Антенна кассегрена



Антенна кассегрена
Антенна кассегрена
Антенна кассегрена
Антенна кассегрена
Антенна кассегрена
Антенна кассегрена

 


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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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).

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).

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.

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.

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

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

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

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.

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.

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.

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.
Наверх