Облучатель зеркальной антенны с автосопровождением Советский патент 1991 года по МПК H01Q13/00 

И

С

Изобретение относится к антеннам и может быть использовано в качестве облучателя зеркальной антенны с автосопровождением Антенна выполнена в виде конического рупора и круглого голноводп который возбуждается прямоугольным волноводом через щель в стенке круглого волновода В круглом волноводе размещен фильтр типов колебаний в виде металлического кольца и дополнительный круглый волновод с поляризатором В коаксиальном объеме размещены радиальные штыри Режим передачи осуществляется дополнительным крупым волноводом а ре ним приема с эвтосопровождением обесп-чивг ется с помощью радиальных штырей }ч н тра колебаний, что о б с л о R -ш р г ° улучшение согласования и развяжи i ил

Изобретение относится к антенной технике СВЧ и может быть использовано в качестве облучателя антенн земных станций космической связи

Связные искусственные спут ики Земли (ИСЗ), выведенные на геостационарные и эллиптические орбиты подвержены движению, что приводит к вариациям их положения, видимого z земной станции (ЗС), и обусловливает изменение качественных показателей линии связи Движение ИСЗ должно отслеживаться антенной ЗС чтобы обеспечить поддержание уровней принимаемого и передаваемого сигналов в опоеде- ленных пределах, для чего используются различные системы наведения антенны ЗС на ИСЗ, в частности многомодовая моноимпульсная система.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многомодо- вый облучатель, обеспечивающий слежение за ИСЗ и содержащей рупор круглую волноводн ) ю секцию ф1 тьтр типов ,и и коаксиально-волнсаадныи Ра меры круглой волновод -юй секции браны такими, чтобы в ней могли распространяться зопны Ни и Erji Фильтр типов колебаний вы.о/.нен в виде i in ги метатлическэго копьца нанесем н j н ди злектошеский диск Размер:- брачы резонансными на раСючет частот- волну Нь фильтр отражав Полна Гги проходит через фильтр ТИПОР чолебач1чй Ггз существенного затухания, поскот ку ее г и ловые линии электрического поля перпендикулярны металлическому кольцу В пьа EOI выдетяегся коаксиально волнонод 1 .м переходом,амплитудные и фазов: « ООГИР- шенкя волн Ни и EOI используются для nni- сигнала ошибки, ггредр-i . угол прихода волны круговой по чриза i i Известный облучатель целесообразна использовать в приемных антенчзк так как обеспечение приемопередающг го режима

сопряжено со следующими трудностями: отсутствует поляризационная развязка волн приема и передачи; развязка трактов передачи и автосопровождения - низкая, (металлическое кольцо, резонансное в диапазоне приема, не является таковым в болеевысокочастотном диапазоне передачи; глубина нулей разностной диаграммы направленности (ДН) составляет примерно 40 дБ и именно этот участок разностной ДН используется для получения сигнала ошибки. Амплитуда волны Eoi в силу этого - незначительна, что обусловливает высокие требования к развязке трактов передачи и автосопровождение для данной конструкции облучателя); размеры круглой волноводной секции выбраны такими,что в диапазоне приема могут возбуждаться волны основного Ни и высшего Eoi типов, при распространении волны более высокочастотного диапазона передачи число типов колебаний, возбуждаемых в круглой волноводной секции, еще больше, что ведет к ухудшению согласования передающего тракта и искажению ДН облучателя в диапазоне передачи.

Цель изобретения - обеспечение приемопередающего режима работы облучателя, повышение развязки трактов передачи и автосопровождения, улучшение согласования передающего тракта.

На чертеже схематично показан облучатель.

Облучатель содержит рупор 1, круглые волноводы 2 и дополнительный круглый волновод 3, диэлектрический поляризатор 4, прямоугольный волновод 5, щель 6 в стенке круглового волновода 2, фильтр 7 типов колебаний, системы четырех радиальных штырей 8.

Концентрично расположенные круглые волноводы 2 и 3 образуют коаксиальный объем 9, размеры которого выбраны такими, что в диапазоне приема могут распространяться типы колебаний Ни и Н21. Диаметр дополнительного круглового волновода 3 выбирается из условия обеспечения одномодового режима работы в диапазоне передачи.

Возбуждение коаксиального объема 9 в диапазоне приема осуществляется перпендикулярно расположенным прямоугольным волноводом 5 через щель 6, прорезанную в стенке круглого волновода 2 под углом

0 arctg-2-f-5,

где а - радиус круглого волновода; Я - длина волны в волноводе. Фильтр 7 типов колебаний представляет собой тонкое металлическое кольцо на

диэлектрической шайбе. Размеры кольца выбраны резонансными в диапазоне приема и волна Ни отражается фильтром. Волна H2i, возбуждающаяся в коаксиальном

объеме 9 при отклонении продольной оси облучателя от направления на ИСЗ, проходит сквозь фильтр 7 без существенного затухания, так как силовые линии электрического поля ее перпендикулярны кольцу.

0 Выделение волны Н21 производится системой четырех радиальных штырей 8, введенных в коаксиальный объем 9 и питаемых попарно в противофазе, причем диаметрально противоположные штыри 8 синфаз5 ны. Штыри 8 расположены по периметру круглого волновода 2 через 90° на расстоянии А /4 от короткозамыкающей стенки волновода 2. Требуемые фазовые соотношения при возбуждении системы штырей 8

0 могут быть обеспечены, например, микро- полосковОй схемой питания.

Облучатель работает следующим образом.

Линейно поляризованная волна пере5 датчика поступает в дополнительный круглый волновод 3, диэлектрическим поляризатором 4 преобразуется в волну круговой поляризации и излучается рупором 1. Принимается рупором 1 волна круговой по0 ляризации противоположного вращения, возбуждает в коаксиальном объеме 9 только волну Нц при совпадении продольной оси облучателя с направлением на некоторый угол относительно направления на ИСЗ. по5 мимо волны Нц, в коаксиальном объеме 9 возбуждается волна Н21. Волна круговой поляризации Нц отражается фильтром 7 типов колебаний, щелью 6 преобразуется в волну линейной поляризации и по прямо0 угольному волноводу 5 поступает в приемный тракт. Волна Н21 проходит через фильтр 7 типов колебаний без существенного затухания и выделяется системой радиальных штырей 8. Амплитудные и фазовые соогно5 шения волн Ни и Н21 используются для получения сигнала ошибки, определяющего угол прихода волны круговой поляризации. По сравнению с известным предлагаемый облучатель обеспечивает приемопередающий режим работы, обладает

0 улучшенным согласованием передающего тракта за счет обеспечения одномодового режима работы внутреннего круглого волновода путем соответствующего выбора геометрических размеров. Тракты приема и

5 передачи пространственно разнесены, электромагнитные волны диапазона передачи, проникающие в коаксиальный объем, носят дифракционный характер, что обус- Лрвливает их незначительную амплитуду и,

следовательно, повышение развязки трактов автосопровождения, приема и передачи.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый облучатель обладает расширенными функциональными возможностями и улучшенными электрическими характеристиками.

Формула изобретения Облучатель зеркальной антенны с автосопровождением, содержащий конический рупор.-соосный с ним круглый волновод, возбуждаемый прямоугольным волноводом, перпендикулярным оси круглого волновода через щель в стенке круглого волновода, прорезанную под углом

0 агад2яа

180

5 где а - радиус круглого волновода;

А- длина волны,

фильтр типов колебаний в круглом волноводе в виде металлического кольца на диэлектрической шайбе, отличающийся тем,

0 что. с целью обеспечения приемопередающего режима работы, улучшения согласования в режиме передачи и повышения развязки трактов, передачи и автосопровождения, в него введены дополнительный круглый волновод с диэлектрическим поляризатором, расположенный внутри круглого волновода соосно с ним, и четыре радиальных штыря, расположенных диаметрально противоположно в объеме между стенками круглого волновода и дополнительного круглого волновода с разносом штырей в 90° между соседними по дуге окружности.

5

0