Двухзеркальная антенна

 

ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА, содержащая облучатель, большое зеркало с образующей в виде части окружностии малое зеркало с криволинейной образующей, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления и улучшения согласования с облучателем, поверхность ма-! лого зеркала вьтолнена с изломом, внешний угол.которого выбран в йреде-4лах от 'ir до т""" , при этом острие излома направлено ,в сторону, противоположную большому зеркалу, а расстояние между точкой излома и большим зеркалом выбрано менее половины радиуса образующей зеркала и более (I -- j=r) радиуса.i(Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (11 4 Н О1 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2824674/18-09 (22) 14.09.79 (46) 07.11.87. Бюл. У 41 (71) Институт радиотехники и электроники АН СССР (72) Ю.А.Ерухимович и В.А.Калошин (53) 621.396.83 (088.8) (56) Патент США И 4031538, кл. Н 01 Q 19/14, 1977.

Айзегберг Г.З °, Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. Часть 2, М., "Связь", 1977, с. 92-93. (54)(57) ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА, содержащая облучатель, большое зеркало . с образующей в виде части окружности и малое зеркало с криволинейной образующей, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления и улучшения согласования с облучателем, поверхность малого зеркала выполнена с изломом, внешний угол. которого выбран в преде4 лах от Ti до — ii при этом острие из3 лома направлено в сторону, противоположную большому зеркалу, а расстояние между точкой излома и большим зеркалом выбрано менее половины радиуса образующей зеркала и более (1

1 — — -) радиуса. з

1 84

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в линиях радиолинейной связи на СВЧ, особенно при необходимости широкоугольного сканирования.

Известна двухзеркальная антенна с изломом образующей малого зеркала.

Эта антенна. обладает высоким усилением и хорошо согласована с облучателем.

Ее недостатком является невозможность широкоугольного сканирования путем поворота облучающего устройства относительно большого зеркала.

Известна также двухзеркальная антенна, содержащая облучатель, большое зеркало с образующей в виде части окружности и малое зеркало с криволинейной образующей.

В такой антенне возможно широкоугольное неискаженное сканирование путем поворота одного облучающего устройства..

Однако у этой антенны относительно невысокое значение коэффициента усиления и плохое согласование с облучателем, ввиду отражения части энергии, падающей от рупора на малое зеркало, назад в рупор и затенения части отраженной от большого зеркала плоской волны малым зеркалом.

50 б5 усиления будет максимален. В этом

Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления и улучшение согласования с облучателем при сохранении сканирующих свойств антенны.

Для этого в двухзеркальной антенне, содержащей облучатель, большое зеркало с образующей в виде окружности и малое зеркало с криволинейной образующей, поверхность малого зеркала выполнена с изломом, внешний угол которого выбран в пределах от до

-Т, при этом острие излома направлено в сторону, противоположную большо му зеркалу, а расстояние между точкой излома и большим зеркалом выбрано менее половины радиуса образующей боль1 шого зеркала и более (1 — †-) раГ3 диуса.

На фиг.1 изображена двухзеркальная антенна с цилиндрическим большим зер калом; на фиг.2 — двухзеркальная антенна со сферическим большим зеркалом.

Предложенная антенна имеет большое зеркало 1, малое зеркало 2, облучатель 3. Образующая малого зеркала 2

1543

2 описывается следующим уравнением в параметрической форме С С +1 2рС

2 (С,-С-C(1-2pC))

«ь 41:С х у/R = — — (2С вЂ” — — !) C s C

2С -! R

1 l У где х и у обозначены по фиг. 1, С

10 = cos 9 С = cos

8 — угол и вершины окружности О к точке отражения М соответствующего луча от большого зеркала 1, и осью аптенны; .гол жду направлением zIyva ограженного от малого зеркала; р = OA— расстояние от фазового центра облуча1 Ы - 1 теля 3, DT R 1- — (cos- — ) J r, 2 2

= R sin CT — расстояние от острия

2 излома до поверхности большого зеркала; R †. радиус образующей большого зеркала 1.

25 При данной образующей в плоскости раскрыва антенны создается волна (l>

В В с синфазным волновым фрон"ом.

Положение облучателя 3 (фиг.1,2) относительно вершины малого зеркала 2

30 определяется формулой его диаграммы направленности. Чем она шире, тем на более близком расстоянии от малого зеркала 2 располагается облучатель 3 для получения в плоскости раскрыва

35 амплитудно ro распределения, наиболее близкого к равномерному.

Двухзеркальная антенна работает следующим образом.

Все лучи, исходящие из фазового

40 центра А облучателя 3, после отражения от обоих зеркал образуют в плосII кости раскрыва синфазное поле В В

Поскольку образующая малого зеркала 2 имеет в центральной части излом Т, 4В отраженное поле образует в центре большого зеркала 1 необходимую область тени так же, как и в антенне.

Диаметр затененной части 2r, большого зеркала 1 может быть выбран больше или меньше диаметра малого зеркала

2r в зависимости от угла излома 2 образующей малого зеркала 2. Целесообразно выбирать эти диаметры равными (r, = r,), при этом коэффициент случае поле плоской волны, отраженное от большого зеркала 1, не затеняется малым зеркалом 2. Согласование антенны с облучателем 3 улучшается

3 84 за счет указанного выше отсутствия отражения поля плоской волны малым зеркалом 2.

В отличие от антенны с изломом малого зеркала острие излома образующей малого зеркала 2 в данной антенне направлено в.сторону, противоположную большому зеркалу 1, а внешний угол о излома 2 > 180, в пределах от до

3

В отличие от двухзеркальных антенн с гладким профилем малого зеркала расстояние между большим и малым зеркалами не произвольно, а связано с углом излома малого зеркала 2), который определяется размером теневого пятна (2 n + М ). Расстояние между точкой излома Т и большим зеркалом 1

1543

4 меньше половины радиуса R и не более

1 (1 — — -) R

Гз

Для отсутствия затенения малым зеркалом самым себя, как и в прототипе, должно выполняться условие

Q 45 (С )..

42

Описанная антенна может иметь как цилиндрическую симметрию (фиг.1),так и осевую. В случае осевой симметрии основное зеркало может быть как частью сферы (фиг.2), так и частью торо ида.

Повышение коэффициента усиления антенны и улучшение ее согласования с облучателем при возможности широкоугольного сканирования позволяет

2р при использовании данной антенны в системах связи повысить устойчивость и увеличить число каналов связи.

841543

Редактор Н.Скпьнягина е

Техред А.Кравчук

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5905, Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4