Облучатель зеркальной антенны с полым держателем ближнепольного контррефлектора Российский патент 2024 года по МПК H01Q19/00 

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для применения в зеркальных антеннах.

Известен облучатель для антенной системы, содержащей рефлектор и контррефлектор [патент ЕР №3972055, МПК H01Q19/19, опубл. 23.03.2022], включающий круглый волновод, оканчивающийся излучателем с гофрированием. Напротив излучателя расположен ближнепольный контррефлектор, механически связанный с излучателем посредством диэлектрических вставок сложной формы.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является облучатель компактной антенны с низкими боковыми лепестками [патент US №9246233, МПК H01Q19/19, опубл. 26.01.2016 (прототип)]. Антенна включает основной рефлектор с кольцевым фокусом и облучатель, расположенный вдоль оси рефлектора. Облучатель содержит круглый волновод, излучатель с внешним гофрированием и ближнепольный контррефлектор, расположенный напротив конца излучателя. Контррефлектор закреплен на излучателе с помощью двух диэлектрических вставок ступенчатой формы и металлического стержня: первая полая цилиндрическая вставка сложной формы соединяет по периферии контррефлектор с концом излучателя; вторая диэлектрическая вставка установлена внутри излучателя и имеет отверстие в центре, через которое проходит металлический стержень, соединенный с контррефлектором.

Недостатком известных аналогов является сложность конструкций крепления контррефлектора на излучателе, а также слабая герметичность облучателя.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции крепления контррефлектора на излучателе, а также повышение герметичности облучателя.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в облучателе зеркальной антенны с полым держателем ближнепольного контррефлектора, состоящем из круглого волновода, излучателя с внешним гофрированием, контррефлектора, расположенного напротив конца круглого волновода, двух диэлектрических вставок и металлического стержня, новым является то, что первая диэлектрическая вставка имеет форму полого цилиндра, установленного в паз контррефлектора с одной стороны и в паз на конце излучателя с другой стороны, а вторая диэлектрическая вставка находится внутри излучателя и упирается в выступ прямоугольного сечения, препятствующий перемещению этой вставки в сторону контррефлектора, при этом металлический стержень состоит из двух частей, первая часть проходит через внутреннее отверстие второй вставки, а вторая часть имеет больший диаметр и упирается во вторую диэлектрическую вставку со стороны круглого волновода.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием первой полой цилиндрической диэлектрической вставки, которая вставлена в пазы как со стороны контррефлектора, так и со стороны излучателя. Такая особенность позволяет надежно герметизировать места стыка.

Другим существенным отличием является наличие выступа прямоугольного сечения внутри излучателя, в который упирается вторая диэлектрическая вставка. Выступ расположен таким образом, чтобы препятствовать перемещению второй диэлектрической вставки в сторону контррефлектора.

Третьим существенным отличием является составной металлический стержень, одна из частей которого устанавливается со стороны круглого волновода и упирается во вторую диэлектрическую вставку, за счет чего удается осуществить надежную фиксацию контррефлектора.

Данное изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена зеркальная антенна с заявленным облучателем, а на фиг. 2 показан внешний вид облучателя. На фиг. 3 приведен вид облучателя зеркальной антенны с разнесенными частями, а на фиг. 4 отображен разрез конструкции. На фиг. 5 приведены результаты измерений диаграммы направленности опытного образца антенны с облучателем заявляемой конструкции для двух диапазонов частот.

Облучатель зеркальной антенны (1) установлен на параболическом рефлекторе (2) (фиг. 1) и закреплен на круглом волноводе (3) (фиг. 2). Облучатель состоит из излучателя (4), контррефлектора (5), диэлектрических вставок (6) и (7, фиг. 3), металлического стержня, состоящего из двух частей (8) и (9). На фиг. 3 показан вид облучателя с разнесенными частями, а на фиг. 4 показан разрез устройства в сборе. Первая диэлектрическая вставка (6) закрепляется в пазу (10) излучателя (4) и в пазу (11) контррефлектора (5). Для обеспечения надежной герметизации излучателя (4) пазы (10) и (11) уплотняются герметизирующим составом. Вторая диэлектрическая вставка (7) установлена внутри излучателя (4) и упирается в прямоугольный выступ (12), препятствующий перемещению вставки (7) в сторону контррефлектора (5). При сборке устройства часть (9) металлического стержня устанавливается со стороны круглого волновода (3) и упирается в диэлектрическую вставку (7), за счет чего происходит натяг контррефлектора (5) в сторону излучателя (4).

Облучатель зеркальной антенны с полым держателем ближнепольного контррефлектора работает следующим образом. Согласно принципу взаимности можно рассмотреть работу антенны только в одном режиме, например, в режиме передачи сигналов. Электромагнитная волна от генератора распространяется по круглому волноводу (3) на основной моде H₁₁, попадает в излучатель (4), переотражается контррефлектором (5) (фиг. 4), затем отражается параболическим рефлектором (2, фиг. 1). Поскольку при сборке устройства часть (9) металлического стержня установлена с упором во вторую диэлектрическую вставку (7), которая, в свою очередь, упирается в выступ (12) в излучателе (4), через часть (8) металлического стержня происходит надежная фиксация контррефлектора (5). Таким образом, заявленный результат достигается за счет плотного смыкания первой диэлектрической вставки (6) простой цилиндрической формы в пазах (10) и (11) с излучателем (4) и контррефлектором (5). Дополнительное уплотнение достигается за счет герметизирующего состава, находящегося в пазах (10) и (11).

Исследовательские испытания заявленного облучателя зеркальной антенны показали, что заявленный технический результат достигнут. Для иллюстрации работоспособности устройства проведен расчет в программе численного электродинамического моделирования и изготовлен действующий макет, подвергавшийся климатическим испытаниям. На фиг. 5 показаны результаты измерений диаграммы направленности антенны с облучателем заявленной конструкции для частот 5,2 ГГц (13) и 6,9 ГГц (14) после проведения климатических испытаний. Диаметр параболического рефлектора в эксперименте – 1,2 м.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для применения в зеркальных антеннах. Технический результат - упрощение конструкции крепления контррефлектора на излучателе и повышение герметичности облучателя. Результат достигается тем, что предложен облучатель зеркальной антенны с полым держателем ближнепольного контррефлектора, состоящий из круглого волновода, излучателя с внешним гофрированием, контррефлектора, расположенного напротив конца круглого волновода, двух диэлектрических вставок и металлического стержня, отличающийся тем, что первая диэлектрическая вставка имеет форму полого цилиндра, установленного в паз контррефлектора с одной стороны и в паз на конце излучателя с другой стороны, а вторая диэлектрическая вставка находится внутри излучателя и упирается в выступ прямоугольного сечения, препятствующий перемещению этой вставки в сторону контррефлектора, при этом металлический стержень состоит из двух частей, первая часть проходит через внутреннее отверстие второй вставки, а вторая часть имеет больший диаметр и упирается во вторую диэлектрическую вставку со стороны круглого волновода. 5 ил.

Облучатель зеркальной антенны с полым держателем ближнепольного контррефлектора, состоящий из круглого волновода, излучателя с внешним гофрированием, контррефлектора, расположенного напротив конца круглого волновода, двух диэлектрических вставок и металлического стержня, отличающийся тем, что первая диэлектрическая вставка имеет форму полого цилиндра, установленного в паз контррефлектора с одной стороны и в паз на конце излучателя с другой стороны, а вторая диэлектрическая вставка находится внутри излучателя и упирается в выступ прямоугольного сечения, препятствующий перемещению этой вставки в сторону контррефлектора, при этом металлический стержень состоит из двух частей, первая часть проходит через внутреннее отверстие второй вставки, а вторая часть имеет больший диаметр и упирается во вторую диэлектрическую вставку со стороны круглого волновода.