ОБЛУЧАТЕЛЬ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ Российский патент 1995 года по МПК H01Q13/00 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в диапазоне сантиметровых волн, например, в качестве облучателя в телевизионных зеркальных антеннах спутниковой связи.

Цель изобретения - расширение полосы рабочих частот, уменьшение уровня боковых лепестков, улучшение согласования и уменьшение габаритов.

На фиг.1 изображен облучатель зеркальной антенны в разрезе; на фиг.2 - вид сверху; на фиг. 3 - графические диаграммы направленности для нижней, средней и верхней частот (F_н, F_ср, F_в).

Облучатель зеркальной антенны содержит отрезок 1 круглого волновода с цилиндрической проточкой 2, гофрированный фланец 3, концентрические канавки 4 и 5 и стопорные винты 6.

Облучатель зеркальной антенны работает следующим образом.

В отрезке 1 распространяется основная мода электромагнитной волны Н₁₁. Энергия волны поступает в излучающую апертуру отрезка 1. Далее волна взаимодействует с концентрическими канавками 4 и 5 на фланце 3. Апертура круглого волновода электрически связана с концентрическими канавками 4 и 5, которые влияют не только на сопротивление излучения круглого волновода, но и на его диаграмму направленности. Электрическое сопротивление вол- новода и канавок 4 и 5 определено выбранными размерами канавок и согласуется с волновым сопротивлением окружающего пространства (377 Ом). Поэтому электромагнитная энергия, достигая апертуры волновода, образует распределение элект- ромагнитного поля по всему действующему раскрыву, включая и канавки 4 и 5 на фланце 3. Это распределение формирует в дальней зоне диаграмму направленности облучателя. Диаграмма облучателя представляет собой широкоугольную диаграмму (фиг. 3), спадающую к краям. Такая диаграмма облучателя позволяет практически равномерно облучать зеркало, что дает возможность получить в апертуре зеркала квазиравномерное распределение поля и сформировать требуемую узкую диаграмму направленности в дальней зоне.

Облучатель в некоторых случаях может быть использован в качестве самостоятельной антенны с широкоугольной диаграммой направленности. В такой антенне, в зависимости от требований, кроме основной волны Н₁₁ могут использоваться и более высокие моды, например Е₀₁ или Н₂₁.

Использование: в антенной технике. Сущность изобретения: облучатель зеркальной антенны содержит отрезок круглого волновода, на конце которого с возможностью перемещения установлен гофрированный фланец, в котором выполнены две концентрические канавки. В отрезке круглого волновода в конце, на котором установлен гофрированный фланец, выполнена цилиндрическая проточка. При этом размеры всех элементов выбраны равными приведенным соотношениям. 3 ил.

ОБЛУЧАТЕЛЬ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ, содержащий отрезок круглого волновода, на первом конце которого установлен гофрированный фланец, в котором выполнены две концентрические канавки, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот, уменьшения уровня боковых лепестков, улучшения согласования и уменьшения габаритов, гофрированный фланец выполнен с возможностью перемещения вдоль оси отрезка круглого волновода, в первом конце которого выполнена цилиндрическая проточка диаметром 0,78 λ_ср и высотой h₂= 0,27 λ_ср, при этом размеры гофрированного фланца выбраны из следующих соотношений:
диаметр D = (2,41-2,37) λ_ср,
высота H = (0,86-0,94) λ_ср
d₁= (2,36-2,32) λ_ср;
d₂= (1,64-1,59) λ_ср
d₃= (1,58-1,53) λ_ср;
d₄= (0,86-0,87) λ_ср;
h = (0,39-0,45) λ_ср;
h₁= (0,23-0,21) λ_ср,
где d₁ - внешний диаметр первой концентрической канавки;
d₂ - внутренний диаметр первой концентрической канавки;
d₃ - внешний диаметр второй концентрической канавки;
d₄ - внутренний диаметр второй концентрической канавки;
λ_ср - средняя длина волны рабочего диапазона;
h - высота крайних стенок концентрических канавок;
h₁ - высота смежной стенки концентрических канавок.