Линзовая антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q15/08 

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам, используемым в радиоастрономии.

Известна линзовая антенна, содержащая сферическую линзу, выполненную в виде шара из однородного диэлектрика, окруженного по крайней мере одним концентрическим слоем диэлектрика (см. патент Японии № 27061, кл. 9813Д6, 1968). Недостатком антенны является невозможность обзора пространства из-за отсутствия сканирования.

Наиболее близким к заявляемому устройству является линзовая антенна, содержащая облучатель и полусферическую линзу из неоднородного диэлектрика, установленную с возможностью вращения (патент Японии Ms 18907, кл. 98 А 21. 1964). Выбираем ее в качестве прототипа.

Недостаток антенны-прототипа - малая эффективная апертура и возникновение аберраций при сканировании,

Цель изобретения - увеличение эффективной апертуры антенны и исключение аберраций при сканировании в пределах видимой небесной полусферы.

На чертеже представлена структурная схема линзовой антенны.

Линзовая антенна содержит облучатель 1, полусферическую линзу 2, выполненную из неоднородного диэлектрика и установленную с возможностью вращения, купольную линзу 3, выполненную в виде сферической оболочки из неоднородного диэлектрика, установленной концентрично с полусферической линзой. Дополнительно может быть введен рефлектор 4, установленный за теневой поверхностью полусферической линзы и жестко скрепленный с ней. Кроме того, внешняя поверхность ку(Л

С

XI

XJ

О

К)

польной линзы 3 быть покрыта радиопрозрачным водоотталкивающим материалом (на чертеже не показан).

Линзовая антенна работает следующим образом,

При выборе размеров купольной и полусферической линз и показателей преломления диэлектрика из приведенных в формуле изобретения соотношений плоская волна с фронтом FF1. подающая на внешнюю поверхность купольной линзы 3, будет сфокусирована в точке, где помеа ен облучатель 1 (приемник). При этом эффективная апертура линзовой антенны увеличивается в К раз,

АА где К г, Поскольку равенство электрисс,

ческих длин лучей FO и F АС сохраняется при сканировании полусферической линзы 2, обеспечивается уменьшение аберраций в фокусе антенны.

Для дополнительной фокусировки может быть использован рефлектор 4, масса которого может быть подобрана так, чтобы уравновесить полусферическую линзу.

Монтировка антенны может быть как азимутальной, так и экваториальной и должна обеспечивать возможность обзора всей видимой части небесной полусферы. Для защиты от климатических воздействий используется покрытие водоотталкивающим материалом.

Формула изобретения

1. Линзовал антенна, содержащая облучатель и полусферическую линзу, выполненную из неоднородного диэлектрика и установленную с возможностью вращения,

о j л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения эффективности апертуры антенны и исключения аберрации при сканировании в пределах видимой небесной полусферы, введена купольная линза, выполненная в форме сферической оболочки из неоднородного диэле рика, установленной концентрично с полусферической линзой, при этом показатели преломления диэлектрика и размеры полусферической и купольной линз выбраны из соотношения

m R/r-v(R/r)2-K2 + 15 + (R/r)2-()-(R/r-1)

где п и ш - коэффициенты преломления диэлектрика купольной линзы и полусферической линзы соответственно;

R - радиус внешней поверхности купольной линзы;

г - радиус внутренней поверхности купольной линзы и внешней поверхности полусферической линзы;

К - коэффициент увеличения апертуры, причем п обратно пропорционален радиусу сферической оболочки.

2.Антенна по п. 1.отличающаяся тем, что введен рефлектор, установленный за теневой поверхностью полусферической линзы и жестко скрепленный с ней.

3.Антенна поп.1,отличающаяся тем, что внешняя поверхность купольной линзы покрыта радиопрозрачным водоотталкивающим материалом.

Использование: антенная техника для радиоастрономии. Сущность изобретения: в линзовую антенну, содержащую полусферическую линзу, установленную с возможностью вращения, введена купольная линза в виде сферической оболочки из неоднородного диэлектрика, Размеры линз и показатели преломления диэлектрика выбраны так, чтобы обеспечить фокусировку в точке падающей плоской электромагнитной волны при сканировании в пределах видимой небесной полусферы. Для дополнительной фокусировки может быть использован рефлектор, установленный за теневой поверхностью полусферической линзы и жестко связанный с ней. Внешняя поверхность купольной линзы может быть покрыта радио- прозрачным водоотталкивающим материалом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.