ОБЛУЧАТЕЛЬ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ Российский патент 2007 года по МПК H01Q19/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенной технике, в частности, в технике связи и спутникового телевидения.

Известен облучатель зеркальной антенны, состоящий из отрезка круглого волновода, осесимметричного рефлектора с тремя концентрическими канавками и конвертора [1]. Концентрические канавки образованы тремя концентрическими проводящими ребрами, выполненными на рефлекторе, и наружной поверхностью круглого волновода. Рефлектор закреплен на отрезке круглого волновода с помощью стопорного винта, установленного на цилиндрическом утолщении позади рефлектора. Облучатель закреплен на параболическом зеркале с помощью тяг. Между рефлектором и волноводом выполнен воздушный зазор, составляющий около 1 мм и обеспечиваемый узкими наплывами на внутренней поверхности рефлектора. Недостатком облучателя является наличие излучающего зазора между волноводом и рефлектором, что приводит к утечке энергии, увеличению уровня заднего излучения, искажению диаграммы направленности облучателя в Е-плоскости и уменьшению коэффициента усиления зеркальной антенны.

Известен также облучатель зеркальной антенны, состоящий из отрезка круглого волновода и осесимметричного рефлектора, в котором выполнены две концентрические канавки [2]. Концентрические канавки образованы двумя концентрическими проводящими ребрами, выполненными на рефлекторе, и наружной поверхностью круглого волновода. В рефлекторе закреплены стопорные винты, расположенные позади излучающей части рефлектора. При этом внутренняя канавка образована наружной поверхностью волновода и рефлектором. Наличие зазора между волноводом и рефлектором в области с максимальной плотностью продольного поверхностного тока (вершине таким образом образованной канавки) приводит к утечке энергии. Недостатками облучателя являются также искажение диаграммы направленности облучателя в Е-плоскости и уменьшение коэффициента усиления зеркальной антенны из-за излучающего зазора.

Этот облучатель зеркальной антенны выбран в качестве прототипа.

В основу настоящего изобретения положена задача создать облучатель зеркальной антенны с уменьшенной утечкой энергии.

Поставленная задача решается тем, что в облучателе зеркальной антенны, содержащем отрезок круглого волновода и осесимметричный рефлектор, закрепленный на отрезке круглого волновода, осесимметричный рефлектор дополнительно снабжен концентрическим проводящим ребром, охватывающим круглый волновод и расположенным между дном осесимметричного рефлектора и апертурой круглого волновода. При этом крепление осесимметричного рефлектора на круглом волноводе выполнено за это дополнительно введенное концентрическое проводящее ребро.

Такое выполнение облучателя зеркальной антенны позволяет обеспечить устранение утечки энергии через зазор между отрезком круглого волновода и осесимметричным рефлектором, повысить коэффициент усиления зеркальной антенны и снизить материалоемкость облучателя.

Изобретение поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен облучатель зеркальной антенны;

на фиг.2 - вариант облучателя зеркальной антенны.

Облучатель зеркальной антенны изображен на фиг.1 и состоит, например, из отрезка круглого волновода 1, фланца 2, волноводного перехода 3 промежуточного поперечного сечения и осесимметричного рефлектора 4, содержащего, например, две концентрические канавки, оси которых совпадают с осью 5 круглого волновода 1. Рефлектор 4 снабжен проводящим ребром 6, охватывающим отрезок круглого волновода 1 и расположенным между дном 7 рефлектора 4 и апертурой 8 круглого волновода 1. Высота h ребра 6 выбрана равной 0,25λ, где λ - рабочая длина волны. Осесимметричный рефлектор 4 закреплен на круглом волноводе 1, например, с помощью стопорного винта 9, ввернутого в цилиндрическое утолщение 10 рефлектора 4. Между рефлектором 4 и отрезком круглого волновода 1 образован зазор 11, величина которого задана наплывами 12, выполненными на внутренней поверхности рефлектора 4.

По другому варианту выполнения облучателя (фиг.2) крепление осесимметричного рефлектора 4 осуществлено за дополнительно введенное концентрическое проводящее ребро 6. Осесимметричный рефлектор 4 закреплен на отрезке круглого волновода 1, например, с помощью коротких винтов 9, стягивающих концентрическое проводящее ребро 6 и стенку круглого волновода 1. Винты 9 выполнены с шестигранной головкой и стянуты гаечным ключом. В этом случае уменьшается высота осесимметричного рефлектора 4, снижается его материалоемкость и стоимость, а также повышается прочность конструкции облучателя.

Рассмотрим принцип работы облучателя. Волна, плоскость поляризации которой параллельна зазору 11, отражается от него, так как зазор 11 образует плоский закритический волновод для этой волны. Волна, плоскость поляризации которой перпендикулярна зазору 11, также не проникает сквозь зазор 11. В этом случае при отражении волны от дна 7 рефлектора 4 формируется стоячая волна, имеющая узел на расстоянии 0,25λ от дна 7 рефлектора 4. При этом продольные токи на поверхности ребра 6 максимальны вблизи дна 7 и равны нулю на его наружней кромке 13. Отсутствие продольных поверхностных токов на кромке 13 устраняет излучение через зазор 11. Таким образом, для высоты ребра 6, равной 0,25λ, достигается максимальный эффект по уменьшению утечки энергии через зазор 11. Величина коэффициента усиления зеркальной антенны при этом повышается на 0,2 дБ.

Достоинствами предложенного решения являются ослабление уровня заднего излучения облучателя и повышение коэффициента усиления зеркальной антенны.

Источники информации

1. Журнал "Телеспутник", № 6, 2002 год, стр.1.

2. Патент РФ № 2032256, H01Q 13/00, 1995.

Изобретение может быть использовано в технике связи и спутникового телевидения. Технический результат заключается в уменьшении утечки энергии, снижении уровня заднего излучения облучателя, а также в увеличении коэффициента усиления зеркальной антенны. Сущность изобретения состоит в том, что облучатель зеркальной антенны, содержащий волновод, фланец, переход и осесимметричный рефлектор, имеет на рефлекторе концентрическое проводящее ребро, охватывающее круглый волновод и расположенное между дном рефлектора и апертурой круглого волновода. Высота h ребра выбрана равной 0,25λ, где λ - рабочая длина волны. Благодаря такому выполнению рефлектора устраняется излучение через зазор. Крепление рефлектора на круглом волноводе может быть выполнено за это проводящее ребро. Облучатель может быть использован в осесимметричных и офсетных зеркальных антеннах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Облучатель зеркальной антенны, содержащий отрезок круглого волновода и осесимметричный рефлектор, закрепленный на отрезке круглого волновода, отличающийся тем, что осесимметричный рефлектор дополнительно снабжен концентрическим проводящим ребром, охватывающим круглый волновод и расположенным между дном осесимметричного рефлектора и апертурой круглого волновода.2. Облучатель по п.1, отличающийся тем, что крепление осесимметричного рефлектора на круглом волноводе выполнено за это дополнительно введенное концентрическое проводящее ребро.