ОБЛУЧАТЕЛЬ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ Российский патент 2006 года по МПК H01Q3/18 H01Q19/10 

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

Параболическая антенна представляет собой отражающую поверхность в форме параболоида вращения, в фокусе которого расположен облучатель. В качестве облучателя применяют небольшую слабонаправленную антенну, обладающую однонаправленным излучением, которая облучает внутреннюю поверхность зеркала.

Известны вибраторные облучатели, питаемые при помощи коаксиальных линий, которые используют обычно в дециметровом и в длинноволновой части сантиметрового диапазонов. Одной из конструкций такого облучателя является облучатель в виде системы ортогональных вибраторов. (А.З.Фрадкин. Антенно-фидерные устройства. - М.: «Связь», 1997 г., стр.275-277).

Несмотря на простоту, рассматриваемый облучатель по направленным свойствам не адаптирован к размерам параболических антенн, а поэтому не обеспечивает полной засветки их внутренней поверхности. Вследствие снижения коэффициента использования поверхности зеркала из-за неравномерности его облучения не удается полностью реализовать энергетический потенциал антенны.

Для создания однонаправленного излучения применяются контррефлекторы в виде пассивных вибраторов или металлических дисков, центр которых совмещается с фокусом зеркала.

В качестве прототипа рассмотрим облучатель параболической антенны, выполненный в виде системы ортогональных вибраторов с дисковым контррефлектором и фиксированным расстоянием между ними. (Г.Н.Кочержевский. Антенно-фидерные устройства. - М.: «Связь», 1972 г., стр.274-288). Применение контррефлектора позволяет сформировать однонаправленное излучение вибратора и скорректировать его диаграмму направленности.

Однако недостатком конструкции такого облучателя является отсутствие элементов, обеспечивающих оперативное и достаточно простое управление диаграммой направленности, адаптируя ее под произвольные геометрические размеры параболического зеркала по максимальному коэффициенту усиления. Таким образом, к недостаткам можно отнести саму конструкцию облучателя, не обеспечивающую управление формой его диаграммы направленности по максимальному коэффициенту усиления.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание облучателя параболической антенны с управляемой диаграммой направленности, адаптируемого к различным зеркалам и обеспечивающего повышение коэффициента усиления антенны за счет более полного использования поверхности зеркала.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемой конструкции облучателя параболической антенны. Облучатель состоит из ортогональных симметричных вибраторов с крестообразным контррефлектором, закрепленных на оси зеркала. Облучатель снабжен металлическим кольцом радиусом 0,4λ_max<R<0,5λ_max и шириной в=0,1λ_max, установленным на защитном кожухе из радиопрозрачного материала между вибратором и контррефлектором на расстоянии h последнего, которое определяют из условий 0,35λ_max<h<0,55λ_max, где λ_max - длина рабочей волны.

Размещение пассивного элемента в форме кольца в непосредственной близости от симметричных вибраторов изменяет распределение тока вдоль их плеч, а соответственно и характеристику направленности облучателя, адаптируя ее под геометрические размеры зеркала. Критерием, по которому осуществляется настройка облучателя, является максимум коэффициента усиления антенны в направлении ее оси.

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

На фиг.1 показан общий вид облучателя параболической антенны, где

1 - система ортогональных вибраторов;

2 - цилиндрическая штанга;

3 - контррефлектор;

4 - защитный кожух;

5 - металлическое кольцо;

6 - коаксиальный кабель;

7 - узел крепления.

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

Облучатель включает систему ортогональных вибраторов 1, питаемых через симметрирующее устройство, расположенное в цилиндрической штанге 2. На этой же штанге установлен крестообразный контррефлектор 3. Ортогональные вибраторы защищены цилиндрическим радиопроницаемым защитным кожухом 4. Поверх защитного кожуха между вибратором и контррефлектором установлено металлическое кольцо 5, которое в процессе настройки может перемещаться вдоль оси. Высокочастотная энергия к ортогональным вибраторам подводится с помощью коаксиальных кабелей 6, которые вводятся в штангу через узел крепления 7 к зеркалу.

Предлагаемый облучатель может быть выполнен следующим образом.

В цилиндрической штанге 2, снабженной узлом крепления 7, азмещается симметрирующее устройство, соединенное с одной стороны через технологические отверстия с симметричным вибратором 1, а с другой - с коаксиальным кабелем 6. Симметричные вибраторы, которые могут быть выполнены из посеребренной бронзы или меди, апрессовываются в защитный радиопрозрачный кожух цилиндрической формы 4, выполненный, например, из пенопласта. На защитный кожух устанавливают кольцо 5, выполненное из меди или бронзы шириной в=0,1λ_max. Кольцо выполнено с возможностью перемещения по поверхности защитного кожуха и устанавливается на расстоянии h от контррефлектора, которое может варьировать в пределах 0,35λ_max<h<0,55λ_max. К торцевой части штанги 2, совпадающей с торцевой частью защитного кожуха, крепится контррефлектор в форме плоской крестообразной пластины из алюминия.

Изобретение относится к антенной технике и используется в системах связи и телевизионного приема, эксплуатируемых на наземных и спутниковых радиолиниях. Технический результат заключается в адаптировании к различным зеркалам и обеспечении управления диаграммой направленности, а также в повышении коэффициента усиления антенны за счет более полного использования поверхности зеркала. Сущность изобретения состоит в том, что между ортогональными симметричными вибраторами и крестообразным контррефлектором на расстоянии h от последнего на цилиндрической штанге установлено металлическое кольцо радиусом 0,4λ_max<R<0,5λ_max и шириной b=0,1λ_max, расположенного поверх радиопрозрачного защитного кожуха. Расстояние h при настройке антенны по максимуму коэффициента усиления в зависимости от геометрических параметров зеркала варьирует в пределах 0,35λ_max<h<0,55λ_max. 2 ил.

Облучатель параболической антенны, состоящий из ортогональных симметричных вибраторов и крестообразного контррефлектора, закрепленных при помощи цилиндрической штанги в фокусе зеркала, отличающийся тем, что дополнительно содержит металлическое кольцо радиусом 0,4λ_max<R<0,5λ_max и шириной b=0,1λ_max, расположенное поверх радиопрозрачного защитного кожуха между симметричными вибраторами и контррефлектором на расстоянии h от последнего, которое при настройке антенны по максимуму коэффициента усиления в зависимости от геометрических параметров зеркала варьирует в пределах 0,35λ_max<h<0,55λ_max.