Облучающее устройство апертурной антенны для конического моноимпульсного метода пеленгации
Изобретение относится к антеннам . Цель изобретения-увеличение усиления суммарной и разностной диаграмм направленности , увеличение крутизны пеленгационной характеристики, снижение уровня боковых лепестков, компенсация независимо от углового положения выбранного бокового лепестка суммарной диаграммы направленности антенны -достигается введением радиальных клинообразных ребер в коническом рупоре и диаграммо-образующей схемы из Пяти еолноводвых тройников. Зил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (503 Н 01 Q 25/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4781338/09 (22) 12.01.90 (46) 23.08.92. Бюл. 1Ф 31 (71) Центральный научно-исследовательский институт "Комета" (72) Н.А.Машинистовэ, О.В,Медокс, А.П.Садовников, В.Н;Соловьев и K,С.Щеглов (56) Покрас А,M. и др. Антенны земных станций спутниковой связи. — М.: Рисвязь, 1985, с. 55-52, (54} ОБЛУЧАНЗЩЕЕ УСТРОЙСТВО АПЕР, ТУРНОЙ- АНТЕННЫ ДЛЯ КОНИЧЕСКОГО
МОНОИМПУЛЬСНОГО МЕТОДА ПЕЛЕНГАЦИИ
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиолокационных станциях, в системах космической связи, в радиоастрономии, Известно облучающее устройство с коническим рупором, имеющим ровную внут- реннюю поверхность, и возбудителями двух ортогональных волн Н21.
Недостатком этого облучающего устройства является то, что оно не обеспечивает создания в рэскрыве апертурной антенны, оптимальных амплитудных характеристик и, кэк следствие, антенна имеет пониженные коэффициенты усиления по суммарной и рээностной диаграммам йэправленности (ДН), пониженную крутизну пеленгационной характеристики, повышенный уровень боковых лепестков, невозможность хорошей компенсации бокового лепестка суммарной ДН независимо от его углового положения, Цель изобретения — увеличение усиления суммарной и разностной ДН, увеличе5Ы 1756997А1 (57) Изобретение относится к антеннам
СфЧ. Цель изобретения - увеличение усиления суммарной и разностной диаграмм направленности. увеличение крутизны пеленгационной характеристики, снижение уровня боковых лепестков, компенсация независимо от углового положения выбранного бокового лепестка суммарной диаграммы направленности антенны — достигается введением радиальных клинообразных ребер в коническом рупоре и диаграммо-образующей схемы из пяти волноводных тройников.
3 ил. ние крутизны пеленгационной хара:; вЂ,еристики, снижение уровня боковых лепестков, компенсация независимо от углового положения выбранного бокового лепестка суммарной ДН антенны, в которой используется облучэющее устройство.
Указанная цель достигается тем, что в облучающее устройство, содержащее конический рупор, два возбудителя раэностнь.х типов волн, возбудитель суммарного типа волны, введены радиальные клинообразные ребра, расположенные на внутренней поверхности коническою рупора, высота которых в плоскости раскрывэ рупора составляет 0,15-0,25 диаметра раскрыва, первый возбудитель разностного типа волн выполненный в виде круглого волновода диаметром 1,22$
er0 боковой поверхности, центры которых расположены в одном сечении через 90, с четырьмя прямоугольными волноводами, отходящими от этих отверстий, с попарно
1756997
4 соединенными первым и вторым тройниками соседними волноводами, Е-плечи которых соединены третьим тройником, Е-плечо которого соединено с первым боковым плечом четвертого тройника, второй возбудитель разностного типа волны, выполненный в виде круглого волновода диаметра 0,77
il 2 — возбудитель двух ортогональных суммарных волн Н11; на фиг,3 — графики, поясняющие работу устройства. Облучающее устройство содержит конический рупор 1, два возбудителя разностных типов волн — первого возбудителя волны Но12, второго возбудителя волны Fo< 3, фазосдвигающую секцию 4, возбудитель суммарной волны Н11 5 и тройник, объединяющий разностные каналы б. Принцип работы облучающего устройства заключается в следующем . на раскрыв конического рупора облучающего устройства падает приходящая от апертуры антенны злектромагйитная волна и возбуждает в нем широкий спектр различных типов волн, иэ которого возбудителями разностных типов волн извлекаются осесимметричные волны Но1 и Eor, которые затем после необходимой фаэировки, обеспечивающей сдвиг фазы между ними 900, объединяются в один раэностный канал; возбудителем суммарного типа йзвлекается одна или две ортогональные волны Нц. Фазосдвигающая секция является необходимой частью конструкции облучающего устройства, если суммарный сигнал имеет круговую поляризацию; если облучающее устройство должно принимать сигнал линейной поляризации, она отсутствует. Конструкция предложенного облучающего устройства позволяет сформировать (2) (3) (4) Отдельно рассмотрим вопрос компенсации выбранного бокового лепестка суммарной ДН. Существуют схемы такой компенсации, которые реализуются за счет передачи части сигнала, принимаемого разностной ДН в суммарный канал. Фаза и амплитуда сигнала регулируются до наиболее полной компенсации суммарного сигнала,. принимаемого боковым лепестком суммарной ДН. Из соотношений (2), {3) видно, что ДН облучателя с волной Нд не имеет осевой симметрии, не будет иметь ее и разностная ДН антенны, в которой он используется. Это означает, что будут существовать угловые секторы, в которых сигнал, принимаемый разностной ДН будет 55 существенно ниже, и хорошую компенсацию бокового лепестка суммарной ДН осуществить не удается. Укаэанные недостатки подтверждены расчетами, Соотношения для расчета ДН апертурной антенны с облуосесимметричные суммарную и разностные ДН, обеспечить оптимальное освещение апертуры антенны и тем самым получить для нее оптимальные характеристики. 5 Приведем сравнительный анализ облучающего устройства с волнами Н2 и предлагаемого изобретения. Соотношения для расчета ДН волны Нд имеют следующий вид: 10 Д F1(01ф} Ip+Fg(0 у) l4 (1) где Š— вектор электрического поля; F q(0, p)=F q(U)sln2p; Е2(0, p)=F2(U)cas2qr; (ÄÄ) (ъ. У Ы .. Fg(u) — . (5) () где Yz(U) — функция Бесселя первого рода. второго порядка. и =- -stn0 kd k =-у2 л А — длина волны: d — диаметр раскрыва рупора; О, у — угловые координаты точки наблюдения, На фиг.3 представлены рассчитанные с помощью соотношений (1), (2) дН F (U), F (U) Иэ фиг.3 видно, что ДН, формируемые волной Нд не могут обеспечить одновременное освещение апертуры антенны по обоим компонентам электрического поля. Это приводит к недостаткам, указанным выше. 1756997 где г (и) = " : Г6 = (44) = — ю () "-(тэи) (9) : (30) Использование указанных осесймметричных типов волн в облучателе и радиальных ребер в раскрыве рупора позволяет йолучить оптимальное освещение апертуры 45 антенны, осесимметричную разнбст%ую ДН, повысить коэффициент усиления, йонизить уровень боковых лепестков и обеспечить возможность компенсации выбранного лепестка суммарной ДН. 50 Соотношение для расчета разностной ДН антенны имеет следующий вид () =+((1-а) (Uy+> (U)), (eg где Q — коэффициент, определяющий уро- 55 вень мощности на краю апертуры антенны, Я(о)Uï чающим устройством рассмотренного типа громоздки и поэтому не приводятся. Соотношения для расчета ДН волн Ео1, Нщ имеют следующий вид для fo>. E=Fa(V) l0; 5 F6 = (U) — "Я вЂ” )-; (6) () . + 1 для Но . E=F<(U) . t 1-() ДН Fa, г.4 дпя ОДНОГО И ТОГО жЕ раСКрЫВа рупора имеют различную ширину. Применение рупора с расположенными 35 на его внутренней поверхности радиальными клинообразными ребрами (фиг.1) позволило уменьшить эффективный размер раскрыва для волны Ео1, практически не изменить для Но1 и, как следствие, добиться 20 совпадения этих ДН, Проведенные расчеты показали, что высота ребер должна находиться в пределах 0,15-0,25 диаметра рас крйва рупора, Одновременно применение таких ребер позволяет получить одинако- 25 вые ДН для двух компонент электричеСкого поля волны Н11, что позволяет увеличить усиление суммарной ДН апертурной антенны и снизить ее боковые лепестки. Соотношения для расчета ДН обоих 0 компонент электрического поля волны Н11 имеют следующий вид: E=Fg(U)sin ф )0) Fg(U)cos p 7p, (8) Крутизна пеленгационной характеристики антенны расСчитывается по следующей формуле г,до Рвах Й где F)3 — максимальная величина F(U); 4 — коэффициент использования апертуры антенны для рззностной Д.Н.; ) — коэффициент использования апертуры антенны для суммарной Д.Н., Проведенные расчеты показали, что изобретение позволяет увеличить: Усиление суммарной ДН на 5";ь. Усиление разностной ДН на 22 Крутизну пеленгационной характеристики на-"7 . Снизить уровень боковых лепестков на "-2 дб. Формула изобретения Облучающее устройство апертурной антенны для конического моноимпульсного метода пеленгации, содержащее конический рупор, два возбудителя разностных типов волн, возбудитель суммарного типа волны. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения усиленйя суммарной и разностной диаграмм направленности, увеличения крутизны пеленгационной характеристики, снижения уровня боковых лепестков, компенсации независимо от углового положения выбранного бокового лепестка суммарной диаграммы направленности антенны, введены радиальные клинообразные ребра, расположенные на внутренней поверхности конического рупора, высота которых в плоскости раскрыва рупора составляет 0,15-0,25 диаметра раскрыва, первый возбудитель разностного типа вол-. ны выполненный в виде круглого волновода диаметром f,2?2 2 1756997 тройником, Н-плечо которого соединено с вторым боковым плечом четвертого тройника, возбудйтель суммарного канала, выполненный в виде круглого волновода диаметром 0,59il <ф< А с фазосдвигающей секцией и одною или двух ортогональных прямоугольных волноводов, соединенных с круглым волноводом, причем конический рупор, первый возбудитель раэностного типа волны, второй возбудитель разностйого 5 типа волны, возбудитель суммарного канала соединены последовательно и соосно, 1756997 ха юою Я град Составитель М. Суханов Редактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор М. Петрова Заказ 3094 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производстве н но-издател ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул; Гагарина, 101
