ОБЛУЧАТЕЛЬ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ Российский патент 2001 года по МПК H01Q3/06 

Изобретение относится к антенной технике, используемой в системах связи и телевизионного приема, эксплуатируемых на наземных и спутниковых радиолиниях.

В настоящее время параболические антенны, работающие в диапазоне 1000 - 2000 МГц, оснащаются, как правило, облучателями в виде рупоров или открытых концов волноводов (М.С. Жуков, Ю.Б. Молочков. Проектирование линзовых, сканирующих, широкополосных антенн и фидерных устройств. М. Энергия, 1973 г., стр. 306-310). Диаграмма таких облучателей обеспечивает облучение только центральной части зеркал и слабо освещает его периферию. Вследствие снижения коэффициента использования поверхности зеркала не удается полностью реализовать энергетический потенциал антенны. Кроме того, значительные размеры рупорных облучателей в указанном диапазоне частот и их дополнительное оснащение малошумящим усилителем и преобразовательным блоком делает конструкцию облучателя довольно громоздкой, что требует специальных элементов крепления для его установки в фокусе антенны. Это естественно увеличивает теневой эффект облучателя и дополнительно снижает коэффициент усиления параболической антенны.

Известны конструкции облучателей в виде системы ортогональных вибраторов (А. З. Фрадин. Антенно-фидерные устройства. - М.: Связь, 1977 г., стр. 275-277). Несмотря на простоту, рассматриваемые облучатели по направленным свойствам не адаптированы к размерам параболических антенн, а поэтому, как и рупорные, не обеспечивают полной засветки поверхности. Диаграммы направленности таких облучателей имеют, как правило, фиксированную форму, затрудняющую их адаптацию к различным размерам параболических зеркал. Вследствие снижения коэффициента использования поверхности зеркала из-за неравномерности ее облучения, не удается полностью реализовать энергетический потенциал антенны.

В качестве прототипа рассмотрим параболическую антенну, оснащенную облучателем в виде системы вибраторов с контррефлектором (П.П. Гавеля, А.Д. Истрошкин, Ю. К. Муравьев, В.П. Серков. Антенны. Часть II. ВАС, Ленинград, 1964 г. , стр. 170-171). Недостатком конструкции антенн с вибраторным облучателем является отсутствие элементов, обеспечивающих управление распределением тока вдоль вибраторов, а соответственно и диаграммой направленности. Вследствие этого не удается адаптировать подобный облучатель к различным размерам параболического зеркала и тем самым, из-за неравномерности облучения его внутренней поверхности, реализовать полностью энергетический потенциал антенны. Таким образом, к недостаткам следует отнести саму конструкцию облучателя, отсутствие элементов, обеспечивающих управление распределением тока и формой диаграммы направленности, а также систему питания, не обеспечивающую фазирование отдельных облучателей.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание конструкции облучателя параболической антенны, обладающей управляемой диаграммой направленности, адаптируемой к различным зеркалам и обеспечивающей достаточно полную засветку их внутренней поверхности.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемой конструкции облучателя параболической антенны. Облучатель состоит из двух полукруглых рамок с периметром, равным половине длины рабочей волны, установленных ортогонально друг к другу и к плоскому экрану круглой формы. Рамки закреплены на трубчатой штанге, расположенной на оси параболической антенны. Обе рамки сквозь отверстия на экране возбуждаются в диаметрально противоположных точках через схему фазирования, расположенную за экраном. Настраиваются рамки посредством короткозамкнутых шлейфов, установленных внутри штанги крепления, через которую проходит коаксиальный кабель питания.

Предлагаемая конструкция облучателя для параболической антенны иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 показан общий вид облучателя параболической антенны.

На фиг. 2 показан общий вид параболической антенны с предлагаемой конструкцией облучателя.

Облучатель (фиг. 1) состоит из двух полукруглых взаимно ортогональных рамок (1), установленных вертикально на плоском экране (2) круглой формы. Экран с рамками крепится на трубчатой металлической опоре (3) таким образом, чтобы рамки были обращены в сторону внутренней поверхности параболического зеркала. Каждая рамка в диаметрально противоположных точках сквозь отверстия (4) в экране подключается к системе фазирования (5), выполненной по печатной технологии и расположенной за экраном под водонепроницаемым металлическим кожухом (6). Внутри трубчатой опоры установлены короткозамкнутые шлейфы (7), соединенные с рамками. Путем изменения положения плунжера (8) производится изменение распределения тока вдоль рамок и тем самым достигается их настройка по максимуму коэффициента усиления параболической антенны и минимуму уровня боковых лепестков диаграммы направленности.

Предлагаемый облучатель может быть выполнен следующим образом. За основу облучателя выбран круглый металлический экран (2) диаметром, равным 1,5 средней длины волны. В центре экрана монтируется основание (9) трубчатой опоры, внутри которой устанавливаются два короткозамкнутых шлейфа (7) с подвижным плунжером (8) и регулировочным винтом. Две полукруглые рамки (1) с периметром, равным половине длины волны, в центре соединяются с короткозамкнутыми шлейфами сквозь отверстия в опоре и изолирующие втулки, а сквозь отверстия в экране (4) - со схемой фазирования, которая совместно с усилительно-преобразовательным блоком монтируется за экраном (2). К схеме фазирования подключается коаксиальный кабель, прокладываемый внутри опоры. Собранный облучатель с помощью резьбового соединения соединяется с центральной частью опоры (3), устанавливаемой на оси параболической антенны (фиг. 2).

Облучатель параболической антенны относится к антенной технике, используемой в системах связи и телевизионного приема, эксплуатируемых на наземных и спутниковых радиолиниях. Техническим результатом является создание конструкции облучателя параболической антенны, обладающей управляемой диаграммой направленности, адаптируемой к различным зеркалам и обеспечивающей достаточно полную засветку их внутренней поверхности. Конструктивно облучатель выполнен из двух полукруглых рамок с периметром, равным половине рабочей длины волны, установленных ортогонально друг к другу и к плоскому экрану круглой формы. Экран вместе с рамками крепится к основанию трубчатой опоры, устанавливаемой на оси параболической антенны так, чтобы рамки были обращены к внутренней поверхности зеркала. Обе рамки в диаметрально противоположных точках сквозь отверстия в экране возбуждаются через схему фазирования и настраиваются с помощью короткозамкнутых шлейфов, установленных внутри опорной штанги. 2 ил.

Облучатель параболической антенны, состоящий из двух полукруглых рамок с периметром, равным рабочей длине волны, установленных ортогонально друг к другу и к плоскому экрану круглой формы, закрепленных на трубчатой штанге, расположенной на оси параболической антенны, отличающийся тем, что обе рамки сквозь отверстия в экране возбуждаются в диаметрально противоположных точках через схему фазирования, расположенную за экраном, и настраиваются посредством короткозамкнутых шлейфов, установленных внутри штанги крепления, через которую проходит коаксиальный кабель питания.