Антенна Советский патент 1978 года по МПК H01Q15/00 

Изобретение относится к области антенмон техники и может быть использовано в ли«иях связи на СВЧ.

Известны д.вухзеркальные антенны с плоским излучающим раокрыво м и остранаправленным излучением.

Однако известные антенны обладают плохими электрически.ми характеристиками, что вызывается затенением плоскости раскрыва антенн вспомогательным зеркалом и элементами его крепления, крОМе того, наблюдается утечка части энергии облучателя непосредственно через плоскость раскрыва.

С целью создания антенны с отсутствием затенения излучаюш,его раскрыва на любых поляризациях поля в предлагаемой антенне осесимметричное основное зеркало (сплошное металлическое) и вспомогательное зеркало (слегка проарачное) выполняют в виде подобных частей двух конфокальных параболоидов в-ращения равного диаметра и питают их в центральной части источником с плоским волновым фронтом. Возникающая в промежутке .между зеркалами волна излучается затем в свободное пространство и в силу геометрии системы образует в раскрыве антен.ны плоский волновой фронт.

образованы вращением вокруг осп О - О симметрии антенны двух софокусных с совпадающей фокальной осью парабол с углом раствора 90°, т. е. они являются подобными частями двух конфокальных параболондов. Общ1п 1 фокус О параболондов описывает в нлоскости, «параллельной плоскости 3 раскрыва, фокальное кольцо с диаметром, равным диаметру раокрыва антенны, в результате чего диаметры обоих зеркал равны между собой. Фокальное расстояние параболы зеркальных поверхностей 1 и 2 соответственно равно /1 и /2, диаметр плоскости раскрыва 3 антенны равен 4/2, диаметр плоскости раскрыва 4 питающего источника 5 равен 4 (/2 - /i). Питают антенну источииком с плоским волновым фронтом с круглым раскрывом. На чертеже в качестве нсточника выбрана рупорно-параболнческая антенна, параболическая поверхность которой на днаЛ1етре в точках 6,6 плавно сопрягается с зеркальной поверхностью 1.

Приащип работы поясняется на основе законов геаметрической оптики.

Поле между двумя зеркальными noBCipXHOстямн распространяется по лучам, при этом из законов отражения от параболических поверхностей следует, что лучи, параллельные фокальной оси параболы, отражаются в направлении ее фокуса и наоборот. Ход лучей

в антеИне показан стрел.калт, гфедстаВлеиы крайние лучи от точек 6 и 6.

При построении антенны оказывается, что на зеркальную поверхность 2 агабегает плоская волгга с на1П|равле1И1ем распространения, иа-раллельиым оси сн.мметрии антеагны. Ни однн луч, расиростраияющийся между зеркальньгмн повврХ НОстЯ|МИ 1 и 2, не может достигнуть торцовой поверхности а11теи1ны 7. Зеркальная ловерхиость 2 .выиол1нена слегка И|розрач1ной {густая проволочная сетка, перфориравалпая оилоихная металлическая иоBepxiHOCTb, слегка металлизированный диэлектрик и т. п.). В этом случае через зеркальную иаверхность 2 в свободное пространство проникает зне1ргия электромагнитной волны, ра.сиростра1няющей1ся между зеркалами.

Пользуясь свойствами отражения от параболы, легко показать, что длина пути луча от плоскости раскрьша 4 источника с илоскИМ фазовым ф.ронтол до плоскости раскрыва 3 антенны равтга /г -f 2S (fs - /i), где 5 - номер soiHbi кольцевой поверх ности, а, б, в, ..., опра/ниченной параллельны.ми оси си1мметрии системы участжаМИ л)1:нии расдроетранения крайнего луча. Следовательно, фаза любого луча ,в пре(делах определенной зоны постоя1Нна. ЕхлИ проходящая через зеркальную поверхность 2 анергия электромапиитного поля образует в плоскостп раскрыва 3 а1нтенны си1нфаз|Ный плоский волновой фронт, то выбирают расстояние /2 - /i кратиьгм половине длины рабо:чей вол1ны Л, тогда фаза поля любого луча в плоокости раокрыва 4 /2 - - 5л. Распределение поля в пределах каждой зоны повторяет распределенИе в раскрыве облучающей его части питающей а1гген1ны.

Поскольку распространяющаяся .между зеркальпыми поверхностями волна не достнгает торцовой повер.х гасти /ь /2, вся ее энергия излучается через раскрыв в свободное пространство.

В предлагаемой антенне отсутствует затеноние излучающего раокрььва.

В aiHTCHHc возмож на регулировка амплитудного распределения в раскрыве путем, нанример, изменения г стоты проволочной сет ки, а следовательно, можно синтезировать

требуемую фор-му диаграммы направленности.

В аНте:т1ие отсутствуют лучи, .возвращающиеся в раскрыв 4 облучателя, поэто.му она должна иметь высокое согласование с питаЮЩ1ГМ волиоводоМ, если в качестве облучатели рупорлю-параболическая aiiTeinia или другое устройство с высоким собственным согласованием, кро.ме того, в ней отсутствуют элементы подстройки на ма.кспмум

уснлення ); герметизация ннутреииего объема с НО..МОП1ЫО сиениальных радио1прозрачных крьипек. Еслн зеркальная поверхность 2 выно.Шяется из слегка металлизированного диэ.гектрика, то ге1рметизация заложена в салюй

конструкции, а если зеркальная поверхность 2 имеет отверстия, то для герметизации может быть исиользована тонкая пленка, наклеНВаемая на его поверхность.

Фор м у л а изобретения

Антенна, выполненная в виде рупорно-параболнческого облучателя с круг.тым раскрывом, соиряжонны.м с осесиММетричным зеркалом, отличающаяся тем, что, с целью создания антсины без затенення излучающего раскрыва на любых поляризациях поля, повер.чноеть образоваага вращением вокруг оси симметрии, проходящей через це;нтр раскрыва облучателя, части параболы, фокальная ось которой смещв11а ,в сторону от оси симметрии и ограиичивает раскрыв зеркала, а коифокально зеркалу расположено слегка прозрачное зеркало равного диаметра с изломом .на осп си.мметр ™, причем разность фокусных расстоя1ИИ1 | образующих парабол кратма половине длииы рабочей волны.