Зеркальная антенна Советский патент 1984 года по МПК H01Q15/14 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано на линиях радиорелейной связи диапазона СВЧ для повышения помехозащищенности антенн и в целях улучшения электромагнитной совместимости радиосредств.

Как известно, в диаграммах напраленности зеркальных антенн имеются угловые секторы с повышенным уровне дифракционного излучения Улучшение помехозащищенности антенн связано с возможностью подавления соответствующих источников излучения.

Известна зеркальная антенна, содержащая облучающую систему и основ ное зеркало, снабженное устройством подавления бокового излучения, выпоненным в виде цилиндрического экрана, размещенного на кромке основног зеркала. В зеркальной антенне при большой высоте экрана (5-lOj/l достиг-ается эффективное подавление бокового излучения во всем теневом просранстве С13.

Однако антенна становится при этом слишком громоздкой и неэкономичной, особенно при необходимости улучшения направленных свойств только в одной рабочей плоскости подавления, как это требуется в радиорелейных линиях.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является, зеркальная антенна, содержащая облучающую систему и зеркало, снабженное устройством подавления бокового излучения в виде двух плоских полос из радионепрозрачного материала шириной 0,6 и расстоянием между ними не менее 0,4 радиуса первой зоны Френеля относительно фазового

: центра подавляемого источника, рас положенных симметрично относительно плоскости подавления.

В данной зеркальной антенне достигается эффективное подавление бокового излучения в диаграмме зеркальной антенны в одном направлении - в направлении проходящего луча При этом уровень бокового излучения уменьшается в определенном узком секторе углов вблизи указанного направления. При большой протяженности плоских полос этот сектор несколько расширяется за счет затенения подавляемого источника плоскими полосами С23.

.ti

Недостатками этой зеркальной антенны являются узкий сектор зффектив ного подавления и возрастание уровня бокового излучения в противолежащем плоским полосам квгцдранте. из-за дифракционного переизлучения линейных кромок плоских полос.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности зеркальной антенны

в широком угловом секторе заданной плоскости подавления.

Поставленная цель достигается тем, что в зеркальной антенне, преимущественно для радиорелейной связ содержащей облучающую систему и зеркало, снабженное устройством подавления бокового излучения в виде двух плоских полос из радионепрозрачного материала шириной 0,6 и расстоянием между ними не менее О,4 радиуса первой зоны Френеля относительно фазового центра подавляемого источника, расположенных симметрично относительно плоскости подавлени плоские полосы выполнены с криволинейными кромками, совпадающими по форме с конфокальными гиперболами, точки пересечения асимптот которых размещены в точке проекции фазового центра подавляемого источника на плоскость плоской полосы, при этом угол наклона плоскости плоских полос к плоскости подавления выбран в интервале значений от О до 30° , а угол наклона плоскости плоских полос к осевому направлению-в интервале значений 0-110°.

Кроме того, плоские полосы выполнены из радиопоглощающего материала. На фиг. 1 показана конструктивная схема зеркальной антенны для короткофокусного зеркала; на фиг. 2 и 3 - варианты конструктивного выполнения предлагаемой зеркалной антенны, отличаквдиеся расположением плоских полос.

Зеркальная антенна содержит зеркало 1, устройство подавления бокового излучения в виде двух плоских полос 2 и 3 с криволинейными гиперболическими кромка и и облучающую систе, имеющую фазовый центр, совпадающий с точкой О.

На кромке зеркала 1 в плоскости ХОУ,симметрично относительно плоскости подавления установлены две плоских полосы 2 и 3 из радионепрозрачного материала (заштрихованы) . Плоские полосы 2 и 3 ограничены расходящимися криволинейными кромками, образующие которые и Г.являются конфокальными гипербола ми, так что точки пересечения их iасимптот А и А2 совпадают с про екцией фазового ценфра О подавляемого источника облучающей зеркало 1 системы, имеющей фазовый центр, совпадающий с точкой О, на плоскость расположения плоских полос 2 и 3 (S. 0).

Если зеркало 1 - параболоид вращения, -Tjo .0 совпадает с его фокусом. Угол наклона плоскости плоских полос к осевому направлению выбирают в интервале значений 0-90°. На фиг. 1 для определенности принято f 0. Другое возможное расположение плоскости плоских полос ( f ) показано жирным пунктиром; соответствующее ему положение точки пересечения асимптот - 0 . Угол /5 наклона плос кости плоских полос к плоскости подавления взят в интервале значений 0-30°. На фиг. 1 для определенности Ь 0. Возможное расположение плоскости плоских полос(/5 0) показано на фиг. 1 жирной штрихпунктирной линией. Другой вариант конструктивного выполнения зеркальной антенны показан на фиг. 2. Плоские полосы 2 и 3 с гиперболическими профилями кромок Г и Г2 размещены на тыльной стороне зеркал 1 на расстоянии, большем длины волн от его кромки. Угол наклона плоско ти плоских полос к осевому направле нию выбран равным 90 . Подавляемый источник находится в точке 0. На фиг. 3 изображен вариант зеркальной антенны, используемой в виде облучающего устройства антенны Кассегрена. Две плоские полосы 2 и 3, расположенные симметрично относительно плоскости подавления поля излучения облучающей системы 4, установ лены на кромке К зеркала 1, являющегося вспомогательным зкркалом сис темы Кассегрена. Плоскость плоских полос выбирают в соответствии с зна чением (j- 90°. Другое возможное положение плоскости плоских полос показано на фиг. 3 жирным пунктиром Угол 7г в интервале значений 70-110°. Зеркальная антенна работает след ющим образом. Для конструктивного варианта (фиг. 1 поле помехи, проходящее через щель между плоскими полосами 2 и 3,подавляется полностью дифрагируюищми на кромках плоских полос 2 и 3 полями, возбужденными этой же помехой во всем секторе углов вд - 6 в плоскости подавления . Поэтому каждый луч, проходящий в щель между плоскими полосами 2 и 3 в интервале , компенсируется в плоскос ти подавления лучами, дифрагирую щими на кромках плоских полос 2 и 3 В соответствии с этим, в указанном, интервале углов наблюдается эффектив ное подавление как краевой волны, связанной с кромкой зеркала, так и прямых лучей облучающей системы 4. Ввиду несинфазности кромок плоских полос 2 и 3 по отношению к подавляемому источнику и точке наблюдения рассеянное ими поле невелико и не может существенно ухудшить диаграмму направленности зеркгшьной антенны в противолежащем квадранте. Дополнительный поворот плоскости плоских полос 2 и 3 на угол/1 еще больше . уменьшает .уровень поля рассеяния. Вследствие уменьшения амплитуды кргевой волны за счет затекания.части токов на плоские полосы 2 и 3 и диффрркционного спадания поля вне интервале эффективного подавления oi , сам эффект подавления достигается в более широком подавления, чем с. Используемые в прототипе размеры ,4р и Xj ,бр выдерживаются в предлагаемой зеркальной антенне только для одного направления, соответствующего нормали 00-, к плоскости плоских полос 2 и 3, проведенной из фазового центра подавляемого источника 0. Для остальных направлений эти размеры изменяются в соответствии с расстоянием между указанными гиперболическими образующими. Расстояние является определяющим для нахождения радиуса первой зоны Френеля f, так как р« У при L, . Место стыка гиперболических образуюйщх плоских полос 2 и 3 в плоскости ХУ с зеркалом 1 определяется углом раствора VQ последнего. Для длиннофокусных зеркал 1(4 90°) плоские полосы 2 и 3 сходятся к минимальному расстоянию 2х правее кромки; при 90° - на линии кромки и при . 41 90° - левее ее (фиг. 1). Для короткофокусных зеркал 1 -g близко к 0°, для длиннофокусных - к 90°. Осевой размер плоских полос 2и 3 произволен (может быть выбран иа конструктивных соображений). Устройство (фиг. 2), работает аналогичным образом, изменяется только геометрия плоских полос 2 и 3и место их расположения, так как подавляемый источник О.у в этом случае - краевсш волна кромки. Для . подавления зависит как от длины плоских полос 2 и 3 вдоль оси Z , определяющей угол 8, так и от угла раствора пара- . болоида fji, определяющего угол в. Минимальное расстояние между плоскими полосами 2 и 3 имеет место при . По обе стороны от этого сечения плоские полосы 2 и 3 расходятся. Угол 9-)Выбирают в пределах 0-30 . Устройство (фиг. 3 работает налогично. Подавляемый источник меет фазовый центр в точке О, при этом 00- L и . Угол наклона плоскости плоских полос 2 и- 3 к оси зеркальной антенны 1 выбирают-в нтервале значений 70-110°, чтобы лоские полосы 2 и 3 не затеняли оля, отраженного малым зеркалом в аправлении большого. Сектор эффекивного подавления. -оС(для двух плосих полос 2 и 3 ). Предлагаемая зеркальная антенра ожет быть реализована как в однозеркальном, так и в двухзеркальном вариантах.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает повышение помехозащищенности зеркальной антенны в широком угловом сенаторе. Указанные конструктивные варианты могут быть применены как раздельно, так и совместно. Возможно также дооборудование существующих антенн предпг гаемыми устройствами подавления. Изготовление плоских полос из радио, поглощаккцего материала обеспечивает наилучший эффект, так как в этом случае нет переотраженных полей и улучшение диаграммы направленности зеркальной антенны происходит во всей плоскости .

1. ЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА, преимущественно для радиорелейной связи, содержащая облучающую систему и зеркало, снабженное устройством подавления бокового излучения в виде двух плоских полос из радионепрозрачного материала шириной 0,6 и расстоянием между ними не менее 0,4 радиуса первой зоны Френеля относительно фазового центра подавляемого источника, расположенных симметрично , относительно плоскости подавления, отличающая с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности зеркальной антенны в широком угловом секторе заданной плоскости подавления, плоские полосы выполнены с криволинейными кромками, совпадающими по форме с конфокальными гиперболами, точки, пересечения асимптот которых размещены в точке проекции фазового центра подавляемого источника на плоскость плоской полосы, при этом угол наклона плоскости плоских полос к плоскости подавления выбран в интервале значений от О до ЗО , а угол наклона плоскости плоских полос к осевому направлению-в интер- р S вале значений 0-110°. 2. Антенна по п.1, о т л и ч а ю(Л щ а я с я тем, что плоские полосы выполнены из радиопоглощающего материала. /,AI СО сд ito lOO У iPui.f

Of

Фие.2 у