гиперболический рефлектор устанавливается на крышку из радиопрозрачного материала. Данный конструктивный элемент, наряду с корпусом антенны, выполняет также защитную функцию внутренних элементов.

Габариты параболического рефлектора влияют на усиление всей системы. Вспомогательный гиперболический рефлектор осуществляет управление лучом, с помощью расположенных на нем излучателей, выбираемых в зависимости от рабочего диапазона, чем больше излучателей, тем точнее выставляется луч. Вспомогательный гиперболический рефлектор переотражает падающую на него сферическую волну облучателя на параболический рефлектор. При этом вследствие геометрических свойств гиперболы сферическая волна, отражаемая вспомогательным гиперболическим рефлектором, исходит из первого фокуса, совмещаемого с фокусом большого зеркала. Сферическая волна трансформируется большим зеркалом в плоскую, параболическое зеркало излучает так, будто в его фокусе находится мнимый облучатель, создающий сферическую волну (второй фокус малого зеркала совмещается с фазовым центром облучателя).

Принцип управления фазой отражаемого сигнала основан на том, что в микрополосковый диполь антенны (из состава излучателей вспомогательного гиперболического рефлектора) вводятся варакторы: электрически управляемые диоды - варикапы. При изменении емкости меняется электрическая длина диполя, вследствие чего меняется фаза отражаемой волны. Устанавливая с помощью управляющих напряжений в каждом варакторе свою фазу (в контрольной точке платы-излучателя напряжение контролирует фазовый сдвиг), полученную по расчету антенной решетки, можно сформировать луч в нужном направлении. Также может быть предположено использование в составе микрополоскового диполя антенны варакторов: электрически управляемых конденсаторов - варикондов.

В отличие от зеркальных антенн антенна предложенной конструкции обладает всеми достоинствами многоэлементной АФАР. При изменении фазового распределение поля в раскрыве параболического рефлектора возможно как изменение углов основного лепестка диаграммы направленности, так и формирование ее локальных минимумов в направлении на источник преднамеренных помех. В отличие от выбранного аналога предложенная антенна обладает более простой конструкцией и большей надежностью. Повышенная надежность предложенной двухзеркальной антенны объясняется тем, что вспомогательный гиперболический рефлектор состоит из n-го количества плат-излучателей и при выходе из строя половины плат-излучателей остронаправленный луч не разрушается, т.к. каждый элемент отвечает за свой пучок волны.

Практическая отработка показала следующие преимущества антенны предложенной конструкции:

- равномерное распределение возбуждения по раскрыву;

- коэффициент использования площади составляет 0,6÷0,8;

- время сканирования - от 10^-5 до 10^-6 в зависимости от конструктивного исполнения;

- надежность большая, чем у зеркальной параболической антенны, при возможности замены составных частей независимо от всей системы;

- сочетание достоинств АФАР и зеркальной параболической антенны.

Антенна, состоящая из параболического и вспомогательного гиперболического рефлектора, выполнена таким образом, что
один из фокусов вспомогательного гиперболического рефлектора совпадает с фокусом параболического рефлектора и оба рефлектора имеют единую ось вращения, отличающаяся тем, что
вспомогательный гиперболический рефлектор представляет собой отражательную антенную решетку из плат-излучателей, в состав которых входят варакторы, позволяющие управлять фазой отражаемого сигнала.

Изобретение относится к антенне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения. Сущность: антенный блок, смонтированный на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, включает несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины с криволинейной формой внешней и внутренней поверхности, антенный излучатель в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части, заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части, и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента.

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации // 2540827

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, в частности к бортовым антеннам спутниковой навигации. Технический результат изобретения заключается в упрощении настройки при уменьшении габаритов двухдиапазонной микрополосковой антенны круговой поляризации.

Способ изготовления метаматериала (варианты) // 2522694

Группа изобретений относится к области микроэлектроники - технологии изготовления слоистых изделий - и может быть использована при создании электродинамических и/или антенных устройств, содержащих в своей структуре слоистый материал со специфическими электрическими свойствами и обеспечивающих искажение рабочего электромагнитного поля.

Способ изготовления электрических перемычек, пригодный для массового производства по рулонной технологии // 2519062

Изобретение относится к способу изготовления перемычек гибких печатных плат с применением рулонной технологии. Способ, предлагаемый в изобретении, в частности, применим для изготовления плат, содержащих антенны для радиочастотной идентификации РЧИ (RFID).

Способ изготовления электропроводящей поверхности на полимерном рулонном материале // 2516008

Изобретение относится к области напыления тонких пленок металлов в вакууме с помощью рулонных машин, а конкретно к способу производства антенн (RFID-антенн) для меток радиочастотной идентификации (RFID-меток).

Гибридная щелевая антенна // 2507648

Изобретение относится к области антенной техники, а именно для использования в радиотехнических системах различного назначения в качестве самостоятельной сверхширокополосной антенны либо в качестве базового элемента антенной решетки.

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации // 2495518

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником.

Многопротокольная антенна и способ синтеза диаграммы направленности такой антенны // 2494503

Изобретение относится к многопротокольным антеннам и к их конструкциям. Техническим результатом является возможность поддержания работы многопротокольных систем.

Сверхширокополосная антенна // 2488925

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к рупорно-полосковым антеннам с линейной поляризацией. .

Печатная плата с подвешенной подложкой // 2484559

Изобретение относится к микрополосковой технике и может быть использовано для создания высокоэффективных СВЧ устройств и антенн. .

Широкополосные микрополосковые антенны и антенные решетки // 2576592

Изобретение относится к микрополосковым антеннам. Технический результат - улучшение направленности широкополосной микрополосковой антенны с сохранением ее относительно небольших размеров. Антенна включает в себя диэлектрическую подложку прямоугольной формы; излучающую панель, которая располагается на верхней поверхности диэлектрической подложки; соединительную панель на верхней поверхности диэлектрической подложки, отходящую от края диэлектрической подложки и заканчивающуюся на заданном расстоянии от излучающей панели; металлическую опору на нижней поверхности диэлектрической подложки, идущую от края нижней поверхности диэлектрической пластины вниз к заземлению; и слой воздуха заданной толщины, образуемый между нижней поверхностью диэлектрической подложки и заземлением. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

Способ создания микрополосковых антенн метрового диапазона и устройство, реализующее этот способ // 2583334

Использование: изобретение относится к радиотехнике, а именно к микрополосковым антеннам метрового диапазона. Может быть использовано при изготовлении приемопередающих антенн различных радиотехнических систем, в частности для космических аппаратов. Сущность: способ заключается в том, что для создания антенны применяют плоскую металлизированную диэлектрическую подложку с излучателем на верхней плоскости и экраном на нижней. Излучатель накоротко замыкают на экран. В качестве подложки используют однослойный диэлектрик с постоянным волновым сопротивлением и определенными диэлектрическими характеристиками и толщиной. Устройство, реализующее этот способ, включает в себя металлизированную однослойную диэлектрическую подложку формы параллелепипеда с определенной толщиной, на одной плоской стороне которой выполнен излучатель, а на обратной - экран. Излучатель выполнен в виде четырехугольной металлической пластины, примыкающей парой смежных сторон к двум смежным краям подложки. Один торец диэлектрической подложки содержит короткозамыкатель в виде металлической стенки, соединяющей излучатель с экраном. Излучатель содержит точку запитки, местоположение которой подбирается экспериментально в процессе настройки антенны. Технический результат: создание бортовых микрополосковых антенн метрового диапазона с минимальными габаритами и высокими показателями по энергетическим характеристикам. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рамочная антенна(варианты) // 2586272

Изобретение относится к антеннам. Антенна содержит диэлектрическую пластинку с первой и второй противолежащими поверхностями и проводящей дорожкой, сформированной на этой пластинке. На первой поверхности диэлектрической пластинки расположены рядом друг с другом точка питания и точка заземления, и проводящая дорожка отходит в целом в противоположных направлениях от этих точек. Затем проводящая дорожка проходит к краю диэлектрической пластинки, переходит на вторую ее поверхность и проходит по этой второй поверхности по линии, примерно соответствующей линии, по которой она проходит на первой поверхности диэлектрической пластинки. Затем проводящие дорожки соединяются с соответствующими сторонами проводящего устройства, сформированного на второй поверхности диэлектрической пластинки, которое выступает в центральную часть рамки, сформированной проводящей дорожкой на второй поверхности диэлектрической пластинки. Проводящее устройство содержит индуктивные и емкостные элементы. Антенна может быть многомодовой и может работать в нескольких диапазонах частот. Технический результат заключается в увеличении компактности антенны. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 13 ил.

Микрополосковый излучатель // 2589848

Изобретение относится к СВЧ-технике. Технический результат - снижение потерь принимаемой энергии при использовании заявленного микрополоскового излучателя в антенных решетках и повышение стабильности коэффициента стоячей волны по напряжению. Микрополосковый излучатель круговой поляризации, изготовленный из СВЧ диэлектрического материала, установленный на рефлекторе с использованием субминиатюрного разъема, и изготовлен из СВЧ армированного материала на основе термореактивного полимера с добавлением керамики с размещением элементов тракта с обратной стороны рефлектора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Антенна вивальди с печатной линзой на единой диэлектрической подложке // 2593910

Использование: антенная техника. Сущность: антенна Вивальди содержит диэлектрическую подложку, металлический слой, щель, выполненную в металлическом слое с расширяющимися стенками вдоль продольного направления и образующую раскрыв антенны, линзу, установленную в раскрыве антенны и выполненную из рассеивателей. Рассеиватели реализованы в виде электропроводных пластинок, расположенных на диэлектрической подложке между расширяющимися стенками, и выполнены свободными от контакта со стенками щели для коррекции фазовых искажений в раскрыве. Технический результат: устройство позволяет уменьшить продольные и поперечные габариты антенны и имеет простую конструкцию. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Печатно-полосковый шунтовой вибратор // 2604348

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в антенных решетках. Технический результат - обеспечение согласования устройства в широком диапазоне частот, уменьшение коэффициента отражения и габаритов устройства. Печатно-полосковый шунтовой вибратор содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположена плоская проводящая пластина Т-образной формы, образующая разделенные щелью плечи первого вибратора и экран питающей полосковой линии. На другой стороне подложки расположен второй вибратор, параллельный первому вибратору и соединенный своими концами с концами плеч первого вибратора, а также питающую полосковую линию, пересекающую щель в Т-образной пластине, при этом проекция второго вибратора на плоскость проводящей Т-образной пластины не выходит за ее рамки. Расстояние между соединениями вибраторов может быть меньше, чем длина самих вибраторов, и они также могут быть выполнены в виде металлизированных отверстий в подложке. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Всенаправленная кольцевая антенна // 2625251

Изобретение относится к антенной технике, в частности к всенаправленным вертикально поляризованным антеннам. Всенаправленная кольцевая антенна содержит основание, изолятор, коаксиальную линию питания, разомкнутый кольцевой проводник, одним концом соединенный с основанием, и переменный конденсатор, включенный между другим концом кольцевого проводника и основанием. Кольцевой проводник выполнен в виде печатного металлического разомкнутого кольца, расположенного по краю одной стороны круглой диэлектрической платы, установленной на изоляторе, параллельном основанию. Конденсатор в виде отдельного радиоэлемента, вмонтированного в антенну, как таковой, отсутствует, а образован концевой частью печатного кольца и печатной металлической полоской, на другой стороне диэлектрической платы. Полоска расположена напротив зазора в печатном кольце и соединена с короткозамыкателем, установленным между началом печатного кольца и основанием антенны. Технический результат заключается в расширении рабочей полосы частот антенны, упрощении конструкции, уменьшении металлоемкости, массы и габаритов, повышении технологичности изготовления. 1 ил.

Двухлучевая антенная структура с излучением круговой поляризации // 2633314

Раскрыто антенное устройство, составленное по меньшей мере из первой, второй и третьей проводящих металлических пластин, размещенных в конфигурации параллелепипеда. Третья пластина задает нижнюю плоскость, и первая и вторая пластины вместе задают верхнюю плоскость, по существу, параллельную нижней плоскости. Первая и вторая пластины разделены щелью в верхней плоскости, и вторая и третья пластины соединены друг с другом заземляющим соединением. Первая пластина содержит первое активное плечо антенны, которое снабжено фидерным соединением, и вторая пластина содержит второе плечо антенны, которое может быть пассивным или активным. Антенное устройство создает диаграмму направленности излучения с круговой поляризацией, которая хорошо подходит для персональных навигационных устройств, и является значительно более компактным, чем существующие керамические патч-антенны, которые обычно используются в таких устройствах. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 20 ил.

Бесконтактная смарт-карта // 2639577

Изобретение относится к конструкциям бесконтактных смарт-карт. Сущность изобретения - устройство содержит микрочип, размещенный на подложке, и рамочную антенну, выводы которой соединены с выводами микрочипа, а также конденсатор, подключенный параллельно рамочной антенне и образующий с ней антенну устройства в виде резонансного контура, при этом подложка выполнена в виде свернутой в кольцо ленты из гибкого диэлектрического материала, на внешней поверхности которого нанесена полоса из токопроводящего материала, образующая рамочную антенну, которая вместе с микрочипом покрыта защитным покрытием, образующим герметичный корпус, при этом конец внутреннего витка подложки снабжен выступом, который сложен в сторону внешнего витка подложки, а нанесенная на нем полоса из токопроводящего материала электрически соединена с полосой из токопроводящего материала, нанесенного на конец внешнего витка подложки, причем пластинами конденсатора служат расширенные участки токопроводящего материала, размещенные по обе стороны полосы из токопроводящего материала под выступом в конце внутреннего витка подложки. В изобретении достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационной надежности. 4 ил.