Антенная система

(51) 4 Н О 1 Я 15/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(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 толшины проводников 3 и их расстоянием до зеркала 2. Для достижения цели поперечный размер проводников 3 выбран изменяющимся пропорционально расстоянию между ними. 1 ил.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 дифференциальном 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 Е 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 Г 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, цтобы 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 проек 5 10 15 Существенно 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/г/й 1, т. е. поляризация мало отличается от круговой. Уменьшение мощности излучения по основной поляризации, обусловленное таким г, не превышает 0,2 О.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. 20 25 30 3540 45 50 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 совладает 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 спиралямиСоставитель Л. ШишкинРедактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л. ПилипенкоЗаказ 4858/49 Тираж 633 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-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 0,5 Х, где Х - 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 0,5 Х, 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 Р винтовой поверхности выбран из условия Р=Ц 2 созр, где р - угол между осью облучателя и осью винтовой поверхности, при этом направление винтовой поверхности совпадает с направлением вращения вектора поляризации поля, излучаемого антенной системой.