Антенная система Советский патент 1988 года по МПК H01Q15/00 

4 1чЭ

4

сл

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике.

Цель изобретения - формирование излучения круговой поляризации и увеличение . коэффициента усиления за счет уменьшения паразитной поляризации излучения.

На чертеже представлена структурная схема антенной системы.

Антенная система содержит облучатель 1 с осесимметричной поляризацией излучения, зеркало 2, проводники 3.

Антенная система работает следующим образом.Рассмотрим случай, когда поле облучателя с осесимметричной поляризацией излучения является сферической волной, а поверхность зеркала 2 с проводниками 3 (поляризатором) - сферой, центр которой совмещен с фазовым центром облучателя 1. В этом случае проводники 3 являются логарифмическими спиралями на сфере, т. е. описываются уравнением

где 0, ф - полярный относительно оси облучателя 1 и меридиональный углы сферической системы координат.

В каждой точке на сфере проводники 3 образуют угол 45° с вектором электрического поля облучателя 1.

Следовательно, при 90 или 270° дифференциальном сдвиге фазы (ДСФ) между взаимно ортогональными поляризациями поля, отраженного от зеркала 2, образуется лево- или правополяризованная волна.

Поскольку поверхность зеркала 2 не совпадает с поверхностью волнового фронта поля облучателя 1, то для обеспечения заданного преобразования поляризации форма проводников 3 должна выбрана иначе (угол между вектором Е и проводником 3 в каждой точке отличен от 45°). А именно, при использовании густой системы проводников 3 должен выбираться угол между вектором Е и проекцией проводников 3 на фронт падающей волны, так как , у которой нет составляющей вектора Е, параллельной проводникам 3, проходит сквозь проводники 3 и отражается от поверхн ти зеркала 2, а волна, у которой вектор Е не имеет составляющей, ортогональной проводникам 3, полностью отражается от них. Для получения волны круговой поляризации после отражения поля облучателя 1 от зеркала 2 с проводниками 3, последние (независио от формы зеркала 2) должны быть ориентированы так, чтобы их проекции на сферический фронт падающей волны составляли угол 45° с вектором Е (т. е. являлись логарифмическими спиралями на сфере). Заданный ДСФ обеспечивается выбором толщины проводников 3 и их расстояния до зеркала 2.

Рассмотренные проводники 3, являющие; ся логарифмическими спиралями в проекции на сферический фронт волны облучателя 1 с осесимметричной поляризацией излучения, в проекции на плоскость, ортогональную оси облучателя 1, также имеют

вид спиралей. В случае длиннофокусной антенной системы, когда мал угловой размер зеркала 2, видимый из точки размещения облучателя с осесимметричной поляризацией излучения 1, поверхность фронта волны совпадает с плоскостью, ортогональ0 ной оси облучателя 1. В этом случае спирали на сферической поверхности волнового фронта и на указанной плоскости также совпадают, т. е. являются логарифмическими спиралями.

Существенно наличие азимутального фазового набега при отражении рассматриваемой волны от зеркала 2 с проводниками 3, за счет которого фазовый , фронт отраженной волны представляет собой винто0 вую поверхность с щагом, равным длине волны. Поэтому поверхность зеркала 2 выполнена в виде винтовой поверхности. Такая форма обеспечивает компенсацию возникающего азимутального фазового набега, связанного с изменение ориентации проводников 3 и вектора Е падающего поля. Из условия функционирования устройства направление винтовой поверхности (правый винт или левый) совпадает с направлением вращения вектора поляризации отраженной

Q волны.

Для повыщения эффективности преобразования поляризации и достижения положительного эффекта поперечный размер проводников 3 выбран изменяющимся пропорционально расстоянию между ними. Такой

г выбор поперечного сечения проводников 3 обеспечивает малое (не более 3-5°) отклонение ДСФ (от заданного 90 или 270°) в указанных пределах изменения расстояния между проводниками 3. Такое значения ДСФ обеспечивают коэффициент эллиптичности

0 поля 0,93 /г/б1, т. е. поляризация мало отличается от круговой. Уменьщение мощности излучения по основной поляризации, обусловленное таким г, не превыщает 0,2%. Так как расстояние между проводниками

г 3 увеличивается вследствие их расходи-- мости, то необходимо при увеличении расстояния между соседними проводниками 3 до значения 0,3/-0,5/ ввести между ними дополнительные проводники 3, т. е. уменьшить расстояние между проводниками 3

Q вдвое. Следовательно, чтобы сохранить пропорциональность сечения проводников 3 расстоянию между ними, нужно также умень- щить поперечное сечение проводников 3 вдвое.

Таким образом, реализация изобретения

5 позволяет создать антенную систему с круговой поляризацией излучаемого поля и за счет уменьшения паразитной поляризации поля добиться повышения коэффициента усиления.

1427451

34

Формула изобретенияна увеличивающейся пропорционально расстоянию между ними, причем в областях,

Антенная система, содержащая облуча-где расстояние между каждыми двумя сотель с осесимметричной поляризацией излу-седними проводниками равно 0,5, ширина

чения, зеркало и расположенные над его проводников уменьшена вдвое, а посередиповерхностью проводники, выполненные кри-не между ними введен дополнительный

волинейными пересекающимися с интерва-проводник той же ширины и формы, кролом между ними не более 0,5Я,, где Я, - рабо-ме того, рабочая поверхность зеркала вычая длина волны, отличающаяся тем, что,полнена в виде одного витка винтов ой пос целью формирования излучения круговойверхности, центр которого размещен на оси

поляризации и увеличения коэффициента облучателя, а шаг Я винтовой поверхности

усиления за счет уменьшения паразитнойвыбран из условия ,/2cosp, где р - угол

поляризации излучения, проводники распо-между осью облучателя и осью винтовой

ложены вдоль линии, проекции которых наповерхности, при этом направление винтоплоскость, ортогональную оси облучателя,вой поверхности совпадает с направлением

являются спиралями с центром на оси вращения вектора поляризации поля, излуоблучателя, а ширина проводников выбра-чаемого антенной системой.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - формирование излучения круговой поляризации и увеличение коэф. усиления за счет уменьшения паразитной поляризации излучения. Антенная система содержит облучатель 1 с осесимметричной поляризацией излучения, зеркало 2 и проводники 3. Для получения волны круговой поляризации после отражения поля облучателя 1 от зеркала 2 с проводниками 3 последние (независимо от формы зеркала 2) д. б. ориентированы так, чтобы их проекции на сферический фронт падающей волны составляли угол 45° с вектором Ё (т. е. являлись логарифмическими спиралями на сфере). Заданный дифференциальный сдвиг фазы между взаимно ортогональными поляризациями поля, отраженного от зеркала 2, обеспечивается выбором толщины проводников 3 и их расстоянием до зеркала 2. Для достижения цели поперечный размер проводников 3 выбран изменяющимся пропорционально расстоянию между ними. 1 ил. о