Осесимметричная двухзеркальная антенна Советский патент 1990 года по МПК H01Q19/18 

; Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в направленных системах связи СВЧ-диапазона.

Известна осесимметричная двухзеркальная антенна, содержащая рупорный облучатель, основное коническое зеркало, и размещенное в его полости вспомогательное зеркало.в виде поверхности вращения с параболической образующей.

. Однако эта осесянмметричная двухзеркапьная антенна обладает недостаточным коэффициентом использования поверхности раскрыва антенныо

Цель изобретения - увеличение коэффициента использования поверхности раскрыва антенны.

Дпя этого в осесимметричной двухзеркальной антенне, содержащей рупорный облучатель, основное коническое зеркало, и размещенное в его полости пг.помогательное зеркало в виде поверхности вращения с параболической образующей, параболическая образующая вспомогательного зеркала выполнена в виде отрезка параболы, обращенной вогнутой стороной к основному коническому зеркалу, с фокальной осью, перпендикулярной оси антенны, и фокусом, расположенным на ее оси, причем отрезок параболы ограничен точками ее пересечения с образующей основного конического зеркала и с осью антенны.

На чертеже изображена предлагаема осесимметричная двухзеркапьная антена в разрезе, общий ,,

Антенна содержит основное коническое зеркало 1,с углом при вершине, равным 90, вспомогательное зеркало 2, рупорный облучатель 3, расположенный перед раскрывом 4 антенны, и имеет ось 5 симметрии, фокальную ось 6, фазовый центр 7„

Осесимметричная двухзеркальная антенна работает следукщим образом

Сферическая волна, излучаемая рупорным облучателем 3, отражается вспомогательным зеркалом 2 на коническое зеркало I Отраженная вспомогательным зеркалом 2 сферическая волна в соответствии с законами геометрическрй оптики трансформируется в плоскую волну, распространяющуюся параллельно фокальной оси 6, ТоОо перпевдикулярно к оси 5 симметрии антенны. После падения на коническое зеркало 1 плоская волна отражается от него в направлении раскрыва 4 антенны.

Поскольку образующая конического зеркала 1 накпонена под углом 45 к оси 5, то при отражении от него плоская волна изменяет направление расцространения на 90°, В результате в раскрыве 4 антенны формируется волна с плоским фазовым фронтоМо

sl

W(l-bd)+d(l-d)+(l+d)

К

a

4(t+d) -йСНфй}

Из рассмотрения распространения лучей в предлагаемой антенне видно, что в ней происходит инверсия (перераспределение) первичной энергии поля облучателя в плоскости раскрыва. При этом наибольшая плотность энергии в поле излучения рупорного облучателя 3 СЛУЧИ, близкие к оси ан-/

теины) попадает на наибольшую по площади периферийную часть конического зеркала 1, что обеспечивает выравнивание амплитудного распределения поля в плоскости раскрыва 4 антенны и,

следовательно, обеспечивает увеличе- ние коэффициента использования поверхности раскрыва (КИП),

Увеличение КИП за счет инверсии лдля облучателя в плоскости раскры)Ва 4 предлагаемой антенны оценим

iследующим образом, В оптимальной двухзеркальной антенне с инверсией поля апертурный КИП Ъпределяется выражениемо

EIj

arcsin i+d

ОСЕШММЕТРИЧНАЯ ДВУХЗЕРКАЛЬ- НАЯ АНТЕННА, содержащая рудорный облучатель, основное коническое зеркаг ло и размещенное з гего полостн вспомогательное зеркапо в виде поверхности вращения с параболическойобразующей, отличайщаяся тем, что, с целью увеличения коэффи-' циента использования поверхности раскрыва антенны, параболическая рбразукщая вспомогательного зеркала выполнена в виде отрезка параболы, обращенной вогнутой стороной к основному коническому зеркалу, с фокальной осью, перпендикулярной оси антенны и фокусом, расположенным на ее оси, причем отрезок параболы ограничен точками ее пересечения с образующей основного конического зеркала и с осью антенныо

где dl , a X - координата

которой гфоизвольной точки в плоскости раскрыва 4, начиная с которой . равномерное, распределение спадает до нуля,к точке на раскрыве 4 с координатой х d « «

Для физически реализуемых распре-, делений амплитуд поля в раскруве ; значения параметров «С и d лежат в пределах et 0,6-0,9} d 0,25-0,67,

Расчет по вышеприведенной формуле для oL и 0,8 и d 0,43 (относительное затенение раскрыва вспомогательным зеркалом d/D 0,3, характерных для геометрии предлагаемой антенны дает значение Кд 0,88

Технико-эконокмчёская эффектив-. ность осЕсимметричной двухзеркальной антенны заключается в увеличении коэффициента использования поверхности раскрыва антенны.