27.10.2015
216.013.88e9

АНТЕННА С ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам для космических аппаратов (КА), функционирующих на орбите высотой от 400 км до 1000 км. Диаграмма направленности (ДН) таких антенн должна иметь максимум в направлениях ±(60°÷70°) и коэффициент эллиптичности (КЭ) не менее 0.4 в секторе углов от -70° до 70° от оси антенны. Техническим результатом является создание антенны (для КА) с возможностью максимального излучения электромагнитных волн с эллиптической поляризацией под углами ±(60°÷70°) от оси антенны. Антенна космического аппарата содержит отражатель, вспомогательное зеркало и расположенный соосно с ними излучатель в виде открытого конца круглого волновода диаметром d. Отражатель выполнен из нескольких соосных и примыкающих к друг другу металлических поверхностей усеченных конусов, при этом большее основание каждого предыдущего конуса является меньшим основанием каждого последующего конуса, а меньшее основание первого конуса образовано открытым концом круглого волновода, над которым на высоте h=d÷2.5d закреплено вспомогательное зеркало, выполненное в виде металлического диска диаметром d≤1.2d. При выполнении отражателя в виде трех соосных поверхностей усеченных конусов угол при основании первого конуса составляет 0°<β<15°, угол при основании второго конуса составляет 20°≤γ≤75°, а угол при основании третьего конуса составляет 1°≤α≤20°. При β=0°, когда отражатель состоит из 2-х конусов, углы при основании конусов находятся в следующих диапазонах 1°≤α≤5° и 40°≤γ≤50°. За счет предложенной многоконусной формы поверхности отражателя, а также размещения плоского вспомогательного зеркала над отражателем обеспечивается оптимальная ДН антенны с требуемым коэффициентом эллиптичности более 0.4 и с максимальным излучением в секторе углов ±(60°÷70°), что позволяет использовать эту антенну на космическом аппарате. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам для космических аппаратов (КА), функционирующих на орбите высотой от 400 км до 1000 км. Диаграмма направленности (ДН) таких антенн должна иметь максимум в направлениях ±(60°÷70°) и коэффициент эллиптичности (КЭ) не менее 0.4 в секторе углов от -70° до 70° от оси антенны.

Известны спиральные антенны фирмы RUAG (Aerospace Defence Teclmology) (http://wvm.raag.comyde/Space/Products/Satellite_Corrmiuniennas/xband_helix_antenna2) [1], имеющие максимум ДН в направлении ±60° с коэффициентом усиления в этом направлении не более 5 дБ и 3÷4 дБ в направлении ±70°, коэффициентом эллиптичности не менее 0.4. Графики угловой зависимости представлены на сайте Фимы RUAG по ссылке [1].

Недостатком таких антенн является недостаточный коэффициент усиления (КУ).

Известны волноводные рупорные антенны излучающие электромагнитные волны с эллиптической поляризацией, максимально излучающие по нормали, см., например, «Антенны УКВ». Под ред. Г.З. Айзенберга. В 2-х ч., 4.1. М., ″Связь″, 1977, с. 269-274 [2].

КУ этой антенны в направлениях ±(60°÷70°) от ее оси составляет менее 0 дБ, что неприемлемо для антенн КА.

Известны также антенны с излучателем в виде открытого конца цилиндрического волновода, установленного в коническом отражателе, снабженные вспомогательным параболическим зеркалом. Диаметр зеркала равен диаметру основания конуса отражателя. Угол при вершине конуса, определяет направление максимума ДН, см. «Распространение радиоволн», IВЦ «Видавництво «Полiтехнiка»», 2003. - Т. 1, «Антенные и частотно-избирательные устройства», с. 242, рис 2.109 [3].

Указанная антенна является наиболее близким аналогом и выбрана в качестве прототипа предложенного изобретения.

Недостатком [3] является невозможность реализации необходимого КУ излучения в направлениях до ±(60°÷70°) из-за существенного затенения указанной области вспомогательным зеркалом.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является создание антенны (для КА) с эллиптической поляризацией с максимумами излучения в направлениях ±(60°÷70°) и КЭ не менее 0.4 в секторе углов от -70° до 70° от оси антенны.

Решение указанной задачи обеспечивается тем, что в антенне космического аппарата, содержащей отражатель, вспомогательное зеркало и расположенный соосно с ними излучатель в виде открытого конца круглого волновода диаметром dB, согласно изобретению отражатель выполнен из нескольких соосных и примыкающих к друг другу металлических поверхностей усеченных конусов, при этом большее основание каждого предыдущего конуса является меньшим основанием каждого последующего конуса, а меньшее основание первого конуса образовано открытым концом круглого волновода, над которым на высоте h≤2.5dB закреплено вспомогательное зеркало, выполненное в виде металлического диска диаметром dЗ≤1.2dB. При выполнении отражателя в виде трех соосных поверхностей усеченных конусов угол при основании первого конуса составляет 0°≤β≤15°, угол при основании второго конуса составляет 20°≤γ≤75°, а угол при основании третьего конуса составляет 1°≤α≤20°. При β=0°, в когда отражатель состоит из 2-х конусов, углы при основании конусов находятся в следующих диапазонах 1°≤α≤5° и 40°≤γ≤50°.

Техническим результатом настоящего изобретения является то, что за счет предложенной многоконусной формы поверхности отражателя, а также размещения и формы вспомогательного зеркала обеспечивается расширение ДН антенны с максимальным излучением в направлении ±(60°÷70°) и КЭ более 0.4 в секторе углов от -70° до 70° относительно оси антенны.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:

на фиг. 1 показан общий вид антенны (с продольным разрезом); на фиг. 2 и 3 представлены угловые зависимости усиления и коэффициента эллиптичности предлагаемой антенны.

Позиции, показанные на фиг. 1, означают следующее:

антенна: 1 - излучатель; 2 - цилиндрический волновод; 3 - конический отражатель; 4 - вспомогательное зеркало; 5 - тонкостенная диэлектрическая трубка, которая является стойкой вспомогательного зеркала.

Предложенная антенна состоит из излучателя 1, выполненного в виде открытого конца цилиндрического волновода 2, диаметром - dB. Цилиндрический волновод 2 установлен в металлическом коническом отражателе 3, над которым расположено вспомогательное плоское зеркало 4, закрепленное посредством стойки в виде тонкостенной диэлектрической трубки 5. Зеркало 4 расположено симметрично и перпендикулярно относительно оси конического отражателя 3, который может быть выполнен в виде конической поверхности, образованной двумя усеченными конусами, или в виде конической поверхности, образованной тремя усеченными конусами (в первом случае β=0°, см. ниже). Вспомогательное зеркало 4 выполнено в виде металлического диска (с диаметром d3), расположенного симметрично на высоте h над излучателем 1 волновода 2.

В соответствии с настоящим изобретением, при наличии трех усеченных конусов величина h=dB÷2.5dB, а углы α1=α, α2=γ, α3=β, для которых необходимо выполнение условий 1°≤α≤20°, 20°≤γ≤75°, 0°≤β≤15°. При β=0° (2 усеченных конуса), 1°≤α≤5° и 40°≤γ≤50°.

В соответствии с настоящим изобретением работа антенны осуществляется следующим образом.

Электромагнитные волны с эллиптической поляризацией, излучаемые открытым концом круглого волновода, рассеиваются вспомогательным зеркалом главным образом в направлении отражателя, который переизлучает падающую на него волну таким образом, что в дальней зоне формируется широкоугольная круговая ДН с максимумами излучения в направлениях ±(60°÷70°) от оси устройства.

Угловые зависимости коэффициента усиления (КУ) и коэффициента эллиптичности антенны, представленные на фиг. 2 и 3, показаны для рабочей частоты 8.2 ГГц для отражающей поверхности из 3-х конусов и следующих конструктивных параметров: Dk=320 мм, диаметр основания 2-го конуса равен 102 мм, dЗ≤1.2dB. Из этих зависимостей следует, что КУ предложенной антенны с эллиптической поляризацией КАДЗЗ в направлениях ±(60°÷66°) равен 5.8-6.3 дБ, а в направлениях ±(67°÷70°) - 5.6-5 дБ, т.е. на (1.7÷1.5) дБ больше, чем у аналога, а коэффициент эллиптичности при этом не менее 0.4 в секторе углов от -70° до 70° относительно оси антенны.

Таким образом, многоконусная форма поверхности отражателя и размещение плоского вспомогательного зеркала над отражателем обеспечивают оптимальную ДН антенны с требуемым коэффициентом эллиптичности (более 0.4) и с максимальным излучением в секторе углов ±(60°÷70°), что позволяет использовать эту антенну на КА.

Литература

1. http://www.ruag.com/de/Space/Products/Satellite_Communication_Equipment/Antennas/xband_helix_antenna2.

2. «Антенны УКВ». Под ред. Г.З. Айзенберга. В 2-х ч., 4.1. М., ″Связь″, 1977, 384 с. с ил.

3. Микроволновые устройства телекоммуникационных систем/ М.З. Згуровский, М.Е. Ильченко, С.А. Кравчук и др.: В 2 т. - К.: IВЦ «Видавництво», «Полiтехнiка», 2003. - Т. 1: Распространение радиоволн. Антенные и частотно избирательные устройства. - 456 с.: ил.


АНТЕННА С ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
АНТЕННА С ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
АНТЕННА С ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 18.
20.02.2013
№216.012.28a6

Роторная система магнитоэлектрической машины

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высокооборотным электрическим машинам для турбогенераторных электрических установок небольшой мощности. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является получение запаса по прочности роторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475926
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.03.2013
№216.012.2efb

Двухчастотная электрическая машина

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным электрическим двигателям и поворотным трансформаторам. Задачей изобретения является возможность передачи электроэнергии от неподвижного источника к вращающемуся приемнику, например от вращающейся относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477558
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.09.2013
№216.012.6f09

Способ упрочнения пористой кальцийфосфатной керамики

Изобретение относится к композиционным материалам на основе кальцийфосфатной керамики с улучшенными прочностными характеристиками и может быть использовано для заполнения костных дефектов в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии. Для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494076
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.02.2015
№216.013.26f6

Торцевая электрическая машина (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве низкооборотного электродвигателя или генератора. Техническим результатом настоящего изобретения является получение низкооборотной торцевой электрической машины, обладающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541427
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.05.2015
№216.013.4e9a

Синхронный реактивный электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в специальных электроприводах в качестве низкооборотного электродвигателя. Технический результат - максимизация электромагнитного момента и электромагнитной мощности низкооборотного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551640
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.02.2016
№216.014.c364

Комплекс электрооборудования системы управления и защиты ядерных реакторов

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в системах управления и защиты (СУЗ) водо-водяных энергетических реакторов (ЯР). Согласно изобретению комплекс электрооборудования (КЭ) СУЗ выполнен в виде блоков функциональных подсистем (ФП), включая ФП исполнительной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574289
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.05.2016
№216.015.3bdf

Рама радиолокационной антенны космического аппарата

Изобретение относится к оборудованию, развертываемому снаружи космического аппарата (КА), и может быть использовано на КА дистанционного зондирования земной поверхности. Рама радиолокационной антенны (РЛА) КА выполнена в виде крыльев с шарнирно соединенными ложементами (2, 3, 4) и (6, 7, 8). На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583420
Дата охранного документа: 10.05.2016
27.05.2016
№216.015.42be

Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия с контролируемым выходом лекарственного средства для малоинвазивной хирургии

Изобретение относится к медицине, а именно малоинвазивной медицине. Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия для контролируемого выхода лекарственного средства включает растворение хитозана в кислотах, добавление лекарственного средства, окунание проволоки из никелида титана в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585576
Дата охранного документа: 27.05.2016
13.01.2017
№217.015.71fd

Способ получения керамики на основе октакальциевого фосфата

Группа изобретений относится к области изготовления керамических материалов для замещения дефектов костных тканей в области ортопедии, стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии, онкологии. Предлагается способ изготовления керамического материала фазового состава: 80-100 масс. %...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596504
Дата охранного документа: 10.09.2016
25.08.2017
№217.015.9fe0

Способ получения композиционного трехмерного каркаса для замещения костно-хрящевых дефектов

Изобретение относится к медицине и представляет собой способ получения композиционного трехмерного каркаса для замещения костно-хрящевых дефектов, включающий приготовление текучего гидрогеля, содержащего альгинат натрия и кальцийфосфатный наполнитель, нанесение гидрогеля на платформу,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606041
Дата охранного документа: 10.01.2017
Показаны записи 1-10 из 31.
10.03.2013
№216.012.2efb

Двухчастотная электрическая машина

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным электрическим двигателям и поворотным трансформаторам. Задачей изобретения является возможность передачи электроэнергии от неподвижного источника к вращающемуся приемнику, например от вращающейся относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477558
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.09.2013
№216.012.6f09

Способ упрочнения пористой кальцийфосфатной керамики

Изобретение относится к композиционным материалам на основе кальцийфосфатной керамики с улучшенными прочностными характеристиками и может быть использовано для заполнения костных дефектов в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии. Для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494076
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.02.2015
№216.013.26f6

Торцевая электрическая машина (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве низкооборотного электродвигателя или генератора. Техническим результатом настоящего изобретения является получение низкооборотной торцевой электрической машины, обладающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541427
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.05.2015
№216.013.4e9a

Синхронный реактивный электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в специальных электроприводах в качестве низкооборотного электродвигателя. Технический результат - максимизация электромагнитного момента и электромагнитной мощности низкооборотного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551640
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.02.2016
№216.014.c364

Комплекс электрооборудования системы управления и защиты ядерных реакторов

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в системах управления и защиты (СУЗ) водо-водяных энергетических реакторов (ЯР). Согласно изобретению комплекс электрооборудования (КЭ) СУЗ выполнен в виде блоков функциональных подсистем (ФП), включая ФП исполнительной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574289
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.05.2016
№216.015.3bdf

Рама радиолокационной антенны космического аппарата

Изобретение относится к оборудованию, развертываемому снаружи космического аппарата (КА), и может быть использовано на КА дистанционного зондирования земной поверхности. Рама радиолокационной антенны (РЛА) КА выполнена в виде крыльев с шарнирно соединенными ложементами (2, 3, 4) и (6, 7, 8). На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583420
Дата охранного документа: 10.05.2016
27.05.2016
№216.015.42be

Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия с контролируемым выходом лекарственного средства для малоинвазивной хирургии

Изобретение относится к медицине, а именно малоинвазивной медицине. Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия для контролируемого выхода лекарственного средства включает растворение хитозана в кислотах, добавление лекарственного средства, окунание проволоки из никелида титана в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585576
Дата охранного документа: 27.05.2016
13.01.2017
№217.015.71fd

Способ получения керамики на основе октакальциевого фосфата

Группа изобретений относится к области изготовления керамических материалов для замещения дефектов костных тканей в области ортопедии, стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии, онкологии. Предлагается способ изготовления керамического материала фазового состава: 80-100 масс. %...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596504
Дата охранного документа: 10.09.2016
25.08.2017
№217.015.9fe0

Способ получения композиционного трехмерного каркаса для замещения костно-хрящевых дефектов

Изобретение относится к медицине и представляет собой способ получения композиционного трехмерного каркаса для замещения костно-хрящевых дефектов, включающий приготовление текучего гидрогеля, содержащего альгинат натрия и кальцийфосфатный наполнитель, нанесение гидрогеля на платформу,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606041
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.cb36

Кольцевая щелевая антенна

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации, предъявляющих требования высокой степени электромагнитной совместимости конструктивных элементов системы, например, в малогабаритных космических аппаратах (КА). Решаемой задачей является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620126
Дата охранного документа: 23.05.2017

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД