ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА Российский патент 1994 года по МПК H01Q19/10 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антенной технике СВЧ. Предлагаемая двухзеркальная антенна может быть использована в радиотехнических системах с высоким энергетическим потенциалом.

Известны и широко применяются на практике диэлектрические линзы различной формы. В частности, известны двояковыпуклые двухфокусные линзы, обеспечивающие перефокусировку электромагнитного поля, излучаемого источника, расположенным в одном фокусе, в другой фокус. Аналогичными свойствами обладает отражающее зеркало эллиптического профиля.

Известна также двухзеркальная антенна Кассегрена, содержащая главное параболическое зеркало, контррефлектор гиперболической формы и облучатель. Сферическая волна, излученная облучателем, после отражения от контррефлектора преобразуется в сферическую волну с фазовым центром в фокусе главного зеркала. Эта волна после отражения от главного зеркала преобразуется в плоскую, что обеспечивает высокое усиление антенны.

Известна также двухзеркальная антенна Кассегрена, содержащая дополнительный фокусирующий элемент, расположенный между облучателем и контррефлектором. Оптическая схема данной антенны аналогична обычной антенне Кассегрена, а фокусирующий элемент предназначен для сужения диаграммы направленности облучателя, т.е. для уменьшения его апертуры.

Недостатком этой антенны является низкий коэффициент использования поверхности (КИП) аппаратуры. Причина низкого КИП состоит в том, что для обеспечения низкого уровня бокового излучения необходимо обеспечить малый уровень облучения кромок контррефлектора. Это требует сужения ДН облучателя, что приводит к резкой неравномерности распределения амплитуды поля на контррефлекторе и в аппертуре антенны и снижению КИП.

Цель изобретения состоит в повышении КИП без возрастания бокового излучения.

Поставленная цель достигается тем, что фокальная плоскость второго фокуса совмещена с плоскостью кромки контррефлектора. При этом геометрические характеристики фокусирующего элемента и контррефлектора подбираются так, чтобы кромка контррефлектора располагалась в зоне нулевой интенсивности распределения поля в фокальной плоскости. За счет большой крутизны спада интенсивности поля к кромкам контррефлектора обеспечивается близкое к равномерному распределению поля в апертуре при малом уровне облучения кромки. При этом повышается КИП без возрастания бокового излучения.

На чертеже изображена двухзеркальная антенна.

Она включает облучатель 1, фокусирующий элемент в виде двухфокусной диэлектрической линзы 2, контррефлектор 3 и главное зеркало 4. Поле, излученное облучателем 1, фокусируется фокусирующим элементом 2. В фокальной плоскости второго фокуса фокусирующего элемента формируется распределение поля, имеющее зоны нулевой интенсивности в виде окружности. Кромка контррефлектора совпадает с первой зоной нулевой интенсивности. Это обеспечивает низкий уровень бокового излучения. Повышение КИП достигается за счет близкого к равномерному распределению поля по поверхности контррефлектора и, соответственно, по апертуре антенны. Для обеспечения сферического характера отраженной от контррефлектора волны его профиль может модифицироваться по известным соотношениям и отличается от гиперболического.

Использование: антенные системы для радиолиний СВЧ. Сущность изобретения: в двухзеркальной антенне, например, типа Кассенрена между облучателем и контррефлектором установлен двухфокусный фокусирующий элемент (линза). Фокальная плоскость второго фокуса линзы совмещена с плоскостью кромок контрефлектора, которые размещены в зоне нулевой напряженности поля в фокальной плоскости. Благодаря уменьшению уровня облучения кромок контрефлектора достигается снижение уровня бокового излучения и повышение КИП. 1 ил.

ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА, содержащая главное фокусирующее зеркало, контррефлектор, облучатель и двухфокусный фокусирующий элемент, установленный между облучателем и контррефлектором, отличающаяся тем, что, с целью повышения КИП, фокальная плоскость второго фокуса двухфокусного фокусирующего элемента совмещена с плоскостью кромок контррефлектора, которые размещены в зоне нулевой напряженности поля в фокальной плоскости.