Антенная система

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - формирование излучения круговой поляризации и увеличение коэф. усиления за счет уменьшения паразитной поляризации излучения. Антенная система содержит облучатель 1 с осесимметричной поляризацией излучения, зеркало 2 и проводники 3. Для получения волны круговой поляризации после отражения поля облучателя 1 от зеркала 2 с проводниками 3 последние (независимо от формы зеркала 2) д. б. ориентированы так, чтобы их проекции на сферический фронт падающей волны составляли угол 45° с вектором Ё (т. е. являлись логарифмическими спиралями на сфере). Заданный дифференциальный сдвиг фазы между взаимно ортогональными поляризациями поля, отраженного от зеркала 2, обеспечивается выбором толщины проводников 3 и их расстоянием до зеркала 2. Для достижения цели поперечный размер проводников 3 выбран изменяющимся пропорционально расстоянию между ними. 1 ил. о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1427451

А1

ISu 4 Н 01 Я !5/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4070925/24-09 (22) 26.05.86 (46) 30.09.88. Бюл. № 36 (72) А. В. Шишлов, М. П. Волков, С. В. Ермолаев, В. А. Колобов и С. Т. Слепнев (53) 621.396.677.833.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1376150, кл. Н 01 Q 15/00, 1987. (54) АНТЕННАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — формирование излучения круговой поляризации и увеличение коэф. усиления за счет уменьшения паразитной поляризации излучения. Антенная система содержит облучатель 1 с осесимметричной поляризацией излучения, зеркало 2 и проводники 3. Для получения волны круговой поляризации после отражения поля облучателя 1 от зеркала 2 с проводниками 3 последние (независимо от формы зеркала 2) д. б. ориентированы так, чтобы их проекции на сферический фронт падающей волны составляли угол 45 с вектором Г (т. е. являлись логарифмическими спиралями на сфере). Заданный дифференциальный сдвиг фазы между взаимно ортогональными поляризациями поля, отраженного от зеркала 2, обеспечивается выбором толщины проводников 3 и их расстоянием до зеркала 2.

Для достижения цели поперечный размер проводников 3 выбран изменяющимся пропорционально расстоянию между ними. 1 ил.

1427451

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике.

Цель изобретения — формирование излучения круговой поляризации и увеличение коэффициента усиления за счет уменьшения паразитной поляризации излучения.

На чертеже представлена структурная схема антенной системы.

Антенная система содержит облучатель

1 с осесимметричной поляризацией излучения, зеркало 2, проводники 3.

Антенная система работает следующим образом:

Рассмотрим случай, когда поле облучателя с осесимметричной поляризацией излучения является сферической волной, а поверхность зеркала 2 с проводниками 3 (поляризатором) — сферой, центр которой совмещен с фазовым центром облучателя 1.

В этом случае проводники 3 являются логарифмическими спиралями на сфере, т. е. описываются уравнением где 8, р — — полярный относительно оси облучателя 1 и меридиональный углы сферической системы координат.

В каждой точке на сфере проводники 3 образуют угол 45 с вектором электрического поля облучателя 1.

Следовательно, при 90 или 270 дифференциал ьном сдвиге фазы (ДСФ) между взаимно ортогональными поляризациями поля, отраженного от зеркала 2, образуется лево- или правополяризованная волна.

Поскольку поверхность зеркала 2 не совпадает с поверхностью волнового фронта поля облучателя 1, то для обеспечения заданного преобразования поляризации форма проводников 3 должна быть выбрана иначе (угол между вектором Е и проводником 3 в каждой точке отличен от 45 ).

А именно, при использовании густой системы проводников 3 должен выбираться угол между вектором E и проекцией проводников 3 на фронт падающей волны, так как волна, у которой нет составляющей вектора Е, параллельной проводникам 3, проходит сквозь проводники 3 и отражается от поверхности зеркала 2, а волна, у которой вектор f не имеет составляющей, ортогональной проводникам 3, полностью отражается от них. Для получения волны круговой поляризации после отражения поля облучателя 1 от зеркала 2 с проводниками

3, последние (независио от формы зеркала 2) должны быть ориентированы так, чтобы их проекции на сферический фронт падающей волны составляли угол 45 с вектором Е (т. е. являлись логарифмическими спиралями на сфере). Заданный ДСФ обеспечивается выбором толщины проводников 3 и их расстояния до зеркала 2.

Рассмотренные проводники 3, являющиеся логарифмическими спиралями в проек20

55 ции на сферический фронт волны облучателя 1 с осесимметричной поляризацией излучения, в проекции на плоскость, ортогональную оси облучателя 1, также имеют вид спиралей. В случае длиннофокусной антенной системы, когда мал угловой размер зеркала 2, видимый из точки размещения облучателя с осесимметричной поляризацией излучения 1, поверхность фронта волны совпадает с плоскостью, ортогональной оси облучателя 1. В этом случае спирали на сферической поверхности волнового фронта и на указанной плоскости также совпадают, т. е. являются логарифмическими спиралями.

Сушественно наличие азимутального фазового набега при отражении рассматриваемой волны от зеркала 2 с проводниками 3, за счет которого фазовый фронт отраженной волны представляет собой винтовую поверхность с шагом, равным длине волны. Поэтому поверхность зеркала 2 выполнена в виде винтовой поверхности. Такая форма обеспечивает компенсацию возникающего азимутального фазового набега, связанного с изменением ориентации проводников 3 и вектора Е падающего поля.

Из условия функционирования устройства направление винтовой поверхности (правый винт или левый) совпадает с направлением вращения вектора поляризации отраженной волны.

Для повышения эффективности преобразования поляризации и достижения положительного эффекта поперечный размер проводников 3 выбран изменяющимся пропорционально расстоянию между ними. Такой выбор поперечного сечения проводников 3 обеспечивает малое (не более 3 — 5 ) отклонение ДСФ (от заданного 90 или 270 ) в указанных пределах изменения расстояния между проводниками 3. Такое значения ДСФ обеспечивают коэффициент эллиптичности поля 0,93 /r/й1, т. е. поляризация мало отличается от круговой. Уменьшение мощности излучения по основной поляризации, обусловленное таким r, не превышает 0,2%.

Так как расстояние между проводниками

3 увеличивается вследствие их расходи-мости, то необходимо при увеличении расстояния между соседними проводниками 3 до значения 0,3; — 0,5; ввести между ними дополнительные проводники 3, т. е. уменьшить расстояние между проводниками 3 вдвое. Следовательно, чтобы сохранить пропорциональность сечения проводников 3 расстоянию между ними, нужно также уменьшить поперечное сечение проводников 3 вдвое.

Таким образом, реализация изобретения позволяет создать антенную систему с круговой поляризацией излучаемого поля и за счет уменьшения паразитной поляризации поля добиться повышения коэффициента усиления.

1427451

Формула изобретения

Составитель A. Шишкин

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4858/49 Тираж 633 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Антенная система, содержащая облучатель с осесимметричной поляризацией излучения, зеркало и расположенные над его поверхностью проводники, выполненные криволинейными пересекающимися с интервалом между ними не более 0,5Х, где Х вЂ” рабочая длина волны, отличающаяся тем, что, с целью формирования излучения круговой поляризации и увеличения коэффициента "О усиления за счет уменьшения паразитной поляризации излучения, проводники расположены вдоль линии, проекции которых на плоскость, ортогональную оси облучателя, являются спиралями с центром на оси 15 облучателя, а ширина проводников выбрана увеличивающейся пропорционально расстоянию между ними, причем в областях, где расстояние между каждыми двумя соседними проводниками равно 0,5Х, ширина проводников уменьшена вдвое, а посередине между ними введен дополнительный проводник той же ширины и формы, кроме того, рабочая поверхность зеркала выполнена в виде одного витка винтовой поверхности, центр которого размещен на оси облучателя, а шаг P винтовой поверхности выбран из условия Р=Ц2созр, где p — угол между осью облучателя и осью винтовой поверхности, при этом направление винтовой поверхности совпадает с направлением вращения вектора поляризации поля, излучаемого антенной системой.