Антенна эллиптической поляризации

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 504 НО ТЕНИЯ АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТ ОсудАРстненный номитет сссРпо делАм изОБРетений и ОтнРытий ОПИСАНИЕ ИЗ(54) АНТЕННА ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ(57) Изобретение обеспечивает расширение,диаграммы направленности. Диэлектрическая линза (ДП) 1, расположенная на металлическом экране 3, выполнена в виде шарового элемента высотой 0,25а 1 .0,3 Ъ и диаметром1,4 %1 3иэ диэлектрика сдиэлектрической проницаемостью 2ЕС 4. Вдоль оси симметрии ДЛ 1 выполнен цилиндрический канал (ЦК) 2 диаметром 0,53 сд 0,773. В ЦК 2 располагается первичный излучатель эллиптической поляризации (ПИЭП) 4. Прииспользовании в качестве ПИЭП 4 плоской архимедовой спирали или турникетного полуволнового вибраторного излучателя он располагается в верхнейчасти ЦК 2, В результате распространения волн вдоль ЦК 2 и внутри ДЛотражения от металлического экрана 3и преломления на границе ЦК 2 и ДЛ 1Формируются три волныВ дальней зоне эти три компоненты поля складываются, причем. уровень излучения в боковых направлениях увеличивается засчет действия ДЛ 1. При использовании в качестве ПИЭП 4 открытого конца круглого волноводаили крестообразной полуволновой щели он располагается внутри ЦК 2, 1 ил.Изобретение относится к радиотех- рическую волну в боковом направлениинике, а именно к антенно-фидерным к оси диэлектрической линзы 1.устройствам преимущественно для ле- Втекающая волна, распространяютательных аппаратов, щаяся в самом цилиндрическом канаЦель изобретения - расширение диа ле 2 по направлению к металличесграммы направленности (ДН). кому экрану 3, отражается от него иНа чертеже приведена конструкция далее распространяется по направлеантенны эллиптической поляризации, нию от экрана, причем снова частьАнтенна эллиптической поляриза- ее энергии вытекает в окружающийОции состоит из диэлектрическои лин- диэлектрик 1. В диэлектрике втекаюзы 1 с цилиндрическим каналом 2, щая волна падает на внешнюю граниметаллического экрана 3 и первичного цу диэлектрической линзы 1, преломизлучателя 4 эллиптической поляриза- ляется на ней и далее развертыва"ции. ется в сФерическую волну в боковом5нАнтенна эллиптическои поляризации направлении к оси дизлектрическоиработает следующим образом, линзы11 ри использовании в качестве перВ дальней зоне все три компоненвичного излучателя 4 эллиптическойты поля складываются, причем уровеньполяризации плоской архимедовой спиэО излучения в боковых направленияхрали или турникетного полуволноувеличивается за счет действия диэлеквого вибраторного излучателя излутрической линзы 1, что приводит кчатель располагается в верхней часрасширению ДН.ти цилиндрического канала 2 диэлекПри использовании в качестве пертрической линзы 1. В этом случаеизлучение в направлении от экранаца круглого волновода или крестообпроисходит таким же образом, как иразной полуволновой щели первичный излинзы олучатель 4 располагается внутри циВ нап авлении к экрану 3 первич- линдрического канала 2 и возбуждаетный излучатель 4 возбуждает в ци в поспеднем вытекающую волну, которуюлиндрическом канале 2 вытекающую можно представить как набор плоскихволну, которую можно представить волн, распространяющихся внутри цикак набор плоских волн, распространя- линдрического канала 2 вследствие отющихся внутри цилиндрического кана- ражения от его границ. Распространя-ла 2 вследствие отражения от его З 5 ясь вдоль цилиндрического канала 2,границ. Распространяясь вдоль цилинд- набор плоских волн, кроме отражениярического канала 2 по направлению испытывает также и преломление, нак металлическому экрану 3, набор границе диэлектрика 1 при этом частьплоских волн, кроме отражения, испы- энергии вытекает в окружающий диэлектывает и преломление, при этом частьтрик. В диэлектрике 1 вытекающая вол.энергии вытекает в окружающий ди- на падает на границу диэлектрическойэлектрик 1. В диэлектрике 1 вытекаю- линзы, преломляется на ней и далеещая волна отражается от металличес- развертывается в сферическую волну вкого экрана 3. При отражении от плос- боковом направлении к оси диэлектрикой поверхности направление вращения ф ческой линзы 1. В дальней зоне компоплоскости поляризации меняется на про- ненты поля излучения складываются,противоположное. Таким образом, вол- при этом уровень излучения в боковыхна, излучаемая в направлении норма- направлениях увеличивается, что прили к плоскости металлического экра- водит к расширению ДН,на 3, и волна, отраженная от него,складываются, так как распространение Таким образом, в диэлектрическойдо экрана %/4 и эти волны имеют оди- линзе 1 с цилиндрическим каналом 2,наковое направление вращения плоскос- преломление плоских волн на границети поляризацииПосле отражения от цилиндрического канала 2, а также наметаллического экрана 3 вытекающая 55 внешней границе диэлектрической линволна преломляется на внешней поверх- зыпозволяет увеличить уровеньности диэлектрической линзыи да- излучения в боковых направлениях,лее начинает развертываться в сФе- что приводит к расширению ДН,учитывать.Таким образом, диаметр диэлектрической линзы 1 должен быть 1,4 Я 25 3Значение радиуса сферической поверхности диэлектрической линзы 1можно определить по формуле аа с2,61 3,41 3 1233Для эффективного возбуждения вытекающей волны необходимо соответствующим образом выбрать размеры цилиндрического канала 2 и диэлектрической линзы 1 и величину диэлектрической проницаемости материала диэлектрической линзы 1. Диаметр цилиндрического канала 2 (д) должен быть не менее 0,5 3 и не более 0,77 Э . При ис" пользовании в качестве первичного 1 О излучателя 4 крестообразной полуволновой щели или турникетного вибратор- ного полуволнового излучателя диаметр цилиндрического канала 2 должен быть не менее 0,5 3 . 15Если в качестве первичного излучателя 4 эллиптической поляризации используется плоская архимедова спираль, диаметр цилиндрического канала 2 выбирается равным 0,7 Я, Если в 2 О качестве первичного излучателя 4 эллиптической поляризации используется открытый конец круглого волновода его диаметр определяется из условия пропускания основной волны Н. 229 4волн оптималвным является размер дисковых антенн 2 - 8 1 .Как показал эксперимент, при диаметре диэлектрической линзы 1 менее 1,4, с учетом того, что имеется цилиндрический канал 2, диаметр которого лежит в пределах 0,50,77 Э, а высота 0,25 Ъ Ь с 0,33, масса диэлектрика 1 становится настолько малой, что практически не оказывает влияния на формирование ДН первичного излучателя. При диаметре диэлектрйческой линзы 1 более 3 Ф на формировании ДН сильно сказывается влияние поверхностных волн, которые вносят искажения в ДН, и она становится изрезаннсй. При диаметре диэлектрической линзы 1 меньше 3 Л влияние поверхностных волн незначительно и его можно негде а - внутренний радиус волновода.30Следовательно, диаметр круглого волновода лежит в пределах 0,59сс 2 а с 0,77 ЭВлияние, которое оказывает диэлек- . трическая линза 1 на формирование ДН первичного излучателя 4, зависит от35 глубины цилиндрического канала 2 (Ь), При глубине й% /4 диэлектрическая линза 1 оказывает незначительное влияние на формирование ДН первичного40 излучателя 4. По мере увеличения глубины ДН первичного излучателя 4 расширяется, приближаясь к полусферической, Однако при увеличении глубины свыше 0,3 Ъ. в центральной части45 ДН появляется провал и при дальнейшем увеличении ДН становится изрезанной.Таким образом, глубина цилиндрического канала 2, а следовательно50 и высота диэлектрической линзы 1 должны лежать в пределах 0,25 ъЬ с .0,3 %Дкаетр диэлектрической линзы 1 (Р) выбирается таким образом, чтобы55 исключить влияние поверхностных волн, которые могут внести искажения в ДН. Для распространения поверхностных Р = 2 Г 2 Ьг - Ь)о.т сюдаР + 4 Ьг =8 Ьгде г - радиус сферической поверхности диэлектрической линзы 1;Ь - глубина цилиндрического канала 2;Р - диаметр диэлектрической линзы 1.Формула изобретенияАнтенна эллиптической поляризации преимущественно для летательных аппаратов, содержащая диэлектрическую линзу, расположенную на проводящем экране, и первичный излучатель эллиптической поляризации, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диаграммы направленности, диэлектрическая линза изготовлена в виде шарового элемента высотой 0,251 0,3 и диаметром 1,4 АЭ( 3% из диэлектрика с диэлектри123329 Составитель М,СухановТехред И,Гайдощ Корректор М,Максимишинец Редактор О.Бугир М Заказ 2777/54 Тираж 597 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектгая, 4 ческой проницаемостью 2 Е4, причевдоль оси симметрии диэлектрическойлинзы выполнен цилиндрический канал диаметром 0,5 д0,773, где 3рабочая длина волны в свободном пространстве,