Антенна

(19) 5)5 Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНИ СПИ СТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1601673 (заявка М 4456971/24 - 0Н 01 С 1 19/19, пол.решение от 89 г.) -тип(57) Изобретение отно мирующим диаграммь сокой прямоугольность кий является упрощение кодержит регулярные се , А,. афрагмой, многомодов в ступенями, рупорнуюфазовый корректор. Це гается в результате в элементов для оптима рех мод излучения при циента отражения от вх выбираются решением тных уравнений. 1 ил,отоЕННА Изобретение относится к антнике и может быть использовано дных систем, формирующих диагнаправленности с высокой прямоугстью.Цель изобретения - упрощениерукции,На чертеже схематически изобрантенна.Антенна содержит аксиально-сричный амплитудно-фазовый коррексферической освещенной повер)ностфокусе которого размещен аксиальнметричный облучатель 2, выполненньде четырехмодового полого русоставленнбго из последовательноненных первой регулярной секции 3рагмы 4, второй регулярной секступенчатого модового трансформатрупорной секции 7.Антенна работает сле бРаспределение поля рально-симметричного об 2 ставляет собой суперпозицию четырех собственных волн, воЗбуждаемых собственной низшей несимметричной волной Н 11 первой регулярной секции 3 с помощью диафрагмы 4, второй регулярной секции 5, модового трансформатора 6 и рупорной секции 7. Геометрические параметры аксиально-симметричного облучателя таковы, что между полями волн Н 11, Е 11, Н 12, Е 12 обеспечиваются требуемые амплитудно-фазовые соотношения. Суперпозиция указанных типов волн такова, что на апертуре, формируется аксиально-симметричное распределение поля. Такой облучатель имеет аксиальносимметричную диаграмму. направленности, позволяющую сформировать на апертуре амплитудно-фазового корректора распределение поля, которое позволяет. в свою очЕредь, сформировать диаграмму направленности антенны с.высокой прямоугольностью. Коэффициент прямоугольности диаграммы направленности антенны (отношение значений ширины диаграммы найт антенраммы ольно- констэжен имметтор со ью 1, в о-симй ввипора, соеди- диафдующим она апертулучателя ом, кси- едК АВТОРСКОМУ СВ сится к антеннам, форнаправленности с выю, Целью изобретения нструкции. Антенна сокции, разделенные диый трансформатор со секцию и амплитудноль изобретения достиыбора размеров всех льного сложения четы- минимизации коэффиода антенны. Размеры системы трансценденправленности на уровне -10 и -3 дБ),не превышает 1,3.Положительный эффект достигается за счет того, что облучатель выполнен в виде 4-модового полого рупора, в котором отсутствуют центральный проводник, а также узлы закрепления этого проводника внутри рупора. В результате конструкция облучателя упрощается.Геометрические параметры антенны определяются следующим образом,Было установлено, что распределение поля на апертуре конечного размера, обеспечивающее формирование диаграммы направленности с максимальной прямоугольностью при сохранении низкого уровня бокового лепестка имеет вид0(г)=Л 1(1,19 2 лз 1 п Оо,5 у )(1 - В ) , (1) где Л 1 - лямбда-функция 1-го порядка;В - радиус апертуры амплитудно-фазового корректора;Л - длина волны в свободном пространстве;Й 1,5 - угловая полуширина диаграммы направленности по уровню половинной мощности;г - текущий радиус.Значение В выбирается из условия привязки второго нуля лямбда-функции, к краю а пертуры ам пл итуд но-фазового корректора, т.е. из уравненияЛ 1 (1,19 2 Лз 1 п ОО,5 у)= 0В(2) В уравнении (2) аргумент обязан быть равен второму нулю лямбда-функции, т.е.1,19 2 кз 1 п 90,5 у =/12(3)ВгдЕ 112 = 7,02.Из (3) следует выражение для вычисления радиуса апертуры амплитудно-фазового корректора (для заданного значения %,5)2 В 1,878З 9%,5(4)Было также установлено, что для формирования на апертуре амплитудно-фазового корректора распределения поля, вмаксимальной степени близкого к распределению поля 6(г), описываемому выражением (1), радиус апертуры 4-модового полого рупора необходимо вычислять следующим образом:жений (1) - (5) определяются параметры В и Ва.Радиус Во и длина 1 о диафрагмы, радиусВ 1 и Длина 1 оо втоРой РегУлЯРной секЦии, 5 радиусы В 2 - В 6 и длины 1 - 15 ступеней модового трансформатора и длина 16 рупорной секции определяются из системы трансцендентных уравнений: 10 айте е-А,:2,34,Я 11 И Ц 1 при минимизации коэффициента отражения основной волны от входаЯ 11 1 при фикси 11 рованных В 1, Ва, 16, где Я к 1 - элемент многомодовой матрицы рассеяния, характеризующий амплитуду К-й собственной волны на входе в рупорную секцию;1 = 2, 3, 4 - соответствует волнам Е 11, 20 Н 1 г, Е 1 г:И = Яьх(Ет,Нц,1 с 1 Я - норма 1-й собственной волны;Яах - площадь входного сечения рупорной секции; 25 Егк,Гг - поперечные составляющие электрического и магнитного полей К-й собственной волны;МороЯ" 3 =1,3; 30 = 1 М, К =2,4;1 с 1где 1 о - волновое число в свободном про странстве;ро- волновое сопротивление свободного пространства;ск - критическое волновое число К-йсобственной волны во входном сечении ру парной секции;Д",Д - фазовые постоянные 1-й собственной волны во входном и выходном сечениях рупорной секции; 45 % - .1 Щ 21 бЛ- набег фазы М-й собсто венной волны на рупорной секции на длине 16 А 2 = 0,36; АЗ = -0,14; А 4 = -0,22.Формула изобретения 50 Антенна, содержащая аксиально-симметричный амплитудно-фазовый корректор с сферической освещенной поверхностью, е фокусе которого размещен аксиально сим. метричный облучатель, радиус апертуры ко. 55 торого выбран из соотношенияВа/Л = 2,78 Ю 2 В, где В - радиус апертуры амплитудно-фазо. вого корректора;2 В/1 = 1,878/з 1 п 8,5;,1712992 Составитель А,Лысо Техред М. Моргентал орректор Л.Бескид актор Л,Веселов каз 539 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5. здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производств 1 - фокусное расстояние;А- длина волны в свободном пространстве;ОО 5 - угловая ширина диаграммы направленности антенны по половинной мощ-. ности, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, аксиально-симметричный облучатель выполнен в виде четы рехмодового полого рупора, составленного из последовательно соединенных первой регулярной секции, диафрагмы радиусом Йо и длиной о, второй регулярной секции радиусом В 1 и длиной , модового трансформатора со ступенями радиусов Я 2, Йз, Й 4, В 5, В 6 и длинами 1, 2, 3, 4, 5 и рупорной секции длиной б и радиусом раскрыва В, причем размеры определены из системы трансцендентных уравнений:к 1 ф" с"е -А ,=2 3 4: при минимизации коэффициента отражения основной волны от входа 311при фикси)ованных В 1, Ва, 6где Я1 - элемент многомодовой матрицы рассеяния, характеризующий амплитуду К-й собственной волны на входе в рупорную секцию; К = 2, 3, 4 - соответствует волнам Е 11, Н 12 Е 12М = ЯьхЕГ,Йт,с 3 - норма 1-й собственной волны; 5 Ях - площадь входного сечения рупорной секции;ЕгЙу- поперечные составляющие электрического и магнитного полей К-й собственной волны; В,рЩ, =1,3; кт1 ф-, 3( = 2,4;Кскгде 1 О - волновое число в свободном пространстве;ро - волновое сопротивление свободного пространства;ск - критическое волновое число 1-й собственной волны в входном сечении ру- . порной секции;Я",Д - фазовые постоянные К-й собственной волны в входном и выходном сече нии рупорной секции;% = , д(Е)с 2 - набег фазы М-й собственной волны на рупорной секции по длине б, А 2=036; Аз=-0,14; А 4=-022,