Осесимметричная зеркальная антенна Советский патент 1985 года по МПК H01Q19/18 H01Q19/19 

Изобретение относится к радиотех нике, а именно к крупноапертурным а тенным системам. Цель изобретения - повышение коэ фициента усиления для каждого луча при формировании многолучевой диаграммы направленности (ДН). На фиг.1 представлена структурна схема осесимметричной зеркальной ан тенны по П.1 формулы изобретения; на фиг.2 - то же, по п.2 формулы изобретения. Осесимметричная зеральная антенн содержит параболическое зеркало I, гиперболическое зеркало 2, имеющее центральное отверстие, об.г1учатель 3 переизлучатель 4, устройство 5 воабуждения переизлучателя 4, при этом переизлучатель 4 вьтолнен в виде па раболического рефлектора 6 и гиперболического котррефлектора 7, а уст ройство 5 возбуждения переизлучателя 4 вьшолнено в виде многоканаль ной диаграммоформирующей решетки |1вДФР 1 8 с линиями задержки 9. МДФР 8 может быть выполнена в виде первой проходной решетки 10 и второй проходной решетки 1 с излучателями 12. При этом центр сферы, образующей внешнкио сферическую поверхность первой проходной решетки 10 совмещен с геометрическим цен ром 0 облучателя 3, а центр сферы, образуннцей внутреннюю сферическую поверхность первой проходной решетки 10 совпадает с геометрическим центром входной поверхности второй проходной решетки 1I, на фокальной поверхности первой проходной решетки 10 расположена внешняя поверхность второй проходной решетки }1, внутренняя поверхность которой совмещена с фокальной поверхностью переизлучателя 4. В первой проходной решетке IО ка дый излучатель 12, расположенный на внешней сферической поверхности, соединен линией задержки 9 с соотве ствукнцим излучателем I2, расположен ным на ее внутренней поверхности. Во второй проходной решётке 1 1 линиями задержки 9 соединена каждая пара излучателей 13, расположенных симметрично относительно оси осесим метричной зеркальной антенны. Осесимметричная зеркальная антен иа работает следующим образом. Облучатель 3, который может быть выполнен многоэлементным, излучает сферическую электромагнитную волну, падающую на гиперболическое зеркало 2. Часть энергии, отражаяс от гиперболического зеркала 2, попадает на параболическое зеркало I, которое формирует в раскрьгве, исключая площадь тени гиперболического зеркала 2, электромагнитное поле с плоским фронтом. Другая часть энергии, падающей на гиперболическое зеркало 2, принимается МДФР 8, по линиям задержки 9 поступает на ее выход, и излучается в виде сферической волны на гиперболический контррефлектор 7, отражается им на параболический рефлектор 6, который формирует в раскрыве переизлучателя 4, исключая площадь тени гиперболического контррефлектора 7, распределеиие поля с плоским фронтом, угол наклона которого к оси осесимметричной зеркальной антенны совпадает с углом наклона плоского фазового фронта волны параболического зеркала 1, а фазы волн, отралсенных от параболического зеркала I и параболического рефлектора 6 для каждого луча совпадают до целых длин волн. Б осесимметричной антенне по п.2 формулы изобретения энергия, принимаемая излучателями 8 первой проходной решетки О по линиям задержки 9 передается к излучателям 12, при этом на выходе формируется сходящийся фронт волны, энергия которой фокусируется на излучателях 13, на входе второй проходной решетки II. Далее по линиям задержки 9 энергия поступает в излучатели 13 на ее выходе и излучается на гиперболический контррефпектор 7-i При выбранном расположении эле ментов осесимметричной зеркальной антенны систематические ошибки амплитудно-фазового распределения поля в апертурах параболического зеркала 1 и параболического рефлектора 6 приводят к одинаковым флюктуациям угла и наклона фазового фронта в раскрыве осесимметричной зеркальной антенны, и результирующая ДН остается неизменной для отклоненных лучей в секторе обзора. Ограничение ширины сектора обзбра определяется степенью компенсации теневого эффекта для сильно отклоненных лучей. Относительное изменение напряженности поля за счет затенения для луча по оси составляет при выбранных соотношениях размеров

J 11375A84

элементов менее 0,01%, т.е. обеспе- кого зеркала 2,что позволяет повысить чивается практически полная компен- коэффициент использования апертуры и сация тейевого эффекта гиперболичес- коэффициент усиления для каждого луча.

ОСЕСИММЕТРИЧНАЯ ЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА, содержащая параболическое зеркало,- гиперболическое зеркало, имеющее центральное отверстие, облучатель, переизлучатель, диаметр апертуры которого равен диаметру гиперболического зеркала, расположенный за гиперболическим зеркалом, и устройство возбуждения переизлучателя, отличающаяся тем, ;что, с. целью повышения коэффици;ента усиления для каждого луча при формировании многолучевой диаграммы направленности, переизлучатель выiполней в виде параболического рефлектора и гиперболического контррефлек,тора, причем отношение диаметра к фокусному расстоянию параболического рефлектора равно отношению диаметра к фокусному расстоянию параболического зеркала, а диаметр параболического рефлектора равен диаметру гиперболического зеркала, устройiCTBo возбуждения переизлучателя выполнено в виде многоканальной диаграммоформирующей решетки с линиями задержки, причем центр апертуры многоканальной диаграммоформирующей решетки с линиями задержки совмещен с вершиной гиперболического зеркала,, а отношение ее диаметра к диаметру гиперболического зеркала равно отношению фокусных расстояний гиперболического и параболического зеркал. 2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что многоканальная . диаграммоформирующая решетка с линиями задержки выполнена в виде двух проходных решеток, при, зтом первая проходная решетка имеет внешнюю и внутреннюю сферические поверхности, причем центр сферы, образующей внешнюю сферическую поверхность, совмещен с геометрическим центром облучателя, а центр сферы, образующей внутреннюю сферическую поверхность первой проходной решетки, совпадает с геометрическим центром внешней пои верхности второй проходной решетки, на фокальной поверхности первой проходной решетки расположена внешняя поверхность второй проходной решетки, гОО СП 4; внутренняя поверхность которой совмещена с фокальной- поверхностью пе;реизлучателя, при этом в первой проходной решетке каждый излучатель, расположенный на внешней сферичес00 кой поверхности, соединен линией задержки с соответствующими излучателем, расположенным на ее внутренней сферической поверхности, а во второй проходной решетке линиями задержки соединена каждая пара излучателей, расположенньпс симметрично относительно оси осесш д4етричной зеркальной антенны.

10 /7

Фиг.