ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА Российский патент 2004 года по МПК H01Q19/18 

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано для измерений радиолокационных характеристик (РЛХ) локальных центров рассеяния ("блестящих точек"), составляющих суммарную (интегральную) ЭПР объектов. Для повышения точности и разрешающей способности измерения РЛХ локальных центров рассеяния требуется облучать объект широким лучом диаграммы направленности антенной системы, а принимать отраженный сигнал узким лучом. При этом в силу того, что размеры и местоположение локальных центров рассеяния априорно неизвестны, то ширина диаграммы направленности в одном из каналов должна быть регулируемая. Таким образом, для реализации измерения РЛХ локальных центров рассеяния объекта требуется двухканальная антенна с широкой диаграммой направленности передающей части и с узкой регулируемой диаграммой направленности приемной части.

Для обеспечения высокой достоверности и детальности исследования РЛХ локальных центров рассеяния объектов ширина диаграммы направленности передающей антенны должна превышать максимальные размеры "блестящих точек", а ширина диаграммы направленности приемной антенны должна быть меньше расстояния между соседними локальными центрами рассеяния объекта. Для этой цели подходят антенны с фокусировкой луча на заданное расстояние.

Известна двухканальная антенна (аналог, а.с. №1467631 СССР, кл. H 01 Q 13/00, 1986).

Двухканальная антенна содержит первый металлический диск, расположенный над экраном на малой по сравнению с длинной рабочей волны высоте. По периферии диска установлены два возбуждающих штыря. К штырям и экрану через согласующее устройство присоединен входной коаксиальный кабель первого канала, в центре первого металлического диска установлена стойка, проходящая через отверстие в экране. На ее нижнем конце установлен второй металлический диск, размещенный в металлическом стакане, установленном на экране. К центру второго металлического диска присоединен входной коаксиальный кабель второго канала.

Оба канала известной двухканальной антенны настроены на одну частоту, имеют различные диаграммы направленности без возможности фокусировки луча на заданное расстояние, что не позволяет использовать эту антенну для измерения РЛХ локальных центров рассеяния объектов с выделением "блестящих точек".

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой антенне является двухзеркальная антенна (а.с. №15434485 СССР, кл. Н 01 Q 13/00, 1986).

Двухзеркальная антенна состоит из основного параболического зеркала, дополнительного поляризационного зеркала, закрепленного перед ним облучателя, волновода питания и растяжек. Дополнительное поляризационное зеркало и облучатель установлены соосно с фокальной осью основного параболического зеркала. Для переключения ширины диаграммы направленности дополнительное поляризованное зеркало выполнено параболическим, установлено с возможностью поворота на 90° вокруг фокальной оси и снабжено приводом поворота.

Недостатком двухзеркальной антенны является отсутствие возможности измерения РЛХ локальных центров отражения объектов ("блестящих точек"), так как антенна является одноканальной и не имеет возможности регулировки ширины диаграммы направленности. Из-за этого недостатка рассматриваемая антенна не может быть применена для детального исследования РЛХ локальных центров отражения объектов с выделением "блестящих точек".

Задачей данного изобретения является обеспечение измерений РЛХ локальных центров отражения объектов ("блестящих точек") за счет создания двухканальной антенны с регулируемой шириной диаграммы направленности в одном из каналов. При этом в другом канале диаграмма направленности должна быть с размером сечения, превышающим максимальный размер "блестящей точки".

Примерный вид диаграмм направленности по каждому из каналов представлен на фиг.2.

Поставленная задача решается за счет того, что в антенну, содержащую растяжки и размещенные вдоль оси излучения облучатель, волновод питания, основное параболическое зеркало и дополнительное зеркало, введены расположенные вдоль оси излучения последовательно установленные телескопический узел, возбудитель и диэлектрический стержень, к которому подключен кабель питания, причем дополнительное зеркало и возбудитель соединены телескопическим узлом, при этом диэлектрический стержень и держатель дополнительного зеркала выполнены из диэлектрика с малым потерями, причем держатель дополнительного зеркала выполнен в виде цилиндрического стержня с согласующим конусом на одном конце, который установлен внутри облучателя с возможностью перемещения вдоль оси излучения и вогнутой поверхностью на другом конце, к которой прикреплено дополнительное зеркало, при этом волновод питания установлен с возможностью перемещения вдоль оси излучения, а кабель питания прикреплен к одной из растяжек и нерабочей стороне основного параболического зеркала.

Введение в состав антенны телескопического узла, возбудителя, к которому подключен кабель питания и диэлектрического стержня, позволило создать второй канал излучения с шириной диаграммы направленности, превышающей размеры "блестящих точек", а выполнение держателя дополнительного зеркала из диэлектрика с малыми потерями, установка его в облучателе с возможностью перемещения вдоль оси излучения, установка волновода питания с возможностью перемещения вдоль оси излучения позволили сформировать регулируемую по ширине диаграмму направленности второго канала.

На фиг.1 изображен общий вид двухзеркальной антенны; на фиг.2 - диаграммы направленности двухзеркальной антенны по каждому из каналов.

Двухзеркальная антенна состоит из основного параболического зеркала 1, дополнительного зеркала 2, держателя дополнительного зеркала 3, облучателя 4, волновода питания 5, растяжек 6, возбудителя 7, диэлектрического стержня 8, кабеля питания 9, телескопического узла 10. Параболическое зеркало 1 является основой всей конструкции, через его вершину проходит волновод питания 5 с возможностью перемещения, который оканчивается облучателем 4. Внутрь облучателя 4 вставлен держатель дополнительного зеркала 3 с возможностью перемещения, к которому прикреплено дополнительное зеркало 2, к теневой стороне которого прикреплен телескопический узел 10, удерживающий возбудитель 7, в полость которого вставлен диэлектрический стержень 8 из полистирола. К возбудителю 7 присоединен кабель питания 9, центральный провод которого проходит внутрь диэлектрического стержня до его оси. Растяжки 6 фиксируют положение дополнительного зеркала 2 с закрепленными на нем элементами. Кабель питания 9 прикреплен к одной из растяжек и к тыльной стороне основного зеркала 1.

Двухзеркальная антенна работает следующим образом.

Питание первого канала осуществляется через волновод 5, облучатель 4, держатель дополнительного зеркала 3, дополнительное зеркало 2, основное параболическое зеркало 1. Оптимальное облучение основного параболического зеркала 1 обеспечивается настройкой системы "облучатель 4 - дополнительное зеркало 2" путем изменения расстояния между ними с помощью перемещения держателя 3 внутри облучателя 4. После настройки системы "облучатель 4 - дополнительное зеркало 2" она перемещается относительно фокуса основного параболического зеркала 1 наружу, в результате чего формируется сфокусированная диаграмма излучения по форме 1 (фиг.2).

Питание второго канала осуществляется посредством кабеля питания 9 и возбудителя 7, а диаграмма излучения вида 2 (фиг.2) формируется размерами диэлектрического стержня 8.

С помощью телескопического узла 10, позволяющего смещать антенну второго канала на величину λ/4, минимизируется влияние антенны второго канала на диаграмму излучения первого канала. После настройки обоих каналов положение дополнительного зеркала 2 фиксируется растяжками 6.

Облучение исследуемого объекта производится передающей антенной с широкой по сравнению с максимальным расстоянием между соседними локальными центрами рассеяния диаграммой направленности, в результате чего обеспечивается высокая достоверность измерений РЛХ, поскольку при таком облучении не теряется электродинамическая взаимосвязь между "блестящими точками". Прием рассеянного электромагнитного поля осуществляется сфокусированным узким лучом приемной антенны, поперечные размеры которого составляют (3...5)λ, где λ - длина волны рассеянного поля. Этим достигается высокая точность определения местоположения локальных центров рассеяния исследуемых объектов и разрешающая способность измерений РЛХ.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для измерений радиолокационных характеристик локальных центров рассеяния (блестящих точек), составляющих суммарную ЭПР объектов. Технический результат заключается в создании двухзеркальной приемопередающей антенны с различными диаграммами направленности в каждом канале. Сущность изобретения заключается в следующем. Через вершину параболического зеркала проходит с возможностью перемещения волновод питания, который оканчивается облучателем. Внутрь облучателя вставлен с возможностью перемещения держатель дополнительного зеркала. К теневой стороне дополнительного зеркала прикреплен телескопический узел, удерживающий возбудитель, в полость которого вставлен диэлектрический стержень из материала с малыми потерями. К возбудителю присоединен кабель питания. 2 ил.

Двухзеркальная антенна, содержащая растяжки и размещенные вдоль оси излучения облучатель, волновод питания, основное параболическое зеркало и дополнительное зеркало, отличающаяся тем, что в нее введены расположенные вдоль оси излучения, последовательно установленные телескопический узел, возбудитель и диэлектрический стержень, к которому подключен кабель питания, причем дополнительное зеркало и возбудитель соединены телескопическим узлом, при этом диэлектрический стержень и держатель дополнительного зеркала выполнены из диэлектрика с малыми потерями, причем держатель дополнительного зеркала выполнен в виде цилиндрического стержня с согласующим конусом на одном конце, который установлен внутри облучателя с возможностью перемещения вдоль оси излучения, и с вогнутой поверхностью на другом конце, к которой прикреплено дополнительное зеркало, при этом волновод питания установлен с возможностью перемещения вдоль оси излучения, а кабель питания прикреплен к одной из растяжек и к нерабочей стороне основного параболического зеркала.