Статичная антенная система Российский патент 2017 года по МПК H01Q25/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при разработке и изготовлении перспективных антенных систем спутниковых, радиорелейных линий связи, а также радиолокационных станций по новым технологиям с использованием реверсивных материалов, обеспечивающих создание антенных систем без механически подвижных элементов в их конструкции.

В последние годы применяются антенные системы, выполненные на базе фазированных антенных решеток ([1] - Ю.М. Перунов и др. Зарубежные радиоэлектронные средства, радиолокационные системы. – М.: Радиотехника, 2010 г., стр. 10-13).

Недостатком таких антенных систем является громоздкость, сложность технологии изготовления и настройки, высокая стоимость из-за использования новых дорогих электрорадио элементов.

Поэтому в большинстве спутниковых, радиорелейных линий связи, а также в радиолокационных станциях используются проверенные зеркально-линзовые антенны.

Как правило, такая антенная система содержит в своем составе металлическое зеркало различного диаметра (в зависимости от мощности принимаемого сигнала) и облучатель с малошумящим усилителем (МШУ) и преобразователем частоты, а также сложный механический привод с устройством управления, обеспечивающим перемещение зеркала антенной системы по азимуту и углу места ([2] - Дж. Спилкер. Цифровая спутниковая связ. - М.: Связь, 1979 г., стр. 182-185).

Основным недостатком таких антенных систем является их сложность, громоздкость и наличие механических элементов, обеспечивающих сканирование антенных систем по азимуту и углу места.

Известна также многолучевая зеркальная сканирующая антенна, взятая за прототип и содержащая зеркало антенны, выполненное в форме радиопрозрачной сферы, внутренняя поверхность которой покрыта реверсивным материалом, два облучателя, расположенные в фокальной сфере, а также источник управляющих сигналов и устройство управления на базе персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ). ([3] - Патент №2528136 от 16.07.2014 г. «Многолучевая зеркальная сканирующая антенна»).

Основным недостатком прототипа является наличие механических элементов, обеспечивающих сканирование облучателей.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является исключение из состава антенной системы механически подвижных элементов, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и снижение себестоимости при появлении недорогих реверсивных и радиопрозрачных материалов.

Для решения указанной задачи предлагается статичная антенная система, содержащая зеркало антенны, выполненное в форме радиопрозрачной сферы, внутренняя поверхность которой покрыта реверсивным материалом, облучатель с малошумящим усилителем и преобразователем частоты, расположенный в фокальной сфере зеркала антенны, а также источник управляющих сигналов и устройство управления на базе персональной электронно-вычислительной машины.

Согласно изобретению, дополнительно введен второй источник управляющих сигналов, при этом источники управляющих сигналов расположены соответственно у основания сфер зеркала антенны и облучателя, облучатель выполнен в виде сферы из радиопрозрачного материала, внутренняя поверхность которой покрыта реверсивным материалом, входы источников управляющих сигналов подключены к выходам персональной электронно-вычислительной машины.

Техническим результатом изобретения является отсутствие механических элементов в конструкции статичной антенной системы и вытекающие отсюда высокое быстродействие и многообразие режимов работы.

Предлагаемое построение статичной антенной системы в доступных источниках информации не обнаружено, поэтому оно соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На фиг. приведено построение предлагаемой статичной антенной системы.

Статичная антенная система (фиг.) содержит зеркало антенны 1, выполненное в виде сферы из радиопрозрачного материала, покрытое внутри реверсивным материалом 2, облучатель 3 с малошумящим усилителем и преобразователем частоты, выполненный в виде сферы, расположенной в фокальной сфере зеркала антенны 1, из радиопрозрачного материала, покрытый внутри реверсивным материалом 2, источник управляющих сигналов 4 для зеркала антенны 1, источник управляющих сигналов 5 для облучателя 3, при этом источники управляющих сигналов расположены соответственно у основания сфер зеркала антенны и облучателя, устройство управления 6, выполненное на базе ПЭВМ, и проводник 7.

Статичная антенная система (фиг.) работает следующим образом.

Пусть контролируемый объект излучений находится с левой стороны от статичной антенной системы, тогда устройство управления 6, формирует команды на источник управляющих сигналов 4 для зеркала антенны 1 и источник управляющих сигналов 5 для облучателя 3, входы источников управляющих сигналов 4, 5 подключены к выходам ПЭВМ.

Под действием управляющих сигналов (например светового луча соответствующей конфигурации) реверсивный материал 2 становится нерадиопрозрачным и формирует апертуру зеркала антенны 1 и облучателя 3 (с проводником 7, формируемым подсветкой от источника управляющих сигналов 5 для облучателя 3 и используемым для съема энергии принятого сигнала и последующей его обработки) соответствующей конфигурации.

Устройство управления 6 обеспечивает различные режимы работы статичной антенной системы:

- режим кругового обзора;

- режим сканирования по азимуту;

- режим сканирования по углу места;

- режим приема сигнала от выбранного источника излучения сигналов.

Таким образом, предлагаемая статичная антенная система обеспечивает работу без механических подвижных элементов в конструкции и широкие функциональные возможности системы для работы в различных режимах, а также высокое быстродействие в различных режимах работы в силу отсутствия механических элементов в конструкции.

Статичная антенная система может быть изготовлена по новым технологиям с использованием перспективных радиопрозрачных и реверсивных материалов.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при разработке и изготовлении статичных антенных систем спутниковых и радиорелейных линий связи, а также приемных антенных систем радиолокационных станций. Техническим результатом является создание антенной системы без механических подвижных элементов и расширение функциональных возможностей, в части различных режимов работы. Предложена статичная антенная система, выполненная в виде двух сфер (зеркало и облучатель) из радиопрозрачного материала, покрытого изнутри реверсивным материалом. Под воздействием управляющих сигналов формируется апертура зеркала антенны и форма облучателя. 1 ил.

Статичная антенная система, содержащая зеркало антенны, выполненное в форме радиопрозрачной сферы, внутренняя поверхность которой покрыта реверсивным материалом, облучатель с малошумящим усилителем и преобразователем частоты, расположенный в фокальной сфере зеркала антенны, а также источник управляющих сигналов и устройство управления на базе персональной электронно-вычислительной машины, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен второй источник управляющих сигналов, при этом источники управляющих сигналов расположены соответственно у основания сфер зеркала антенны и облучателя, облучатель выполнен в виде сферы из радиопрозрачного материала, внутренняя поверхность которой покрыта реверсивным материалом, входы источников управляющих сигналов подключены к выходам персональной электронно-вычислительной машины.