×
13.01.2017
217.015.7651

МНОГОЛУЧЕВАЯ ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА СО СМЕЩЕННОЙ ФОКАЛЬНОЙ ОСЬЮ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 основного и вспомогательного зеркал в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности. Каждое из зеркал состоит из двух половин, симметричных относительно плоскости дуги облучателей. В плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии, каждая половина рефлектора имеет форму параболы. Каждая половина контррефлектора имеет форму части эллипса, вогнутой в сторону рефлектора. Первые фокусы симметричных сечений эллипса находятся на дуге размещения облучателей, а вторые совпадают с фокусами параболы, соответствующей половине сечения основного зеркала. Технический результат изобретения - повышение эффективности антенны при снижении уровня кроссполяризации и сохранении веерной диаграммы направленности. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

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 пониженная ее эффективность, вызванная потерями электромагнитной энергии, отраженной основным зеркалом, вследствие затенения его контррефлектором.

Для устранения затенения контррефлектором поля, отраженного от рефлектора, а также реакции поля, отраженного контррефлектором на облучатель, тороидально-параболические антенны выполняются, как правило, по несимметричной схеме с вынесенным облучателем (типа «офсет»). Недостатком такой реализации является повышенный уровень кроссполяризации.

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 эллипса, расположенных по разные стороны от фокальной оси параболы относительно оси аксиальной симметрии так, что фокус параболы совмещен с первым фокусом эллипса, а второй фокус эллипса лежит на фокальной оси параболы. Недостатком данной антенны является однолучевой режим формирования диаграммы направленности.

Целью изобретения является повышение эффективности антенны при снижении уровня кроссполяризации и создание веерной диаграммы направленности.

Для этого предлагается многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью. Она состоит из системы 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 его половина имеет форму монотонной части параболы со смещением фокальной оси относительно плоскости симметрии. Каждая половина контррефлектора в этой же плоскости имеет форму части эллипса, вогнутой в сторону рефлектора и расположенной так, что первый фокус эллипса находится на дуге решетки облучателей, а второй совпадает с фокусом параболы, образующей основное зеркало.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:

- фиг. 1 - сечение многолучевой двухзеркальной антенны со смещенной фокальной осью плоскостью, проходящей через дугу облучателей;

- 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 систему облучателей 1, расположенных на дуге окружности 2, основного большого зеркала-рефлектора 3 и вспомогательного малого зеркала-контррефлектора 10. Сечения основного и вспомогательного зеркал 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 решетки облучателей.

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, имеет форму части эллипса 7, вогнутой в сторону рефлектора 3. При этом первый фокус 8 эллипса 7 находится на дуге размещения облучателей 2, а второй фокус 9 находится на фокальной оси 5-5′ и совпадает с фокусом параболы соответствующей части основного зеркала 3. Окружность 4 представляет собой геометрическое место точек размещения фокусов параболы, совмещенных со вторыми фокусами 9 эллипсов 7. Окружность 2 представляет собой геометрическое место точек размещения первых фокусов 8 эллипсов 7 и облучателей 1.

Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью работает следующим образом. Любой из 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 10, затем от рефлектора 3.

В приближении геометрической оптики лучи, исходящие от облучателя (на фиг. 2 показаны линиями со стрелками), после последовательных отражений от контррефлектора 4 и рефлектора 3 в силу их взаимного расположения, а также свойств кривых второго порядка (эллипса 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.

В силу геометрических свойств эллипса лучи, соответствующие максимуму главного лепестка ДН облучателя и имеющие наибольшую интенсивность, отражаясь от центральной части 6 контррефлектора 10, попадают на край рефлектора 3. Лучи, попадающие на периферию контррефлектора 10 и имеющую меньшую интенсивность, облучают среднюю часть рефлектора 3. Длина пути от облучателя 1 до края рефлектора 3 больше, чем до его средней части. Поэтому амплитудное распределение поля вдоль радиуса раскрыва антенны в сравнении с обычными двухзеркальными антеннами окажется более равномерным, что приведет к повышению коэффициента использования площади раскрыва антенны.

Поскольку половины рефлектора 3 смещены относительно плоскости симметрии, отраженное от них поле не попадает на контррефлектор 10. Следовательно, в предложенной антенне устранено затенение контррефлектором поля, отраженного от рефлектора, что дает повышение эффективности антенны.

Так как отраженные от контррефлектора 10 волны направлены только в сторону соответствующих половин рефлектора 3, то обратно в облучатель они не попадают. Следовательно, в антенне отсутствует реакция поля, отраженного контррефлектором 10 на облучатель 1.

В антеннах с несимметричным рефлектором наводимые на нем токи имеют паразитные ортогональные основной поляризации и приводящие к возникновению кросс-поляризованного излучения ортогонального основному. В предложенной антенне рефлектор 3 и контррефлектор 10 состоят из симметричных половин. Паразитные компоненты токов, наводимых на этих половинах, взаимно противонаправлены и создадут компенсирующие друг друга поля излучения. В результате многолучевая антенна со смещенной фокальной осью будет иметь пониженный уровень кроссполяризации.

При перемещении одного из системы облучателя 1 на другую позицию вдоль дуги 2 (фиг.1) главный лепесток ДН отклоняется в плоскости этой дуги. Если на дуге 2 разместить несколько облучателей, будет формироваться веерная ДН с независимыми парциальными диаграммами (лучами) по числу облучателей

Таким образом, предложенная многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью обладает веерной ДН при повышенной общей эффективности и пониженным уровнем кроссполяризации.

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.

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 размещения облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге размещения 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 аннтенны, каждая половина рефлектора имеет форму монотонной части параболы со смещением фокальной оси относительно плоскости симметрии антенны, каждая половина контррефлектора имеет форму части эллипса, вогнутой в сторону рефлектора и расположенной так, что первые фокусы симметричных сечений эллипса находятся на дуге размещения облучателей, а вторые совпадают с фокусами параболы, соответствующей половине сечения основного зеркала.
МНОГОЛУЧЕВАЯ ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА СО СМЕЩЕННОЙ ФОКАЛЬНОЙ ОСЬЮ
МНОГОЛУЧЕВАЯ ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА СО СМЕЩЕННОЙ ФОКАЛЬНОЙ ОСЬЮ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 41.
27.06.2013
№216.012.5248

Умножитель напряжения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования напряжения, и может быть использовано для питания различных устройств, где требуется высокое напряжение. Технический результат в обеспечении увеличения мощности в нагрузке. Для этого заявленное устройство состоит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486657
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.12.2013
№216.012.8a10

Способ измерения параметров сигналов исходящего канала базовой станции в сетях с временным разделением дуплексных каналов

Изобретение относится к области измерений в свободном пространстве параметров сигналов, излучаемых радиопередающими устройствами базовых станций в сетях связи с временным разделением дуплексных (входящего и исходящего) каналов. Технический результат изобретения - повышение точности измерений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501026
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.08.2014
№216.012.e6a6

Бортовая гибридная зеркальная антенна

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе искусственных спутников земли для радиосвязи и обеспечения зоны покрытия всей видимой поверхности земли в СВЧ диапазоне. Техническим результатом изобретения является создание бортовой гибридной зеркальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524839
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2014
№216.012.ea1e

Совмещенные антенны (варианты)

Изобретение относится к радиосвязи и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи в ВЧ- и ОВЧ-диапазонах. Технический результат - многократное использование пространства, занимаемого антенной, обеспечение ее работы в нескольких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525742
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.08.2014
№216.012.ee13

Антенна типа волновой канал

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи в ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонах. Техническим результатом изобретения является создание антенны повышенной направленности. Для этого предлагается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526766
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.10.2014
№216.012.fb99

Способ оказания инфокоммуникационных услуг

Изобретение относится к системе предоставления инфокоммуникационных услуг и может быть использовано для оказания услуг, обычно предоставляемых при помощи компьютера с выходом в сеть Интернет, через телевизор. Технический результат заключается в повышении быстродействия системы за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530255
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.02.2015
№216.013.2891

Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в передающих и ретранслирующих устройствах для линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей. Техническим результатом является уменьшение искажений, возникающих при усилении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541842
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2892

Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в передающих и ретранслирующих устройствах для линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией. Достигаемый технический результат - уменьшение искажений, возникающих при усилении сигнала. Устройство линейного усиления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541843
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2893

Способ декодирования кода-произведения с использованием упорядоченного по весу смежного класса векторов ошибок и устройство его реализующее

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении качества декодирования. Способ декодирования кода-произведения, в котором принятую демодулированную последовательность преобразуют в кодовые слова компонентных кодов, вычисляют расширенные синдромы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541844
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.07.2015
№216.013.615c

Многолучевая гибридная зеркальная антенна

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве бортовых антенн спутников связи на геостационарной орбите для обеспечения многолучевой зоны покрытия выделенной земной поверхности в СВЧ диапазоне частот. Техническим результатом изобретения является создание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556466
Дата охранного документа: 10.07.2015
Показаны записи 1-10 из 44.
27.06.2013
№216.012.5248

Умножитель напряжения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования напряжения, и может быть использовано для питания различных устройств, где требуется высокое напряжение. Технический результат в обеспечении увеличения мощности в нагрузке. Для этого заявленное устройство состоит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486657
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.12.2013
№216.012.8a10

Способ измерения параметров сигналов исходящего канала базовой станции в сетях с временным разделением дуплексных каналов

Изобретение относится к области измерений в свободном пространстве параметров сигналов, излучаемых радиопередающими устройствами базовых станций в сетях связи с временным разделением дуплексных (входящего и исходящего) каналов. Технический результат изобретения - повышение точности измерений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501026
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.08.2014
№216.012.e6a6

Бортовая гибридная зеркальная антенна

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе искусственных спутников земли для радиосвязи и обеспечения зоны покрытия всей видимой поверхности земли в СВЧ диапазоне. Техническим результатом изобретения является создание бортовой гибридной зеркальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524839
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2014
№216.012.ea1e

Совмещенные антенны (варианты)

Изобретение относится к радиосвязи и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи в ВЧ- и ОВЧ-диапазонах. Технический результат - многократное использование пространства, занимаемого антенной, обеспечение ее работы в нескольких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525742
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.08.2014
№216.012.ee13

Антенна типа волновой канал

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи в ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонах. Техническим результатом изобретения является создание антенны повышенной направленности. Для этого предлагается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526766
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.10.2014
№216.012.fb99

Способ оказания инфокоммуникационных услуг

Изобретение относится к системе предоставления инфокоммуникационных услуг и может быть использовано для оказания услуг, обычно предоставляемых при помощи компьютера с выходом в сеть Интернет, через телевизор. Технический результат заключается в повышении быстродействия системы за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530255
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.02.2015
№216.013.2891

Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в передающих и ретранслирующих устройствах для линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей. Техническим результатом является уменьшение искажений, возникающих при усилении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541842
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2892

Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в передающих и ретранслирующих устройствах для линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией. Достигаемый технический результат - уменьшение искажений, возникающих при усилении сигнала. Устройство линейного усиления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541843
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2893

Способ декодирования кода-произведения с использованием упорядоченного по весу смежного класса векторов ошибок и устройство его реализующее

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении качества декодирования. Способ декодирования кода-произведения, в котором принятую демодулированную последовательность преобразуют в кодовые слова компонентных кодов, вычисляют расширенные синдромы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541844
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.07.2015
№216.013.615c

Многолучевая гибридная зеркальная антенна

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве бортовых антенн спутников связи на геостационарной орбите для обеспечения многолучевой зоны покрытия выделенной земной поверхности в СВЧ диапазоне частот. Техническим результатом изобретения является создание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556466
Дата охранного документа: 10.07.2015
+ добавить свой РИД