плоская антенная решетка (варианты)

Формула изобретения

1. Плоская антенная решетка, выполненная в виде многослойной структуры, состоящей из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки, на внутренней поверхности которой установлена решетка с отражающими элементами, размещенными в узлах прямоугольной координатной сетки в виде групп проводящих площадок, выполненных в форме квадратов и разделенных между собой проводящими перегородками на ячейки, проводящей платы с множеством излучающих отверстий и выступов, центры отверстий совпадают с центрами ячеек, образуя одиночные излучатели антенной решетки в виде антенн обратного излучения, диэлектрической пластины и проводящей пластины с множеством отверстий и выступов, и содержащей две системы питания для одиночных излучателей и выходное отверстие, расположенное в центре плоской антенной решетки, отличающаяся тем, что системы питания содержат большой, малые и средние узлы, каждый из которых включает турникетное соединение, Н-тройники и волноводные переходы, при этом системы питания выполнены на полых волноводах, широкими стенками которых являются части проводящей платы и проводящей пластины, а узкие стенки выполнены с выступами, изолированными диэлектрической пластиной от широкой стенки, которая является частью проводящей пластины, с образованием отрезков четвертьволновых полосковых линий, кроме того, в плоской антенной решетке установлена дополнительная диэлектрическая пластина, расположенная между проводящей пластиной и корпусом плоской антенной решетки, а на ее поверхности, обращенной к корпусу плоской антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы систем питания, при этом на поверхности дополнительной диэлектрической пластины, обращенной к диэлектрической крышке, размещены симметрично относительно центра малые узлы систем питания, а в центре размещен большой узел систем питания, причем в его двух соосных входных полых волноводах или установлены диэлектрические вставки для задержки волны Н10 по фазе на угол =-90°, или эти волноводы имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки для ускорения волны Н10 по фазе на угол =90° на средней частоте рабочего диапазона частот.

2. Плоская антенная решетка по п.1, отличающаяся тем, что диэлектрическая пластина и дополнительная диэлектрическая пластина выполнены в виде пленки лака и ламината.

3. Плоская антенная решетка, выполненная в виде многослойной структуры, состоящей из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки, на внутренней поверхности которой размещены отражающие элементы, диэлектрической пластины и проводящей пластины с множеством отверстий и выступов, содержащей две системы питания для одиночных излучателей и выходное отверстие, расположенное в центре плоской антенной решетки, отличающаяся тем, что системы питания содержат большой и средние узлы, каждый из которых включает турникетное соединение, Н-тройники и волноводные переходы, при этом системы питания выполнены на полых волноводах, широкими стенками которых являются части проводящей платы и проводящей пластины, а узкие стенки выполнены с выступами, изолированными диэлектрической пластиной от широкой стенки, которая является частью проводящей пластины, с образованием отрезков четвертьволновых полосковых линий, кроме того, в плоскую антенную решетку введены большие зеркала двухзеркальных зонированных антенн с заземляющей гребенкой, которые установлены на определенном расстоянии от внутренней поверхности защитной диэлектрической крышки, а под ними размещены проводящая пластина с множеством отверстий и выступов, центры которых совпадают с центрами отверстий, выполненных в больших зеркалах, при этом над проводящей пластиной установлена дополнительная диэлектрическая пластина, расположенная между проводящей пластиной и корпусом плоской антенной решетки, а на ее поверхности, обращенной к корпусу плоской антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы систем питания, над проводящей пластиной на диэлектрической пластине в ее центре помещен большой узел, причем в двух его соосных входных полых волноводах или установлены диэлектрические вставки для задержки волны Н10 по фазе на угол =-90 или эти волноводы имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки для ускорения волны Н10 по фазе на угол =90 на средней частоте рабочего диапазона частот.

4. Плоская антенная решетка по п.3, отличающаяся тем, что диэлектрическая пластина и дополнительная диэлектрическая пластина выполнены в виде пленки лака и ламината.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике, технике СВЧ, к антенно-фидерным устройствам, а более конкретно к плоским антенным решеткам для непосредственного приема спутникового телевидения.

В настоящее время ведутся работы по созданию плоских антенн, совместимых с современным радиоэлектронным оборудованием, предназначенных для непосредственного приема спутникового телевидения, имеющих эффективность более 0,8 при размерах апертуры в пределах от 15 до 30 длин волн, работающих в полосе рабочих частот до 18% со всеми круговыми или линейными поляризациями. Кроме того, эти антенны должны иметь малую толщину, простую конструкцию, высокую технологичность изготовления и повторяемость размеров и параметров, низкую стоимость.

Известны микрополосковые антенны для получения двух поляризаций, содержащие диэлектрическую плату, на одной стороне которой выполнена экранирующая (заземляющая) металлизация, а на другой - выполнены печатным способом излучающие элементы и системы питания излучателей для обеих поляризаций [1, 2, 3].

Достоинством таких антенн является простота конструкции: системы питания излучателей для обеих поляризаций выполнены на одной поверхности одной диэлектрической платы без пересечений.

Главным недостатком таких антенн являются значительные потери в системах питания, невозможность применения одного конвертера с общим входом для сигналов двух поляризаций и относительная узкополосность 5÷7%.

Известны плоские антенные решетки, щелевые излучатели которых выполнены на базе полосковых волноводов в печатном исполнении, а волноводно-фидерная система выполнена в виде прямоугольных пазов в основании. Такая конструкция после сборки подложки излучателей с этим основанием позволяет получить полые волноводы прямоугольного сечения и, соответственно, очень малые потери в системе питания. Эффективность таких антенных решеток не менее 80%. Однако конструкция не позволяет получить возможность приема сигналов двух поляризаций. Кроме того, невозможен прием сигналов круговой поляризации [4].

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является плоская антенная решетка и микрополосковый излучатель. В плоской антенной решетке в качестве излучающих элементов применены антенны обратного излучения (АОИ). В качестве фидерной системы питания - полосковые линии, расположенные на общей плате и образующие две схемы питания возбуждающих элементов АОИ, имеющие общий выход. Такая антенная решетка позволяет принимать одновременно сигналы двух линейных или двух круговых поляризаций (в зависимости от положения конвертера) имеет эффективность не менее 65%, простую конструкцию и высокую технологичность. Толщина антенны без конвертера не превышает 30 мм [5, 6, 7].

Однако применение в качестве фидерных - полосковых линий при размерах апертуры антенны не менее 450×450 мм, что необходимо для качественного приема сигналов с современных спутников, не позволяет получить потери в этих линиях меньше 1,2÷1,5 дБ. Это приводит к тому, что даже при очень высокой эффективности излучающего элемента решетки (свыше 90%), эффективность всей антенны не превышает 70%, а шумовая температура антенны составляет 90÷100К, что значительно больше, чем шумовая температура параболических антенн таких же размеров (40÷60К).

Все это ограничивает применение таких плоских антенных решеток в качестве альтернативы параболическим антеннам.

Технической задачей данного изобретения по п.1 формулы изобретения является создание плоской антенной решетки для приема сигналов различных поляризаций, в которой бы обеспечивались простота и надежность конструкции, высокая технологичность изготовления и низкая стоимость при сохранении высокого коэффициента полезного действия и низкой шумовой температуры в широкой полосе частот. Решение достигается путем применения нового конструктивного элемента - полого полоскового волновода и возможности расположения при этом двух систем питания антенной решетки с параллельными схемами питания излучающих элементов и имеющих общий выход для приема сигналов различных поляризаций. В качестве излучающих элементов плоской антенной решетки возможно применение различных типов одиночных высокоэффективных излучателей антенны обратного излучения (АОИ).

Поставленная задача по п.1 формулы изобретения решается плоской антенной решеткой, выполненной в виде многослойной структуры, состоящей из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки, на внутренней поверхности которой установлена решетка с отражающими элементами, размещенными в узлах прямоугольной координатной сетки в виде групп проводящих площадок, выполненных в форме квадратов, и разделенных между собой проводящими перегородками на ячейки, проводящей платы с множеством излучающих отверстий и выступов, центры которых совпадают с центрами ячеек, образуя одиночные излучатели антенной решетки в виде антенн обратного излучения, диэлектрической пластины и проводящей пластины с множеством отверстий и выступов, содержащей две системы питания для одиночных излучателей и выходное отверстие, расположенное в центре плоской антенной решетки, в которую дополнительно введена диэлектрическая пластина, расположенная между проводящей пластиной и корпусом антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы полых-полосковых волноводов с выступами, при этом на поверхности проводящей платы, обращенной к диэлектрической пластине, по периметру на равном удалении друг от друга - малые узлы полых-полосковых волноводов с выступами, а в ее центре помещен большой узел полых-полосковых волноводов с выступами, причем из них в двух соосных входных волноводах установлены диэлектрические вставки для задержания волны H ₁₀ по фазе на угол =-90° или из них два входных соосных волновода имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки для ускорения волны H₁₀ по фазе на =90° на средней частоте рабочего диапазона частот, при этом на обеих поверхностях проводящей пластины в качестве диэлектрического покрытия использованы лак или ламинатор.

Технической задачей данного изобретения по п.2 формулы изобретения является создание плоской антенной решетки для приема сигналов различных поляризаций, в которой бы обеспечивались простота и надежность конструкции, высокая технологичность изготовления и низкая стоимость при сохранении высокого коэффициента полезного действия и низкой шумовой температуры в широкой полосе частот. В качестве излучающих элементов плоской антенной решетки в данном варианте возможно применение двухзеркальных зонированных антенн с замедляющей структурой рупорных антенн, имеющих толщину не более половины длины волны.

Поставленная задача по п.2 формулы изобретения решается плоской антенной решеткой, выполненной в виде многослойной структуры, состоящей из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки, на внутренней поверхности которой размещены отражающие элементы, диэлектрической пластины и проводящей пластины с множеством отверстий и выступов, содержащей две системы питания для одиночных излучателей и выходное отверстие, расположенное в центре плоской антенной решетки, в которую введены большие зеркала двухзеркальных зонированных антенн с замедляющей гребенкой, которые установлены на определенном расстоянии от внутренней поверхности защитной диэлектрической крышки, а над ними размещены диэлектрическая пластина и проводящая пластина с множеством отверстий и выступов, центры которых совпадают с центрами отверстий, выполненных в больших зеркалах, при этом над проводящей пластиной установлена диэлектрическая пластина, расположенная между проводящей пластиной с множеством отверстий и выступов и корпусом антенной решетки, а на ее поверхности, обращенной к корпусу антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы полых-полосковых волноводов с выступами, под проводящей пластиной на диэлектрической пластине в ее центре помещен большой узел полых-полосковых волноводов с выступами, причем из них в двух соосных входных волноводах установлены диэлектрические вставки для задержания волны H₁₀ по фазе на угол =-90° или из них два входных соосных волновода имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки для ускорения волны Н₁₀ по фазе на угол =90° на средней частоте рабочего диапазона частот, при этом отражающие элементы выполнены в виде проводящих выступов - малых зеркал двухзеркальных зонированных антенн, а на обеих поверхностях проводящей пластины и поверхностях выступов полосковых волноводов в качестве диэлектрического покрытия использованы лак или ламинатор.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Сведений об известности отличительных признаков, касающихся применения полосковых-полых волноводов для выполнения двух систем питания одновременно для различных поляризаций (эллиптической, двух круговых и/или двух линейных) на одной поверхности одной диэлектрической платы с параллельным питанием возбуждающих элементов при общем выходе, размещенном в центральной части антенной решетки, не имеется.

На основании этого сделан вывод, что предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображена плоская антенная решетка без корпуса, выполненная согласно изобретению в прямоугольной изометрической проекции;

на фиг.2 изображен вариант плоской антенной решетки в разрезе с излучающим элементом в виде антенны обратного излучения;

на фиг.3 - вариант плоской антенной решетки в разрезе с излучающим элементом в виде двухзеркальной зонированной антенны с замедляющей структурой;

на фиг.4 - полый-полосковый волновод в прямоугольной изометрической проекции;

на фиг.5 - большой полый-полосковый волновод, вид сверху;

на фиг.6 - большой полый-полосковый волновод, выполненный согласно изобретению с замедляющими диэлектрическими вставками;

на фиг.7 - фрагмент большого полого-полоскового волновода с уменьшенными размерами широких стенок входных волноводов;

на фиг.8 - полый-полосковый волновод в разрезе с нанесенным на внешнюю поверхность выступа диэлектрическим покрытием;

на фиг.9 - полый-полосковый волновод в разрезе с нанесенным на обе поверхности проводящей пластины диэлектрическим покрытием;

на фиг.10 - приведены зависимости коэффициента усиления плоской антенной решетки с одиночным излучателем в виде антенны обратного излучения для сигналов круговой поляризации (кривая 1 - для правой круговой поляризации, кривая 2 - для левой круговой поляризации);

на фиг.11 - приведены зависимости развязки по поляризации в диапазоне частот плоской антенной решетки с одиночным излучателем в виде антенны обратного излучения для сигналов круговой поляризации (кривая 1 - для правой круговой поляризации, кривая 2 - для левой круговой поляризации);

на фиг.12 - приведены зависимости в диапазоне частот коэффициента усиления плоской антенной решетки с одиночным излучателем в виде двухзеркальной зонированной антенны с заземляющей структурой для сигналов круговой поляризации (кривая 1 - для правой круговой поляризации, кривая 2 - для левой круговой поляризации);

на фиг.13 - приведены зависимости в диапазоне частот развязки по поляризации плоской антенной решетки с одиночным излучателем в виде двухзеркальной зонированной антенны с замедляющей структурой для сигналов круговой поляризации (кривая 1 - для правой круговой поляризации, кривая 2 - для левой круговой поляризации).

Плоская антенная решетка (фиг.1, 2, 3), выполненная в виде многослойной структуры, состоит из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки 1, на внутренней поверхности которой установлена решетка с отражающими элементами 2, размещенными в узлах прямоугольной координатной сетки в виде групп проводящих площадок 3, выполненных в форме квадратов, и разделенными между собой проводящими перегородками 4 на ячейки, проводящей платы 5 (фиг.1, 2) с множеством излучающих отверстий 6 и выступов 7 для улучшения связи (фиг.2), центры которых совпадают с центрами ячеек, образуя одиночные излучатели антенной решетки в виде антенн обратного излучения, диэлектрической пластины 8 и проводящей пластины 9 с множеством отверстий 10, 11 и выступов 12, содержащей две системы питания для одиночных излучателей (поз. не указана) и выходное отверстие 13, расположенное в центре плоской антенной решетки. Установлена дополнительная диэлектрическая пластина 14, расположенная между проводящей пластиной 9 и корпусом 15 антенной решетки, а на ее поверхности, обращенной к корпусу антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы полых-полосковых волноводов 16 с выступами 17. На поверхности проводящей платы 5, обращенной к диэлектрической пластине 8, по периметру на равном удалении друг от друга размещены малые узлы полых-полосковых волноводов 18 с выступами 7 (фиг.1, 2), а в ее центре помещен большой узел полых-полосковых волноводов 19 с выступами 7, причем из них в двух соосных входных волноводах установлены диэлектрические вставки 20 (фиг.6), а два других входных соосных волновода имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки 21, при этом на обеих поверхностях проводящей пластины 9 диэлектрические пластины 22 выполнены в виде пленки лака или ламината. В качестве фидерных линий в плоской антенной решетке применяется полый-полосковый волновод (фиг.4), широкие стенки которого являются частями проводящих платы 5 и пластины 9. Внутренние поверхности узких стенок 23, 24 полых-полосковых волноводов 25, 26, 27, 28 выполнены из проводящего материала и имеют гальванический контакт с одной из широких стенок, являющейся частью проводящей платы 5 (фиг.4, 5, 8, 9). Другая широкая стенка является частью проводящей пластины 9, разделенной с узкими стенками 23, 24 диэлектрической пластиной 8.

Для распространения волны Н₁₀ в таком волноводе необходимо, чтобы в плоскостях, лежащих относительно продольной оси полого-полоскового волновода O₁-O₁ (фиг.4), на расстоянии, приблизительно равном половине ширины волновода а/2, выполнялись нулевые граничные условия Е_y=0.

Для этого узкие стенки 23, 24 волновода выполнены на внутренней стенке с выступами 28, 29, имеющими высоту b, приблизительно равную высоте полого-полоскового волновода 25, и ширину l, которая выбирается из условий

,

где _{о max} - максимальная длина волны рабочего диапазона частот;

r - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической пластины 8. На всей длине выступов 28, 29 выполнены пазы 30 шириной d=0,04÷0,3 _{o max} и глубиной h=0,03÷0,2 _{o max} с шагом L=0,1÷0,3 _{o max}. Эти пазы разделяют верхнюю металлизированную поверхность 31 на множество отрезков полосковых линий (поз. не указана) шириной W=L-d и длиной l, приблизительно равной четверти длины волны в диэлектрике с r.

Вместо диэлектрических пластин 8 и 14, отделяющих малые, средние и большой волноводные узлы от проводящих платы 5 и пластины 9, на поверхности выступов 28 и 29 диэлектрические пластины выполнены в виде пленки лака или ламината 31 (фиг.4, 8). Соответственно, покрытие 22 может быть нанесено на поверхности проводящей пластины 9 (фиг.9).

Между диэлектрической крышкой 1 и корпусом 15 плоской антенной решетки установлен герметизирующий резиновый валик 32.

В качестве излучающего элемента плоской антенной решетки в другом варианте может быть использована двухзеркальная зонированная антенна 33 с замедляющей гребенкой 34, отражающие элементы, выполненные в виде проводящих выступов 35 и малых зеркал 36 двухзеркальных зонированных антенн. Применение двухзеркальной зонированной антенны 33 с заземляющей гребенкой 34 с размерами большого зеркала D_зер=4÷5 _{o max} и высотой H_зер 0,5 _{о max} в качестве одиночного излучателя плоской антенной решетки позволяет упростить предлагаемую конструкцию и не применять в ней малые узлы полых-полосковых волноводов 18, а также не устанавливать диэлектрическую пластину 8 и проводящую плату 5.

Плоская антенная решетка работает следующим образом.

Рассмотрим одиночный излучатель плоской антенной решетки в режиме передачи. При возбуждении волной Н₁₁ плоской антенной решетки волна через отверстие 13 в проводящей пластине 9 попадает на турникетное соединение 37 волноводов 25, 26, 27, 28 большого узла полых-полосковых волноводов 19 и в зависимости от положения центрального вектора Е поляризации волны Н₁₁ относительно продольных осей волноводов 25, 26, 27, 28 происходит запитка как пар 25, 26 или 27, 28 соосных волноводов, если вектор Е волны Н₁₁ лежит вдоль их продольных осей, так и всех волноводов 25, 26, 27, 28 турникетного соединения 37, если вектор Е волны Н₁₁ находится под углом , где 0< <90° к их продольным осям. При этом если вектор Е падающей волны Н₁₁ лежит вдоль продольных осей волноводов 25 и 26, то в этих волноводах возбуждаются равноамплитудные и противофазные волны Н₁₀, которые через соответствующие "Н"-тройники 38 переходы 40, а затем через соответствующие отверстия в проводящей пластине 9, через средние узлы полых-полосковых волноводов 16, через отверстия 10 в проводящей пластине 9, через малые узлы полых-полосковых волноводов 18 и через соответствующие излучающие отверстия 6 в проводящей плате 5 возбуждают в каждом элементе и во всей антенной решетке волну вертикальной (V) поляризации. При повороте вектора Е падающей волны Н₁₁ на 90° относительно прежнего положения ( =90°) в антенной решетке первоначально возбуждаются волноводы 27, 28, а во всей антенной решетке возбуждается волна горизонтальной (Н) поляризации.

При повороте вектора Е на угол ₁=45° или на угол ₂=135° относительно первоначального положения (продольной оси волноводов 25, 26) возбуждаются в плоской антенной решетке с одинаковой амплитудой и синфазно волны как с горизонтальной, так и с вертикальной поляризацией.

В результате плоская антенная решетка излучает линейно-поляризованную волну, лежащую в плоскости, проходящей через одну из диагональных осей антенны. Если между горизонтально и вертикально поляризованными волнами осуществить сдвиг по фазе на угол =±90° с помощью диэлектрических вставок 20 (фиг.6) или с уменьшенными размерами широких стенок 21 волноводов (фиг.7) в плоской антенной решетке возбуждаются волны круговой поляризации. Если вектор Е повернут на угол ₁=45° относительно продольной оси волноводов 25, 26 возбуждается волна левой круговой поляризации (LC), если вектор Е повернут на угол ₂=135° (-45°) относительно продольной оси волноводов 25, 26 возбуждается волна правой круговой поляризации (RC).

При иных, отличных от 0°, 45°, 90°, 135°, положениях вектора Е падающей волны Н₁₁ относительно продольных осей волноводов 25, 26 в плоской антенной решетке возбуждаются волны эллиптической поляризации, при этом 0<æ<1, где - æ коэффициент эллиптичности.

При работе волновода на выступах 28, 29 полосковых линий возбуждается волна типа ТЕМ на внешней узкой стенке 24 полосковая линия 29 размыкается и образуется режим холостого хода (фиг.4). На внутренней же стенке выступа, точнее вблизи ее, выполняются нулевые граничные условия для электрического поля E_y=0. Возникает как бы гальванический контакт между узкими стенками 23 полого-полоскового волновода 25 и верхней широкой стенкой проводящей пластины 9, несмотря на то, что верхняя широкая стенка проводящей пластины 9 отделена от узких стенок 23 и 24 диэлектрической пластиной 8. При правильно выбранных размерах волноводов, выступов и пазов в них потери в полых-полосковых волноводах лишь на 10÷30% превышают потери в полых-полосковых волноводах, но в несколько раз меньше, чем в самых лучших полосковых линиях.

После возбуждения волноводов 25 и 26 турникетного соединения 37 сигнал в виде волны Н₁₀ поступает на "Н"-тройники 38, 39 большого узла полых-полосковых волноводов 19, делится поровну и синфазно между плечами 41 и 42, поступает через переход 43, через соответствующие отверстия в проводящей пластине 9 поступает на средние узлы полых-полосковых волноводов 16, делится на них вначале поровну и противофазно, затем поровну и синфазно и через отверстия 10 в проводящей пластине 9 поступает на малые узлы полых-полосковых волноводов 18, еще раз делится поровну и противофазно, а затем поровну и синфазно и через соответствующие излучающие отверстия 6 в проводящей плате 5 в каждом излучающем элементе 2 и во всей плоской антенной решетке на волну вертикальной (V) поляризации.

Так как система питания плоской антенной решетки выполнена по параллельной схеме и с равноамплитудным делением в волноводных тройниках 38, 39 всех узлов полых-полосковых волноводов 18, 19, 16, то все излучающие элементы 2 плоской антенной решетки синфазные, а поле на ее поверхности близко к равноамплитудному, поэтому коэффициент использования плоскости раскрыва антенны приближается к единице.

Плоская антенная решетка с двухзеркальной зонированной антенной с замедляющей гребенкой работает следующим образом.

В варианте использования в качестве излучающего элемента плоской антенной решетки двухзеркальной зонированной антенны 33 с замедляющей гребенкой 34 на поверхности большого зеркала зонирование, как и в линзовых антеннах, необходимо для уменьшения высоты Н_зер (толщины) антенны. Так, при наличии трех зон на поверхности большого зеркала 33 D_зер =4÷5 _{o max}, высота такой антенны H_зер 0,5 _{o max}, наличие замедляющей гребенки 34 на поверхности большого зеркала 33 позволяет оптимизировать амплитудное распределение в такой антенне и выровнить диаграммы направленности такой антенны в "Е" и "Н" плоскостях, получить коэффициент использования поверхности антенны КИП>0,87 в широкой полосе частот.

При возбуждении волной Н₁₁ волна через отверстие 13 в проводящей пластине 9 попадает на турникетное соединение 37 волноводов 25, 26, 27, 28 большого узла полых-полосковых волноводов 19. В зависимости от положения вектора Е относительно продольных осей волноводов 25, 26, 27, 28 турникетного соединения 37 происходит запитка как пары соосных волноводов 25, 26 или 27, 28 турникетного соединения 37, так и всех волноводов, если вектор Е лежит под углом , где 0< <90° к их продольным осям. После возбуждения волноводов 25, 26 или 27, 28 турникетного соединения, сигнал в виде волны Н₁₀ поступает на "Н"-тройники 38, 39 большого узла полых-полосковых волноводов 19, делится поровну и синфазно между плечами 41 и 42 "Н"-тройника 38 и поступает через отверстия 11 в проводящей пластине 9 в средний узел полых-полосковых волноводов 16, в котором вначале сигнал делится равноамплитудно и противофазно, затем каждый из этих сигналов делится равноамплитудно и синфазно на соответствующих "Н"-тройниках 38, 39 этого узла 16 и поступает синфазно и с одинаковой амплитудой через отверстия 10 в проводящей пластине 9 на одиночные излучатели в виде двухзеркальной зонированной антенны 33 с замедляющей гребенкой 34. Поляризация излучаемого сигнала зависит от положения вектора Е относительно продольных осей волноводов 25, 26, 27, 28. Если вектор Е падающей волны Н₁₁ совпадает с продольными осями волноводов 25 и 26, плоская антенная решетка излучает волну горизонтальной (Н) поляризации. Если вектор Е повернут на 90° относительно продольных осей волноводов 25, 26, плоская антенная решетка излучает волну вертикальной (V) поляризации. При повороте вектора Е падающей волны Н₁₁ на 45° или на 135° (-45°) в плоской антенной решетке возбуждаются волны одновременно и с одинаковой амплитудой волны с горизонтальной и с вертикальной поляризацией и при сдвиге между ними по фазе на угол ±90° плоской антенной решеткой излучаются волны круговой поляризации. Если вектор Е падающей волны повернут на угол =45° относительно продольных осей волноводов 25, 26, в плоской антенной решетке возбуждается волна левой круговой поляризации (LC), если вектор Е повернут на угол =135° (-45°), возбуждается соответственно волна правой круговой поляризации (RC).

При иных, отличных от 0°, 45°, 90°, 135°, положениях вектора Е относительно продольных осей волноводов 25, 26 турникетного соединения 37, в плоской антенной решетке возбуждаются волны эллиптической поляризации с коэффициентом эллиптичности 0<æ<1.

Выполненная согласно изобретению плоская антенная решетка с различными поляризациями и используемая для непосредственного приема спутникового телевидения при размерах излучающей апертуры 456х456 мм и толщине 30 мм имеет в диапазоне частот 11,7÷12,75 ГГц для обеих круговых поляризаций коэффициент усиления не менее 34,9 дБ, развязка по поляризации не менее 23,6 дБ (фиг.10, 11).

Коэффициент усиления плоской антенной решетки при приеме сигналов двух линейных поляризаций не менее 35 дБ в полосе частот 11,7÷12,75 ГГц, развязка по поляризации при этом не менее 24,4 дБ.

Коэффициент усиления плоской антенной решетки, выполненной согласно изобретению п.2 на базе двухзеркальных зонированных антенн с замедляющей гребенкой, при размерах излучающей апертуры 456×456 мм и толщине 24 мм в диапазоне частот 10,7÷12,75 ГГц для обеих круговых поляризаций не менее 34,5 дБ, развязка по поляризации не менее 23 дБ (фиг.12, 13).

Для обеих линейных поляризаций не менее 34,7 дБ, развязка по поляризации не менее 24,2 дБ.

Источники информации

1. Европейский патент №0434268, Н 01 Q 9/04, публ. 26.06.91.

2. Патент США №4761653, Н 01 Q 1/38, публ. 02.08.88.

3. Патент США №4833482, Н 01 Q 1/38, публ. 23.05.89.

4. Европейский патент №0543519, Н 01 Q 21/06, публ. 25.05.93.

5. Патент России №2024129, Н 01 Q 13/10, публ. 20.06.95.

6. Международная заявка РСТ/RU 95/00129, публ. 14.12.95.

7. Патент США №5,936,579, Н 01 Q 1/38, публ. 10.08.99.