Сферична дзеркальна антена із ширококутовим скануванням

Сферична дзеркальна антена із ширококутовим скануванням, що складається зі сферичного дзеркала, яка відрізняється тим, що виконано на одному дзеркалі напівсферичний профіль з випромінювальною системою у вигляді синфазної 4-х елементної антенної решітки зрізаних конічних спіральних випромінювачів. (19) (21) u200706126 (22) 04.06.2007 (24) 25.03.2008 (46) 25.03.2008, Бюл.№ 6, 2008 рік (72) РЕДІН МАКСИМ ІГОРЕВИЧ, UA (73) СЕВАСТОПОЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) 3 - спрощення конструкції скануючої антенної системи на базі сферичного дзеркала; - одержання кругової поляризації; - підвищення поляризаційної чистоти поля випромінювання скануючої антеною системи; - значне зменшення затінення випромінювача основного дзеркала; - значне зменшення ефекту реакції дзеркала на випромінювач. Поставлена задача зважується в сферичній дзеркальній антені, що складається з головного сферичного рефлектора усіченої форми, що коректує допоміжного дзеркала спеціальної форми, рупорного віпромінювача з живильним хвилевідним трактом і обертовими зчленуваннями, двома кроковими електродвигунами, що відрізняється тим, що замість системи, що опромінює, з малого дзеркала і рупора використана 4-х елементна синфазна антенна решітка, що опромінює, з усічених конічних спіральних випромінювачів (КСВ), тим, що використано сферичне дзеркало напівсферичного профілю, а так само тим, що хвилевідний тракт з обертовими зчленуваннями замінений живильним гнучким коаксіальним кабелем, і тим, що всі металеві арматури й елементи кріплення хвилевідного тракту і його обертових зчленувань замінені на порожні радіопрозорі діелектричні штанги. Сферична дзеркальна антена із ширококутовим скануванням, що заявляється, працює в такий спосіб. У якості випромінювача сферичної дзеркальної антени із ширококутовим скануванням передбачуваного винаходу пропонується вибрати 4-х елементну синфазну антенну решітку з діапазонних усічених КСВ. У провіднику КСВ збуджується хвиля полючи Т 1, формуючи хвилю струму, що біжить, уздовж провідника спіралі, при цьому випромінюється поле кругової поляризації. АР розміщується своїми вхідними затисками в крапці параксіального фокуса на відстані R/2 від поверхні дзеркала (де R - радіус сферичного дзеркала). Для здійснення сканування в широкому секторі кутів АР переміщається по фокальній окружності, що проходить через крапку фокуса R/2. Поле АР фокусується дзеркалом, створюючи вузький промінь високої спрямованості. Особливістю передбачуваної корисної моделі є те, що сферична дзеркальна антена не має чіткого фокуса для усієї своєї поверхні, а тільки для невеликої ділянки рефлектора. Це приводить до появи квадратичних фазових помилок і розмивання променя антени, при розміщенні джерела сферичної хвилі, яким є рупорний випромінювач, у фокусі сферичного рефлектора. Для ефективної роботи сферичного дзеркала потрібно радіальне протяжне лінійне джерело, що буде компенсувати фазові помилки, внесені дзеркалом. Саме таким джерелом є спіральний випромінювач. 30945 4 Як відомо, КСВ не має яскраво виражений центр випромінювання, тобто має розмитий фазовий центр розбіжної хвилі. Іншими словами, КСВ володіє не сферичної фазовий ДС, а більше параболічної. При розміщенні КСВ на фокальній окружності сферичного дзеркала буде відбуватися компенсація фазових помилок, внесених дзеркалом. Що приведе до збільшення зони на поверхні дзеркала, що не вносить фазові помилки великих π/2, тобто її ефективному опроміненню. У результаті одержимо менший рівень бічних пелюстків, звузимо ДС, тим самим підвищимо спрямованість антени без збільшення розмірів самого сферичного дзеркала. Конструкція пропонованої АР з 4-х КСВ характеризується наступними параметрами і відносинами між ними (див. Фіг.1): відносна довжина витка спіралей 3 (0,7-1,4)·λ, де λ довжина хвилі, половинний кут при вершині конуса спіралі 3 (5°-20°), кількість витків 3-7, діаметр випромінюючого провідника (1/100-1/20)·λ, постійний відносний крок спіралі (1/15-1/5)·λ, відстань між спіралями в решітках λ0/2 (λ0 довжина хвилі на центральній частоті f 0). На Фіг.1 приведений ескіз сферичної дзеркальної антени із ширококутовим скануванням із 4-х елементною антенною решіткою 3, що опромінює і знаходиться на фокальній поверхні 2. Для збереження наочності КСВ зображені зі збільшенням у 4,5 рази, відхилені на кут сканування α, зроблений розріз у дзеркалі 7, показана уявлювана фокальна поверхня 2 з вирізкою. На Фіг.2, 3 зображені проекції АР, що опромінює: вид зверху - Фіг.2, вид збоку - Фіг.3. Економічний ефект від передбачуваної корисній моделі обумовлюється тим, що його технічна сутність забезпечує створення дешевої сферичної дзеркальної антени із ширококутовим скануванням, що має низький рівень бічних пелюстків, високий коефіцієнт спрямованої дії при досягненні високого коефіцієнта еліптичності не гірше 0,9 по осі антени у більш широкому діапазоні робочих частот Δf у порівнянні з устроємпрототипом. Економічний ефект досягається за рахунок: 1) можливості використання широкого діапазону частот; 2) високого стабільного коефіцієнта еліптичності в діапазоні частот, що дозволяє працювати з круговою поляризацією, що є необхідною умовою в сучасних засобах зв'язку; 3) конструктивної простоти, без застосування затінюючих допоміжного дзеркала і рупора, а також елементів хвилевідного тракту; 4) високої спрямованості при досягненні ширококутового сканування в секторі кутів α±45°. 5 30945 6