RU2598401C1 - Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью - Google Patents
Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598401C1 RU2598401C1 RU2015115131/28A RU2015115131A RU2598401C1 RU 2598401 C1 RU2598401 C1 RU 2598401C1 RU 2015115131/28 A RU2015115131/28 A RU 2015115131/28A RU 2015115131 A RU2015115131 A RU 2015115131A RU 2598401 C1 RU2598401 C1 RU 2598401C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- plane
- arc
- mirror
- antenna
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи через искусственные спутники Земли (ИСЗ), находящиеся на геостационарной орбите (ГСО), в сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн. Заявленная многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью состоит из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, основного большого зеркала-рефлектора и вспомогательного малого зеркала-контррефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиус соответственно, при этом каждое из зеркал состоит из двух половин, симметричных относительно плоскости дуги облучателей, причем в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии рефлектора, каждая половина которого имеет форму монотонной части параболы со смещением фокальной оси относительно этой плоскости симметрии, каждая половина контррефлектора имеет форму части гиперболы, выпуклой в сторону рефлектора и расположенной так, что первые фокусы двух половин сечения гиперболы находятся на дуге размещения облучателей, а вторые фокусы совпадают с фокусами парабол, образующих половины основного зеркала рефлектора. Технический результат заключается в повышении эффективности антенны при снижении уровня кросс-поляризации и создании веерной диаграммы направленности. 2 ил.
Description
Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи через искусственные спутники Земли (ИСЗ), находящиеся на геостационарной орбите (ГСО), в сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн.
Известны [1, 4] многолучевые двухзеркальные тороидально-параболические антенны, состоящие из основного зеркала-рефлектора в виде части параболического тора, вспомогательного зеркала-контррефлектора и системы облучателей, расположенных на дуге окружности. Данные антенны позволяют формировать веерную диаграмму направленности (ДН) для одновременной радиосвязи с несколькими ИСЗ на ГСО. К недостаткам такой антенны относится ее пониженная эффективность, вызванная потерями электромагнитной энергии, отраженной основным зеркалом, вследствие ее попадания на контррефлектор, а также затенением части раскрыва рефлектора.
Известны [2, 3] двухзеркальные антенны со смещенной фокальной осью, в которых фокальная ось параболы является образующей основного зеркала и не совпадает с осью аксиальной симметрии антенны. Профили основного и вспомогательного зеркал в антеннах со смещенной фокальной осью получены путем вращения соответственно несимметричных вырезок параболы и гиперболы, относительно оси аксиальной симметрии так, что фокус параболы совмещен с первым фокусом гиперболы, а во втором фокусе гиперболы размещается облучатель. Недостатком данной антенны является однолучевой режим формирования диаграммы направленности. Целью изобретения является повышение эффективности антенны при снижении уровня кросс-поляризации и создание веерной диаграммы направленности.
Для этого предлагается многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью. Она состоит из решетки облучателей, расположенных на дуге окружности, основного зеркала-рефлектора и вспомогательного зеркала-контррефлектора. Сечения основного и вспомогательного зеркал в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге размещения облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиус соответственно. При этом каждое из зеркал состоит из двух половин, симметричных относительно плоскости дуги облучателей. В плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии рефлектора, каждая из его половин имеет форму монотонной части параболы со смещением фокальной оси относительно плоскости симметрии рефлектора и контррефлектора. Каждая половина контррефлектора в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии рефлектора, имеет форму части гиперболы, выпуклой в сторону рефлектора.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:
фиг. 1 - сечение многолучевой двухзеркальной антенны со смещенной фокальной осью плоскостью, проходящей через дугу размещения облучателей (плоскость симметрии);
фиг. 2 - сечение многолучевой двухзеркальной антенны со смещенной фокальной осью плоскостью, перпендикулярной плоскости симметрии антенны.
Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью (фиг. 1) содержит решетку облучателей 1, расположенных на дуге окружности 2, основного большого зеркала-рефлектора 3 и вспомогательного малого зеркала-контррефлектора 10. Сечения основного 3 и вспомогательного 10 зеркал в плоскости дуги облучателей 2 представляют собой окружности, концентричные дуге размещения облучателей 2 и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиус соответственно. При этом каждое из зеркал состоит из двух половин, симметричных относительно плоскости дуги размещения облучателей.
Рассматривается ситуация для центрального облучателя решетки облучателей 1 на дуге 2.
В плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии (фиг. 2), каждая половина рефлектора 3 представляет собой поверхность, образованную монотонной частью параболы, фокальная ось 5-5′ которой смещена относительно плоскости симметрии 6 путем параллельного переноса. Каждая половина контррефлектора 10 в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии контрефлектора, имеет форму части гиперболы 7, выпуклой в сторону рефлектора 3. При этом первый фокус 8 гиперболы 7 находится на дуге размещения облучателей 2, а второй фокус 9 находится на оси, равноудаленной от плоскости симметрии 6, аналогичной оси 5-5′, и совпадает с фокусом параболы 3 части (верхней на чертеже) сечения основного зеркала 3.
Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью работает следующим образом. Любой из решетки облучателей 1, расположенных на дуге 2, будучи подключенным к генератору высокочастотных электромагнитных колебаний (на чертежах не показан), является источником первичных электромагнитных волн. Эти волны поочередно отражаются сначала от контррефлектора 4, затем от рефлектора 3. В приближении геометрической оптики лучи, исходящие от облучателя 1 (на фиг. 2 показаны линиями со стрелками), после последовательных отражений от контррефлектора 10 и рефлектора 3 в силу их взаимного расположения, а также свойств кривых второго порядка (гиперболы и параболы) окажутся параллельны друг другу. При этом длины этих лучей от дуги облучателей 2 до плоскости раскрыва антенны 11 окажутся равны. Если при этом фазовый центр облучателя находится на дуге облучателей 2, то в раскрыве антенны 11 будет иметь место синфазное распределение поля, формирующее ДН с главным максимумом, лежащим в плоскости симметрии антенны. Благодаря геометрическим свойствам гиперболы 7 лучи главного лепестка ДН облучателя наибольшей интенсивности, после отражения от контррефлектора 10 попадают на центральную часть рефлектора 3, лучи же меньшей интенсивности попадут на края рефлектора 3. Так как длины пути лучей, попадающих в центр рефлектора 3, меньше, чем у лучей, попадающих на его края, то в раскрыве антенны будет формироваться амплитудное распределение поля, интенсивно спадающее к краям. Благодаря этому антенна будет иметь пониженный уровень боковых лепестков ДН и, как следствие, повышенную развязку между соседними лучами.
Поскольку половины рефлектора 3 смещены относительно плоскости симметрии, отраженное от них поле не будет попадать на контррефлектор 10. Следовательно, в предложенной антенне устранено затенение контррефлектором поля, отраженного от рефлектора, что дает повышение эффективности антенны.
Так как отраженные от симметричных половин контррефлектора 10 лучи направлены только в сторону соответствующих половин рефлектора 3, то после отражения от него на контррефлектор и тем более в облучатель они не попадают. Следовательно, в антенне отсутствует реакция отраженного от рефлектора поля на облучатель.
В антеннах с несимметричным рефлектором наводимые на нем токи имеют паразитные составляющие поля, ортогональные основной поляризации и приводящие к возникновению кросс-поляризованного излучения, ортогонального по поляризации основному. В предложенной антенне рефлектор 3 и контррефлектор 10 состоят из симметричных половин. Паразитные, ортогональные основным составляющие токов, наводимых на этих половинах, противонаправлены, будут компенсировать друг друга и соответствующее им поле излучения. В результате многолучевая антенна со смещенной фокальной осью будет иметь пониженный уровень кросс-поляризации.
При размещении одного облучателя из решетки облучателей 1 в другой позиции на дуге 2 (фиг. 1) сформируется ДН с главным лепестком, отклоненным в плоскости этой дуги. При размещении на дуге 2 нескольких облучателей сформируется веерная ДН с независимыми парциальными диаграммами, т.е. (лучами) по числу облучателей.
Таким образом, предложенная многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью обладает веерной ДН при повышенной общей эффективности и пониженном уровне кросс-поляризации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сомов A.M. Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи: Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2015. - 456 с.: ил.
2. Improvements in or relating to Microwave Aerials: Патент GB 973583: МПК H01Q 17/00; H01Q 19/10; H01Q 19/19. / I.L. Lee; Заявка GB 19620014057 от 11.04.1962 г.; Опубл. 28.10.1964 г.
3. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. / Под ред. Г.З. Айзенберга: В 2-х ч. Ч. 2. - М., Связь, 1977. - 288 с.: ил.
4. Фролов О.П., Вальд В.П. Зеркальные антенны для земных станций спутниковой связи. - М.: Горячая линия - Телеком, 2008. - 496 с.: ил.
Claims (1)
- Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью, состоящая из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, основного большого зеркала-рефлектора и вспомогательного малого зеркала-контррефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиус соответственно, отличающаяся тем, что каждое из зеркал состоит из двух половин, симметричных относительно плоскости дуги облучателей, причем в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии рефлектора, каждая половина которого имеет форму монотонной части параболы со смещением фокальной оси относительно этой плоскости симметрии, каждая половина контррефлектора имеет форму части гиперболы, выпуклой в сторону рефлектора и расположенной так, что первые фокусы двух половин сечения гиперболы находятся на дуге размещения облучателей, а вторые фокусы совпадают с фокусами парабол, образующих половины основного зеркала рефлектора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115131/28A RU2598401C1 (ru) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115131/28A RU2598401C1 (ru) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2598401C1 true RU2598401C1 (ru) | 2016-09-27 |
Family
ID=57018401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015115131/28A RU2598401C1 (ru) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2598401C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759918C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-11-18 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы |
RU2805200C1 (ru) * | 2023-01-18 | 2023-10-12 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Составная многолучевая зеркальная антенна |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828352A (en) * | 1971-08-09 | 1974-08-06 | Thomson Csf | Antenna system employing toroidal reflectors |
US4342036A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-27 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Multiple frequency band, multiple beam microwave antenna system |
JPS61200707A (ja) * | 1985-03-04 | 1986-09-05 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 複反射鏡アンテナ |
RU2173496C1 (ru) * | 2000-07-10 | 2001-09-10 | ВЕЙВФРОНТИЕР Ко., Лтд. | Зеркальная антенна |
RU2380802C1 (ru) * | 2008-11-17 | 2010-01-27 | Джи-хо Ан | Компактная многолучевая зеркальная антенна |
-
2015
- 2015-04-22 RU RU2015115131/28A patent/RU2598401C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828352A (en) * | 1971-08-09 | 1974-08-06 | Thomson Csf | Antenna system employing toroidal reflectors |
US4342036A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-27 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Multiple frequency band, multiple beam microwave antenna system |
JPS61200707A (ja) * | 1985-03-04 | 1986-09-05 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 複反射鏡アンテナ |
RU2173496C1 (ru) * | 2000-07-10 | 2001-09-10 | ВЕЙВФРОНТИЕР Ко., Лтд. | Зеркальная антенна |
RU2380802C1 (ru) * | 2008-11-17 | 2010-01-27 | Джи-хо Ан | Компактная многолучевая зеркальная антенна |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759918C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-11-18 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Конструкция неподвижного поляризационного зеркала двухзеркальной антенной системы |
RU2805200C1 (ru) * | 2023-01-18 | 2023-10-12 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Составная многолучевая зеркальная антенна |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10263342B2 (en) | Reflectarray antenna system | |
CN109075454B (zh) | 用在无线通信***中的带透镜的天线 | |
US7522116B2 (en) | Multibeam antenna | |
US10566698B2 (en) | Multifocal phased array fed reflector antenna | |
WO2006050369A2 (en) | Compensating structures and reflector antenna systems employing the same | |
JP2000216627A (ja) | 隣接した高利得アンテナ・ビ―ムを供給するコンパクト・オフセット・グレゴリオ型アンテナ装置 | |
Plastikov | A high-gain multibeam bifocal reflector antenna with 40° field of view for satellite ground station applications | |
JP2000216626A (ja) | 隣接した高利得アンテナ・ビ―ムを供給するコンパクト前方送り型二重反射器アンテナ装置 | |
JP2000216625A (ja) | 隣接した高利得アンテナ・ビ―ムを提供するコンパクト側方送り型二重反射器アンテナ装置 | |
RU2598401C1 (ru) | Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью | |
GB2559009A (en) | A frequency scanned array antenna | |
Manoochehri et al. | A new method for designing high efficiency multi feed multi beam reflector antennas | |
RU2598399C1 (ru) | Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью | |
EP1020949A2 (en) | A compact folded optics antenna system for providing adjacent, high gain antenna beams | |
RU2664792C1 (ru) | Многолучевая комбинированная неосесимметричная зеркальная антенна | |
RU2598402C1 (ru) | Бортовая многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью | |
RU2556466C2 (ru) | Многолучевая гибридная зеркальная антенна | |
CN107069225A (zh) | 一种卡赛格伦天线馈源结构及卡赛格伦天线 | |
RU2673436C1 (ru) | Ненаклонная многолучевая двухзеркальная антенна вынесенного излучения | |
RU2620875C1 (ru) | Многолучевая диапазонная зеркальная антенна | |
RU2598403C1 (ru) | Бортовая многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью | |
RU2664870C1 (ru) | Ненаклонная многолучевая диапазонная двухзеркальная антенна | |
RU2776724C1 (ru) | Многолучевая многодиапазонная многозеркальная антенна с осесимметричными контррефлекторами | |
RU2776725C1 (ru) | Многолучевая многодиапазонная многозеркальная антенна | |
RU2627284C1 (ru) | Многолучевая комбинированная зеркальная антенна |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200423 |