RU2673436C1 - Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation - Google Patents
Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2673436C1 RU2673436C1 RU2017140172A RU2017140172A RU2673436C1 RU 2673436 C1 RU2673436 C1 RU 2673436C1 RU 2017140172 A RU2017140172 A RU 2017140172A RU 2017140172 A RU2017140172 A RU 2017140172A RU 2673436 C1 RU2673436 C1 RU 2673436C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arc
- reflector
- plane
- irradiators
- mirror
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнической области и предназначено к использованию в качестве земных антенн с ретрансляторами СВЧ диапазонов на геостационарной орбите (ГСО) для одновременной работы с несколькими искусственными спутниками Земли (ИСЗ), расположенными на наклонной части геостационарной орбиты.The invention relates to the radio engineering field and is intended for use as terrestrial antennas with microwave transmitters in the geostationary orbit (GSO) for simultaneous operation with several artificial Earth satellites (AES) located on the inclined part of the geostationary orbit.
Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических комплексов земных станций спутниковой связи для ИСЗ на наклонной части ГСО. Может быть использовано для передачи и приема телевидения, радиовещания и радиосвязи в ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонах. Известны ненаклонные многолучевые двухзеркальные тороидально-параболические антенны, состоящие из основного зеркала-рефлектора в виде части наклоненных параболического тора и вспомогательного зеркала-контррефлектора в виде части 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 наклонной части ГСО. К недостаткам такой антенны относится пониженная эффективность из-за экранирования части поверхности рефлектора контррефлектором и реакцией контррефлектора на облучатель, вызывающие потери электромагнитной энергии.The invention is intended for use in the composition of radio complexes of earth stations of satellite communications for satellites on the inclined part of the GSO. It can be used for transmission and reception of television, broadcasting and radio communications in the VHF, UHF and microwave ranges. Non-inclined multi-beam two-mirror toroidal parabolic antennas are known, consisting of a main reflector mirror in the form of a part of an inclined parabolic torus and an auxiliary counterreflector mirror in the form of a part of an elliptic 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 (DD) for simultaneous radio communication with several satellites on the inclined part of the GSO. The disadvantages of such an antenna include reduced efficiency due to the shielding of part of the reflector surface by a counter-reflector and the reaction of the counter-reflector to the irradiator, causing loss of electromagnetic energy.
Предлагается ненаклонная многолучевая двухзеркальная антенна вынесенного облучения повышенной эффективности. Антенна состоит из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, наклоненной под углом, равным углу наклона обслуживаемого сектора ГСО, 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 радиусы соответственно, а дуга окружности облучателей проходит через фокус эллипса, приближенный к рефлектору. Сечения рефлектора и контррефлектора при этом асимметричны относительно плоскости дуги размещения облучателей, наклоненных к фокальной оси общей для рефлектора и контррефлектора.A non-inclined multi-beam, two-mirror antenna of remote radiation of increased efficiency is proposed. The antenna consists of a system of irradiators located on an arc of a circle inclined at an angle equal to the angle of inclination of the serviced GSO sector, a main reflector mirror having in the plane orthogonal to the circular arc plane, a parabola shape and an auxiliary counterreflector mirror in the form of a coaxial ellipse concave parabola towards the reflector, the sections of which in the plane of the irradiator arc are circles, concentric to the irradiator arc and having larger and smaller radii in comparison with it, respectively And irradiators circumference arc passes through the focus of the ellipse, close to the reflector. The cross sections of the reflector and counterreflector are asymmetric with respect to the plane of the arc of placement of the irradiators, inclined to the focal axis common to the reflector and counterreflector.
Известны двухзеркальные осесимметричные антенны с параболоидным рефлектором, контррефлектором в виде части эллипсоида, один из фокусов которого совпадает с фокусом параболоида, а во втором фокусе размещается слабонаправленный облучатель (схема Грегори) [1]. Недостатком такой антенны является одиночная диаграмма направленности.Known two-axis axisymmetric antennas with a paraboloid reflector, a counter-reflector in the form of a part of an ellipsoid, one of the foci of which coincides with the focus of the paraboloid, and in the second focus is a weakly directed irradiator (Gregory scheme) [1]. The disadvantage of this antenna is a single radiation pattern.
Известны ненаклонные многолучевые двухзеркальные тороидально-параболические антенны для работы с ИСЗ связи, находящимися на наклонной части геостационарной орбиты (ГСО) [2]. Эти антенны формируют веерную диаграмму направленности (ДН) для одновременной работы с несколькими ИСЗ связи на наклонной части ГСО. К недостаткам такой антенны относится существенное понижение эффективности из-за затенения части рефлектора контррефлектором и реакцией поля, отраженного контррефлектором, на режим работы облучателя.Known non-inclined multi-beam two-mirror toroidal-parabolic antennas for working with satellite satellites located on the inclined part of the geostationary orbit (GSO) [2]. These antennas form a fan radiation pattern (LH) for simultaneous operation with several satellite communications on the inclined part of the GSO. The disadvantages of such an antenna include a significant decrease in efficiency due to the shadowing of part of the reflector by the counter-reflector and the reaction of the field reflected by the counter-reflector to the irradiator operation mode.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности ненаклонной двухзеркальной антенны при сохранении веерных диаграмм направленности.The technical result of the invention is to increase the efficiency of a non-inclined two-mirror antenna while maintaining a fan beam pattern.
Для этого предлагается ненаклонная многолучевая двухзеркальная антенна вынесенного облучения повышенной эффективности, состоящая из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, наклоненной под углом, равным углу наклона обслуживаемого сектора ГСО, основного зеркала-рефлектора, имеющего в плоскости, ортогональной плоскости дуги окружности, форму параболы и вспомогательного зеркала-контррефлектора в виде соосного параболе отрезка эллипса, вогнутого в сторону рефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с этой дугой больший и меньший радиусы соответственно, а дуга окружности облучателей проходит через фокус эллипса, приближенный к рефлектору, при этом сечения рефлектора и контррефлектора асимметричны относительно плоскости дуги размещения облучателей, наклоненных к фокальной оси рефлектора и контррефлектора.For this purpose, a non-inclined multi-beam, two-mirror remote radiation antenna of increased efficiency is proposed, consisting of a system of irradiators located on an arc of a circle inclined at an angle equal to the angle of inclination of the serviced GSO sector, a main reflector mirror having a plane in the plane orthogonal to the circular arc, the shape of a parabola and an auxiliary mirror-counterreflector in the form of a coaxial parabola of a segment of an ellipse concave towards the reflector, the sections of which in the plane of the irradiator arc appear they are circles concentric to the irradiator arc and having larger and smaller radii as compared with this arc, and the irradiator circle arc passes through the focus of the ellipse close to the reflector, while the sections of the reflector and counterreflector are asymmetric with respect to the plane of the arc of the irradiators inclined to the focal axis reflector and counterreflector.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:
Фиг. 1 - ненаклонная многолучевая двухзеркальная антенна вынесенного облучения, вид со стороны контррефлектора, где:FIG. 1 - non-inclined multi-beam two-mirror antenna of the exposed radiation, view from the side of the counter-reflector, where:
- рефлектор - 1;- reflector - 1;
- контррефлектор - 2;- counterreflector - 2;
- облучатели - 3;- irradiators - 3;
- вертикальная плоскость - 4;- vertical plane - 4;
- горизонтальная плоскость - 5;- horizontal plane - 5;
- наклонная ось - 6. Наклонная ось 6 ортогональна направлению на наклонный обслуживаемый участок ГСО и касательная к параболе в ее вершине в центре рефлектора 1;- inclined axis - 6. Inclined
- наклонная ось - 7. Наклонная ось 7 ортогональна оси 6;- inclined axis - 7. Inclined
- наклонная ось - 8. Наклонная ось 8 касательная параболе в ее вершине, параллельная оси 6, расположенная по оси 7 левее оси 6;- the inclined axis - 8. The
- наклонная ось - 9. Наклонная ось 9 касательная параболе в ее вершине, параллельная оси 6, расположенная по оси 7 правее оси 6;- inclined axis - 9. Inclined
- дуга размещения облучателей - 10;- an arc of placement of irradiators - 10;
- направления парциальных лучей антенны - 11;- directions of the partial rays of the antenna - 11;
- направление фокальной оси – 12;- the direction of the focal axis is 12;
- Фиг. 2 - сечение антенны плоскостью, проходящей через наклонную ось - 6 и центр окружности размещения облучателей 3, где- FIG. 2 - section of the antenna by a plane passing through the inclined axis - 6 and the center of the circumference of the
- 12 - фокальная ось сечения;- 12 - the focal axis of the section;
- Фиг. 3 - сечение антенны плоскостью, проходящей через наклонную ось - 9 и центр окружности размещения облучателей 3;- FIG. 3 - section of the antenna by a plane passing through the inclined axis - 9 and the center of the circumference of the location of the
- Фиг. 4 - сечение антенны плоскостью, проходящей через наклонную ось - 8 и центр окружности размещения облучателей 3;- FIG. 4 - section of the antenna by a plane passing through the inclined axis - 8 and the center of the circumference of the location of the
- Фиг. 5 - многолучевая ненаклонная двухзеркальная антенна вынесенного облучения, вид сечения плоскостью, ортогональной наклонной оси - 6, проходящей через наклонную ось - 7 и точку на фокальной оси параболоида, удаленную от его вершины на два фокусных расстояния.- FIG. 5 - multi-beam non-inclined two-mirror antenna of the exposed radiation, sectional view by a plane orthogonal to the inclined axis - 6, passing through the inclined axis - 7 and a point on the focal axis of the paraboloid, two focal distances from its vertex.
Ненаклонная многолучевая двузеркальная антенна вынесенного облучения по схеме Грегори с рефлектором 1 в виде наклоненного параболического тора с контррефлектором 2 в виде наклоненного эллиптического тора (фиг. 1) с совпадающими фокальными осями с образующими в виде несимметричных параболы и эллипса, содержит облучатель 3 и ему подобные в фокусах эллипса, наиболее близких к вершине рефлектора 1 и наклоненных к фокальной оси.Non-inclined multi-beam two-mirror antenna of the irradiated radiation according to the Gregory scheme with a
При подключении к облучателю 3 и ему подобным, наклоненным к фокальной оси и размещаемым на дуге размещения облучателей 10 высокочастотного генератора, облучатель 3 излучает электромагнитное поле в направлении центра контррефлектора 2 и в сторону его верхнего и нижнего краев, которое в геометрооптическом смысле можно рассматривать в виде лучей. После отражения от верхнего и нижнего краев контррефлектора 2 эти лучи, как и все другие, пересекаются в фокусе эллипса, удаленном от рефлектора 1, совпадающем с фокусом параболы (фиг. 2 и 5).When connected to the
Благодаря свойствам двухзеркальной схемы Грегори при этом формируется направленное излучение в виде сферической волны вдоль фокальной оси системы в этом сечении. В плоскости дуги размещения эта парциальная диаграмма направленности несколько расширена из-за фазовых искажений, вызванных отличием сечения рефлектора в этой плоскости от параболической.Due to the properties of the two-mirror Gregory scheme, directional radiation is formed in the form of a spherical wave along the focal axis of the system in this section. In the plane of the placement arc, this partial radiation pattern is somewhat expanded due to phase distortions caused by the difference in the cross-section of the reflector in this plane from the parabolic.
Аналогичное направленное излучение вдоль фокальных осей сечения - 12 формируется и в других поперечных сечениях (фиг. 3 и 4). Поскольку плоскость дуги окружности размещения облучателей - 10 наклонена, то и веер парциальных диаграмм направленности 11 антенны оказывается наклоненным в соответствии с наклоном участка ГСО. Предлагаемая антенна (фиг. 2, 3, 4) относится к антеннам с вынесенным облучением. Ценным свойством таких антенн является малая шумовая температура под малыми углами к горизонту [3, стр. 355], что имеет место при работе на наклонной части ГСО.A similar directional radiation along the focal axis of the section - 12 is formed in other cross sections (Fig. 3 and 4). Since the plane of the arc of the circumference of the location of the irradiators - 10 is inclined, the fan of the partial radiation patterns of the
В связи с тем, что сечение рефлектора и контррефлектора асимметричны относительно плоскости дуги размещения облучателей, наклоненных к фокальной оси, контррефлектор 2 и облучатели 3 вынесены из поля, отраженного рефлектором 1 в область его пониженной интенсивности, уменьшается затенение рефлектора, а также реакция зеркала на облучатель. Это повышает результирующий коэффициент использования поверхности, а также понижает ее шумовую температуру и повышает тем самым эффективность антенны при сохранении веерных диаграмм направленности.Due to the fact that the cross-section of the reflector and the counter-reflector are asymmetric with respect to the plane of the arc of the irradiators inclined to the focal axis, the
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 2 hours,
2. Сомов A.M. Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи. - М.: Горячая линия - Телеком, 2015. - 456 с.: с ил.2. Somov A.M. Propagation of radio waves and antennas of satellite communication systems. - M .: Hot line - Telecom, 2015 .-- 456 p.: With ill.
3. A.M. Сомов, Р.В. Кабетов. Проектирование антенно-фидерных устройств. Под ред. профессора A.M. Сомова - М.: Горячая линия - Телеком, 2015. - 500 с., с ил.3. A.M. Somov, R.V. Kabetov. Design of antenna-feeder devices. Ed. professors A.M. Somova - M.: Hot line - Telecom, 2015 .-- 500 p., With silt.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140172A RU2673436C1 (en) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140172A RU2673436C1 (en) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2673436C1 true RU2673436C1 (en) | 2018-11-26 |
Family
ID=64556534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017140172A RU2673436C1 (en) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2673436C1 (en) |
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 |
-
2017
- 2017-11-20 RU RU2017140172A patent/RU2673436C1/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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2380802C1 (en) | Compact multibeam mirror antenna | |
EP3035444B1 (en) | Feed re-pointing technique for multiple shaped beams reflector antennas | |
US10566698B2 (en) | Multifocal phased array fed reflector antenna | |
RU2673436C1 (en) | Non-inclined multibeam two-mirror antenna of irradiated radiation | |
RU2664792C1 (en) | Multi-beam combined non-axisymmetric mirror antenna | |
CN107069225B (en) | Cassegrain antenna feed source structure and Cassegrain antenna | |
RU2664870C1 (en) | Non-inclined multiple multi-beam band double-reflector antenna | |
RU2664751C1 (en) | Multi-beam range two-mirror antenna with irradiated radiation | |
WATANABE et al. | An offset spherical tri-reflector antenna | |
RU2556466C2 (en) | Multibeam hybrid mirror antenna | |
RU2598401C1 (en) | Multibeam double-reflector antenna with shifted focal axis | |
RU2620875C1 (en) | Multibeam band dish antenna | |
JPS603210A (en) | Antenna in common use for multi-frequency band | |
RU2627284C1 (en) | Multibeam combined mirror antenna | |
Manoochehri et al. | A new method for designing high efficiency multi feed multi beam reflector antennas | |
RU2776724C1 (en) | Multibeam multiband multimirror antenna with axisymmetric counter-reflectors | |
RU2776722C1 (en) | Axisymmetric multi-band multi-beam multi-reflector antenna | |
RU2776725C1 (en) | Multibeam multiband multireflector antenna | |
RU2776723C1 (en) | Axisymmetric multiband multimirror antenna | |
RU2598399C1 (en) | Multibeam double-reflector antenna with shifted focal axis | |
RU2598402C1 (en) | Onboard multibeam double-reflector antenna with shifted focal axis | |
RU2811709C1 (en) | Single-ended multi-band multi-mirror antenna | |
RU2805200C1 (en) | Composite multi-beam mirror antenna | |
RU2807497C1 (en) | Axisymmetric multi-band multi-beam multi-mirror antenna | |
RU2798412C1 (en) | Axisymmetric dual band antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201121 |