Линзовая антенна с круговой поляризацией Советский патент 1950 года по МПК H01Q15/02 

Предметом настоящего изобретения является антенна ультракоротких волн, состоящая из клетчатой линзы, рупора и излучателя с круговой поляризацией.

В некоторых случаях практики построения ультракоротковолновых излучателей бывает желательно получение направленного излучения при вращающейся по кругу поляризации излучаемого поля. Известные в настоящее время линзовые антенны ( кроме чисто диэлектрических) этому требованию не удовлетворяют. Диэлектрические линзы, обладают больщими потерями, тяжелы по весу и имеют другие недостатки.

Согласно изобретению, предлагается простая конструкция металлической ультракоротковолновой антенны, которая дает усиление вращающегося поля, создаваемого местным излучателем, выполненным, например, в виде спиральной антенны малой длины, установленной вдоль оси симметрии системы.

Конструкция описываемой антенны схематически изображена на фиг. I и 2. На фиг. 1 показана линзовая антенна с наиравленным излучением, а на фиг. 2 изображена та же антенна с ненаправленным излучением. В этом случае металлическая клетчатая линза выпол нена в виде кольца, в центре которого помещен излучатель с круговой поляризацией волн.

Антенна с наиравленным излучением состоит из металлической клетчатой линзы 1, рупора 2, волновода 3 и возбудителя враи1аюн1егося поля 4 (например, спиральной антенны).

Линза представляет собой набор взаимно-перпендикулярных металлических пластин определенного профиля, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга.

В том случае, когда от антенны требуется узкое направленное излучение лищь в одной плоскости, она может быть выполнена в виде набора взаимно-перпендикулярных прямоугольных пластин, расположенных друг от друга на расстоянии, меняющемся от центра к периферии по определенному закону. Принцип действия клетчатой металлической линзы состоит в следующем.

Как известно, точечный источник вращающегося по кругу электрического поля создает поле, характеризующееся наличием двух взаимно-перпендикулярных составляющих, сдвинутых но фазе на - -.

Указанный источник излучает сферическую волну, вследствие чего в каждой точке пространства дальней зоны имеется вертикальная и горизонтальная составляющие электрического ноля, сдвинутые но фазе на . Если на пути волны поставить обычную металлическую линзу из параллельных пластин эллиптического профиля, то на ее выходе образуется поверхность разных фаз для составляющей электрического поля, параллельной пластинам линзы. В то же время для составляющей поля, перпендикулярной пластинам, никакой «фокусировки создаваться не будет, так как фазовая скорость между пластинами для этой составляющей практически не отличается от скорости света. Идея устройства клетчатой металлической линзы заключается в создании в каждой точке линзы равных условий прохождения вертикальной и горизонтальной составляющих электрического поля. При этом на выходе линзы образуются две поверхности разных фаз, сдвинутых одна относительно другой на 90°.

Таким образом, на выходе клетчатой линзы сохраняются условия существования вращающегося поля и, кроме этого, получается усиление за счет создания плоской синфазной поверхности.

Профиль пластин и расстояние между ними для клетчатой линзы рассчитываются так же, как и для обычных металлических линз из параллельных пластин.

При создании линзовой антенны с ненаправленным излучением (фиг. 2) расстояние между горизонтальными дисками берется таким же, как и расстояние между вертикальными пластинами; при этом фазовая скорость для горизонтальной составляющей поля равна фазовой скорости между вертикальными пластинами для вертикальной составляющей электрического поля.

Таким образом, в любой точке линзы фазовые скорости распространения для вертикальной и горизонтальной составляющих поля равны, и если в фокусе линзы помещен источник, излучающий поляризованное по кругу или эллипсу электрическое поле, то и на выходе линзы ноле будет вращаться по кругу.

Предмет изобретения

1.Линзовая антенна с круговой поляризацией, отличающаяс я совокупным применением спиральной антенны в качестве излучателя и металлической клетчатой линзы в качестве направляющей системы.

2.Линзовая антенна по п. 1, отличающаяся тем, что металлическая клетчатая линза помещена в раскрыве рупора, возбуждаемого спиральной антенной с круговой поляризацией волн.

3.Линзовая антенна по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что клетчатая линза выполнена в виде кольца, в центре которого помещен излучатель с кр товой поляризацией волн.

,П