АНТЕННАЯ НАСАДКА Российский патент 2016 года по МПК H01Q1/00 

Мобильная башня обслуживания (фиг.1) является отличительной особенностью Гвианского стартового комплекса и впервые реализована Российской космической промышленностью, что позволило выйти на качественно более высокий уровень организации работ на стартовом комплексе. Башня высотой 53 метра и массой около 1200 тонн оборудована поворотными площадками обслуживания ракеты-носителя и космической головной части. Она обеспечивает доступ рабочего персонала к ракете на различных уровнях и защиту ракеты-носителя от неблагоприятных условий окружающей среды во время подготовки к пуску. Лишь за сорок минут до старта МБО отводится на расстояние 80 метров от стартовой установки.

Прием передаваемой с ракеты-носителя (РН) телеметрической информации осуществляется наземной измерительной станцией «Галлиот», расположенной в 32 км от стартового комплекса (СК).

Передача сигнала телеметрической информации осуществляется с помощью передающей антенной насадки и ретрансляционного антенно-фидерного устройства (РАФУ).

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для передачи высокочастотного сигнала на наземный измерительный пункт при испытаниях ракеты носителя на стартовом комплексе космодрома.

Известны антенные насадки [1] и [2], выполненные на основе коаксиала переменного сечения и отрезков линейного проводника соответственно.

Недостатками таких антенных насадок являются: большой КСВ насадки, большое поглощение передаваемой мощности в рабочей полосе частот, отсутствие настроечных элементов для корректировки согласования, поэтому они скорее используются для контроля параметров сигнала, а не на передачу этого сигнала.

Предлагаемая передающая антенная насадка (АН) предназначена для экранирования излучения антенн S-диапазона волн системы телеметрических измерений ракеты-носителя (ТМИ РН) и отвода части излучаемой мощности через ретрансляционное антенно-фидерное устройство (РАФУ) для передачи качественного сигнала на наземный измерительный пункт при испытаниях на техническом и стартовом комплексах космодрома.

Такие передающие антенные насадки характеризуются четырьмя основными электрическими параметрами: КСВ АФУ ТМИ РН с установленной АН, КСВ насадки, L_H (ослабление уровня мощности в насадке), радиогерметичность Э_H.

Для количественного и качественного приема сигнала (отношение сигнал/шум не должен превышать 12 дБ) системы ТМИ РН необходимо, чтобы передающие АН обладали следующими характеристиками:

КСВ антенны ТМИ с установленной АН - не более 1,5;

КСВ насадки - не более 1,7;

L_H - не более 5 дБ;

Э_H - не менее 25 дБ.

Основным принципом построения данной передающей АН выбран принцип, при котором ослабление уровня передаваемой мощности в насадке был бы минимальным. Конструктивно это можно реализовать, применяя радиопоглощающие пластины в металлическом корпусе, в котором устанавливается антенна с настроечными элементами, идентичная той антенне, для которой предназначена насадка.

АН представляет собой металлический экранирующий корпус формы прямоугольного параллелепипеда, выполненного из алюминия АМг6 толщиной 3 мм, стенки которого обклеены пластинами радиопоглощающей резины ХВ 3.2 (фиг.2, поз.6). Выбранный радиопоглощающий материал обладает резонансными свойствами и имеет наибольшее поглощение в области более высоких частот, чем частоты антенн ТМИ РН, поэтому излучаемая мощность максимально передается через элемент связи антенной насадки.

3D модель данной АН представлена на фиг.2.

Отличительной особенностью данной АН является наличие настроечных элементов, конструктивно входящих в антенну АН. Элемент связи представляет собой антенну типа вертикальный «волновой канал» - директорная антенна бегущей волны в виде ряда параллельных линейных электрических вибраторов длиной, близкой к четверти длины волны, которые расположены в одной плоскости вдоль линии, совпадающей с направлением максимального излучения. Активный вибратор (поз.2) предназначен для передачи мощности высокой частоты от антенн ТМИ РН (поз.4) на РАФУ через ВЧ-разъем (поз.3). Для настройки КСВ предусмотрен настроечный винт, с помощью которого можно плавно изменять входное сопротивление антенны. В директоре (поз.1) возбуждается электрический ток вследствие пространственной электромагнитной связи между директором и активным вибратором. Изменением длинны директора (поз.1) регулируется уровень развязки между АН и антенной ТМИ РН, вследствие чего появляется возможность до минимума сократить затухание СВЧ-сигнала. Роль пассивного рефлектора выполняет задняя стенка АН с прорезью в поглощающем материале (поз.5). Расстояние между вибраторами составляет 0,2λ. Пластина (поз.7), плотно прилегающая к экрану антенны ТМИ, обеспечивает необходимую герметичность АН.

Экспериментально снятые электрические характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1 Электрические характеристики антенных насадок Контролируемый параметр Значение КСВ бортовой антенны ТМИ 1,27 КСВ антенной насадки, устанавливаемой на бортовую антенну 1,54 КСВ бортовой антенны ТМИ, с устанавливаемой АН 1,27 Ослабление уровня мощности в АН -4,17 дБ Радиогерметичность АН -27,51 дБ

Источники информации

1. Иванов С.М., Арсенньева Е.Л., Гуцков Б.Е., Деконор В.Л. и др. Антенная насадка. АС H01Q 1/10, H01P 1/00, опубл.27.06.1999.

2. Харченко К.П., Антонов Н.К. Антенная насадка. АС H01Q 21/06, опубл. 16.01.1995.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и предназначено для ретрансляции высокочастотного сигнала системы телеметрии ракеты-носителя на наземный измерительный пункт. Технический результат - увеличение передаваемой мощности. Антенная насадка выполнена в виде металлического корпуса с радиопоглощающими пластинами, в котором конструктивно размещен элемент связи с настроечными элементами. Элемент связи представляет собой антенну типа вертикальный «волновой канал» - директорную антенну бегущей волны в виде ряда параллельных линейных электрических вибраторов. 2 ил., 1 табл.

Передающая антенная насадка в виде металлического корпуса, устанавливаемого на основание антенны, содержащего внутри элемент связи, отличающаяся тем, что элемент связи представляет собой антенну типа вертикальный «волновой канал» - директорную антенну бегущей волны в виде ряда параллельных линейных электрических вибраторов, имеющих настроечные элементы, и расположенных в одной плоскости вдоль линии, совпадающей с направлением максимального излучения, а металлический корпус антенной насадки содержит радиопоглощающие пластины.