RU2620875C1 - Multibeam band dish antenna - Google Patents
Multibeam band dish antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620875C1 RU2620875C1 RU2016129028A RU2016129028A RU2620875C1 RU 2620875 C1 RU2620875 C1 RU 2620875C1 RU 2016129028 A RU2016129028 A RU 2016129028A RU 2016129028 A RU2016129028 A RU 2016129028A RU 2620875 C1 RU2620875 C1 RU 2620875C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- irradiators
- arc
- reflector
- ellipse
- plane
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
- H01Q19/18—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces
- H01Q19/19—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи через искусственные спутники Земли (ИСЗ), находящиеся на геостационарной орбите (ГСО) сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн, работающие одновременно в нескольких диапазонах частот.The invention is intended for use as part of radio engineering devices for television, broadcasting and radio communications through artificial Earth satellites (AES) located in the geostationary orbit (GSO) of the centimeter and millimeter wave ranges, operating simultaneously in several frequency ranges.
Известны многолучевые двухзеркальные тороидально-параболические антенны, состоящие из основного (большого) зеркала (рефлектора) в виде части параболического тора, вспомогательного (малого) зеркала (контррефлектора) в виде эллиптического тора, соосного рефлектору, и системы облучателей, расположенных на дуге окружности. Такие антенны позволяют формировать веерную диаграмму направленности (ДН) для одновременной радиосвязи с несколькими ИСЗ на ГСО. К недостаткам такой антенны относится пониженная ее эффективность при одновременном приеме нескольких диапазонов на один облучатель, вызванная потерями электромагнитной энергии в устройстве совмещения диапазонов частот.Multibeam two-mirror toroidal parabolic antennas are known, consisting of a main (large) mirror (reflector) in the form of a part of a parabolic torus, an auxiliary (small) mirror (counterreflector) in the form of an elliptical torus, coaxial to the reflector, and a system of irradiators located on an arc of a circle. Such antennas make it possible to form a fan radiation pattern (LH) for simultaneous radio communication with several satellites in the GSO. The disadvantages of such an antenna include its reduced efficiency while simultaneously receiving several ranges per irradiator, caused by the loss of electromagnetic energy in the device combining frequency ranges.
Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в качестве земных антенн спутниковых систем связи с ретрансляторами СВЧ диапазонов на геостационарной орбите (ГСО) для одновременной работы с несколькими ИСЗ связи, каждый из которых работает одновременно в нескольких диапазонах частот.The invention relates to the field of radio engineering and is intended for use as terrestrial antennas of satellite communication systems with microwave transmitters in the geostationary orbit (GSO) for simultaneous operation with several satellite communications, each of which operates simultaneously in multiple frequency ranges.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание многолучевой диапазонной зеркальной антенны повышенной эффективности. Антенна состоит из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, основного зеркала-рефлектора, имеющего в плоскости, ортогональной плоскости дуги окружности, форму параболы, и вспомогательного зеркала-контррефлектора, в виде соосного параболе эллипса, вогнутого в сторону рефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляет собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиус соответственно, дуга окружностей облучателей проходит через фокус эллипса, приближенного к рефлектору, при этом дополнительно установлены один или более облучателей на дуге облучателей, проходящей через фокус эллипса, удаленный от рефлектора.The technical result of the invention is the creation of a multi-beam band reflector antenna of increased efficiency. The antenna consists of a system of irradiators located on an arc of a circle, a main reflector mirror having in the plane orthogonal to the plane of a circular arc, a parabola shape, and an auxiliary counterreflector mirror, in the form of an ellipse coaxial parabola, concave towards the reflector, whose sections are in the arc plane of irradiators is a circle concentric to the arc of the irradiators and having a larger and smaller radius respectively, the arc of the irradiator circles passes through the focus of the ellipse, approximately at the same time, one or more irradiators are additionally installed on the irradiator arc passing through the focus of the ellipse remote from the reflector.
Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических комплексов земных станций спутниковой связи для ИСЗ на геостационарной орбите. Может быть использовано для передачи и приема телевидения, радиовещания и радиосвязи в ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонах.The invention is intended for use as part of the radio systems of earth stations of satellite communications for satellites in geostationary orbit. It can be used for transmission and reception of television, broadcasting and radio communications in the VHF, UHF and microwave ranges.
Известны двухзеркальные осесимметричные антенны с рефлектором в виде параболоида, контррефлетора в виде части эллипсоида, один из фокусов которого совпадает с фокусом параболоида, а во втором размещается облучатель (схема Грегори) [1]. Недостатком такой антенны является формирование одиночной диаграммы направленности.Known two-axis axisymmetric antennas with a reflector in the form of a paraboloid, a counterreflector in the form of part of an ellipsoid, one of the foci of which coincides with the focus of the paraboloid, and the second is the irradiator (Gregory scheme) [1]. The disadvantage of this antenna is the formation of a single radiation pattern.
Известны [2, 3] многолучевые двухзеркальные тороидально-параболические антенны для работы в широком секторе размещения ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО), состоящие из рефлектора в виде параболического тора, контррефлектора и системы облучателей, расположенных на дуге окружности. Данные антенны позволяют формировать веерную диаграмму направленности (ДН) для одновременной радиосвязи с несколькими ИСЗ на геостационарной орбите. К недостаткам такой антенны относится существенное понижение ее эффективности, вызванное фазовыми искажениями поля в одной из плоскостей раскрыва основного зеркала, близкими к квадратичным, из-за отличия формы рефлектора в этой плоскости от параболической.Known [2, 3] are multi-beam two-mirror toroidal-parabolic antennas for operation in a wide sector of satellite placement in the geostationary orbit (GSO), consisting of a reflector in the form of a parabolic torus, a counter-reflector and a system of irradiators located on an arc of a circle. These antennas make it possible to form a fan radiation pattern (DD) for simultaneous radio communication with several satellites in a geostationary orbit. The disadvantages of such an antenna include a significant decrease in its efficiency, caused by phase distortions of the field in one of the aperture planes of the main mirror, close to quadratic, due to the difference in the shape of the reflector in this plane from the parabolic.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности зеркальной антенны при сохранении веерных диаграмм направленности в двух или нескольких диапазонах частот.The technical result of the invention is to increase the efficiency of a mirror antenna while maintaining a fan radiation pattern in two or more frequency ranges.
Для этого предлагается диапазонная многолучевая двухзеркальная антенна, состоящая из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, основного зеркала-рефлектора, имеющего в плоскости, ортогональной плоскости дуги окружности, форму параболы, и вспомогательного зеркала-контррефлектора, в виде соосного параболе эллипса, вогнутого в сторону рефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиус соответственно, дуга окружностей облучателей проходит через фокус эллипса, приближенного к рефлектору, при этом дополнительно установлены один и более облучателей на дуге облучателей, проходящей через фокус контррефлектора, удаленный от рефлектора.For this, a multi-beam two-mirror antenna is proposed, consisting of a system of irradiators located on an arc of a circle, a main reflector mirror having a circular arc plane, orthogonal to the plane, a parabola shape, and an auxiliary counterreflector mirror, in the form of a coaxial ellipse parabola, concave to the side reflectors whose sections in the plane of the irradiator arc are circles concentric to the irradiator arc and having a larger and smaller radius, respectively, d ha circles irradiators passes through the focus of the ellipse that approximates the reflector, wherein the further set one or more illuminators irradiators arc passing through kontrreflektora focus remote from the reflector.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:
Фиг. 1 - многолучевая диапазонная зеркальная антенна, вид сбоку;FIG. 1 - multi-beam band mirror antenna, side view;
Фиг. 2 - многолучевая диапазонная зеркальная антенна, вид со стороны рефлектора, где:FIG. 2 - multi-beam band mirror antenna, view from the side of the reflector, where:
- рефлектор - 1;- reflector - 1;
- контррефлектор - 2;- counterreflector - 2;
- первичные облучатели - 3;- primary irradiators - 3;
- дуга окружности размещения вторичных облучателей - 4;- arc of a circle of placement of secondary irradiators - 4;
- дополнительные вторичные облучатели - 5;- additional secondary irradiators - 5;
- направленное излучение - 6;- directional radiation - 6;
- фокальная ось параболы - 7;- the focal axis of the parabola is 7;
- дуга окружности размещения первичных облучателей - 8;- arc of a circle of placement of primary irradiators - 8;
- веер парциальных диаграмм направленности антенны - 9.- a fan of partial antenna patterns - 9.
Диапазонная многолучевая зеркальная антенна по схеме Грегори с рефлекторм 1 в виде параболического тора с контррефлектором 2 в виде эллиптического тора (фиг. 1) с совпадающими фокальными осями образующих параболы и эллипса содержит первичный облучатель 3 и ему подобные в фокусах эллипса, наиболее близких к вершине рефлектора 1.The Gregory band multipath mirror antenna with a
При подключении к первичному облучателю 3 и ему подобным, размещаемым на дуге окружности размещения первичных облучателей 8, высокочастотного генератора первичный облучатель 3 излучает электромагнитное поле, в том числе в сторону верхнего и нижнего краев контррефлектора 2, которые в геометрооптическом смысле можно рассматривать в виде лучей. Отразившись от верхнего и нижнего краев контррефлектора 2, оба луча, как и все другие, пересекаются в фокусе эллипса, удаленном от рефлектора, совпадающем с местоположения фокуса параболы.When connected to a
Благодаря свойству сечения в виде эллипса расстояния от фокуса размещения первичного облучателя 3 до любой точки на поверхности эллипса и далее после отражения поля первичного облучателя 3 до второго фокуса, совпадающего с фокусом параболы, лучи поля первичного облучателя 3 после прохождения второго фокуса формируют сферическую волну.Due to the property of the cross section in the form of an ellipse, the distance from the focus of the placement of the
Первичные облучатели 3 располагаются в фокусе эллипса, поэтому благодаря прохождению через фокус параболы после отражения от контррефлектора 2 формируют в плоскости чертежа фиг. 1 направленное излучение 6, параллельное фокальной оси параболы 7.The
В то же время в плоскости чертежа фиг. 2 они формируют веер парциальных диаграмм направленности антенны 9.At the same time, in the plane of the drawing of FIG. 2 they form a fan of
Из-за размещения дополнительных вторичных облучателей 5 на дуге окружности размещения вторичных облучателей 4, проходящей через фокус эллипса контррефлектора 2, формируется в плоскости дуги окружности размещения вторичных облучателей 4 такой же веер парциальных диаграмм направленности антенны 9, как и от первичных облучателей 3, и каждая парциальная диаграмма направлена на свой ИСЗ. Поскольку первичные облучатели 3 являются основными и дополнительные вторичные облучатели 5 могут лежать на радиусах, общих для окружностей размещения вторичных облучателей 4 и окружности размещения первичных облучателей 8, лучи веера парциальных диаграмм направленности антенны 9 от первичных облучателей 3 и дополнительных вторичных облучателей 5 совпадают по направлению.Due to the placement of additional
Дополнительные вторичные облучатели 5 расположены на половине радиуса дуги окружности размещения вторичных облучателей 4, равного удвоенному фокусному расстоянию параболы рефлектора 1, а кроме этого расположены в фокусе параболы. Это приводит к созданию веера парциальных диаграмм направленности антенны 9 в плоскости дуги окружности размещения вторичных облучателей 4, концентрической с дугой окружности размещения первичных облучателей 8 и окружностями, образующим парболический и эллиптический торы. При размещении первичных облучателей 3 и дополнительных вторичных облучателей 5 на одном радиусе дуги окружности размещения вторичных облучателей 4 и дуги окружности размещения первичных облучателей 8 направления парциальных диаграмм от таких облучателей совпадают и направлены на один и тот же спутник. Это может быть использовано для одновременного приема от этого спутника двух различающихся диапазонов частот - одни диапазоны на первичные облучатели 3, а другие диапазоны на дополнительные вторичные облучатели 5.Additional
Для одновременной работы в двух диапазонах в известных антеннах используют общий для этих диапазонов облучатель в совокупности с устройством разделения диапазонов частот, вносящим дополнительные высокочастотные потери и снижающим коэффициент усиления и шумовую температуру антенны.For simultaneous operation in two ranges in known antennas, an irradiator common to these ranges is used in combination with a device for separating frequency ranges, introducing additional high-frequency losses and reducing the gain and noise temperature of the antenna.
В предлагаемой антенне разделение диапазонов частот осуществляется методом пространственного разделения на два облучателя, один из которых первичный 3, другой дополнительный вторичный 5, что повышает ее эффективность.In the proposed antenna, the separation of frequency ranges is carried out by the method of spatial separation into two feeds, one of which is primary 3, the other secondary secondary 5, which increases its efficiency.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. 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.1. Eisenberg G.Z., Yampolsky V.G., Tereshin O.N. VHF antennas. / Ed. G.Z. Eisenberg: In the 2nd part of Part 2 - M., Communication, 1977 .-- 288 pp., Ill.
2. Сомов A.M. Метод фрагментации для расчета шумовой температуры антенн. - М., Горячая линия - Телеком, 2009 г., с. 168-170.2. Somov A.M. Fragmentation method for calculating the noise temperature of antennas. - M., Hot line - Telecom, 2009, p. 168-170.
3. Фролов О.П., Вальд В.П. Зеркальные антенны для земных станций спутниковой связи. - М.: Горячая линия - Телеком, 2008. - 496 с.3. Frolov O.P., Wald V.P. Mirror antennas for satellite earth stations. - M .: Hot line - Telecom, 2008 .-- 496 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129028A RU2620875C1 (en) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Multibeam band dish antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129028A RU2620875C1 (en) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Multibeam band dish antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620875C1 true RU2620875C1 (en) | 2017-05-30 |
Family
ID=59032339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016129028A RU2620875C1 (en) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Multibeam band dish antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620875C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776724C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Multibeam multiband multimirror antenna with axisymmetric counter-reflectors |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828352A (en) * | 1971-08-09 | 1974-08-06 | Thomson Csf | Antenna system employing toroidal reflectors |
RU2173496C1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-09-10 | ВЕЙВФРОНТИЕР Ко., Лтд. | Mirror antenna |
RU2380802C1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-01-27 | Джи-хо Ан | Compact multibeam mirror antenna |
RU2446524C1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио | Multibeam double-reflector antenna for receiving signals from satellites on edge of visible geostationary orbit sector |
-
2016
- 2016-07-15 RU RU2016129028A patent/RU2620875C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3828352A (en) * | 1971-08-09 | 1974-08-06 | Thomson Csf | Antenna system employing toroidal reflectors |
RU2173496C1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-09-10 | ВЕЙВФРОНТИЕР Ко., Лтд. | Mirror antenna |
RU2380802C1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-01-27 | Джи-хо Ан | Compact multibeam mirror antenna |
RU2446524C1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио | Multibeam double-reflector antenna for receiving signals from satellites on edge of visible geostationary orbit sector |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776724C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Multibeam multiband multimirror antenna with axisymmetric counter-reflectors |
RU2776722C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Axisymmetric multi-band multi-beam multi-reflector antenna |
RU2776725C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Multibeam multiband multireflector antenna |
RU2798411C1 (en) * | 2022-04-07 | 2023-06-22 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Axisymmetric dual band antenna |
RU2798412C1 (en) * | 2022-04-07 | 2023-06-22 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Axisymmetric dual band antenna |
RU2805200C1 (en) * | 2023-01-18 | 2023-10-12 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) | Composite multi-beam mirror antenna |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3035444B1 (en) | Feed re-pointing technique for multiple shaped beams reflector antennas | |
US6774861B2 (en) | Dual band hybrid offset reflector antenna system | |
TW200826363A (en) | Antenna with shaped asymmetric main reflector and subreflector with asymmetric waveguide feed | |
US10566698B2 (en) | Multifocal phased array fed reflector antenna | |
US20050104794A1 (en) | Multi-band antenna system supporting multiple communication services | |
RU2620875C1 (en) | Multibeam band dish antenna | |
RU2664792C1 (en) | Multi-beam combined non-axisymmetric mirror antenna | |
JP2022539677A (en) | Imaging reflector antenna system and method | |
RU2627284C1 (en) | Multibeam combined mirror antenna | |
RU2776725C1 (en) | Multibeam multiband multireflector antenna | |
RU2776724C1 (en) | Multibeam multiband multimirror antenna with axisymmetric counter-reflectors | |
RU2673436C1 (en) | Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation | |
RU2598401C1 (en) | Multibeam double-reflector antenna with shifted focal axis | |
RU2556466C2 (en) | Multibeam hybrid mirror antenna | |
RU2664870C1 (en) | Non-inclined multiple multi-beam band double-reflector antenna | |
RU2664751C1 (en) | Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation | |
RU2776723C1 (en) | Axisymmetric multiband multimirror antenna | |
RU2798412C1 (en) | Axisymmetric dual band antenna | |
RU2776722C1 (en) | Axisymmetric multi-band multi-beam multi-reflector antenna | |
RU2798411C1 (en) | Axisymmetric dual band antenna | |
RU2598399C1 (en) | Multibeam double-reflector antenna with shifted focal axis | |
Manoochehri et al. | A new method for designing high efficiency multi feed multi beam reflector antennas | |
RU2811709C1 (en) | Single-ended multi-band multi-mirror antenna | |
RU2598402C1 (en) | Onboard multibeam double-reflector antenna with shifted focal axis | |
RU2821239C1 (en) | Dual-band antenna with ring focus and elliptical generatrix of counter-reflector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200716 |