SU86178A1

SU86178A1 - Lens antenna with circular polarization

Info

Publication number: SU86178A1
Application number: SU397811A
Authority: SU
Inventors: Д.М. Трусканов
Original assignee: Д.М. Трусканов
Priority date: 1949-05-20
Filing date: 1949-05-20
Publication date: 1949-11-30

Description

Предметом насто щего изобретени вл етс антенна ультракоротких волн, состо ща из клетчатой линзы, рупора и излучател с круговой пол ризацией.The object of the present invention is an ultrashort wave antenna consisting of a tartan lens, a horn and a radiator with circular polarization.

В некоторых случа х практики построени ультракоротковолновых излучателей бывает желательно получение направленного излучени при вращающейс по кругу пол ризации излучаемого пол . Известные в насто щее врем линзовые антенны ( кроме чисто диэлектрических ) этому требованию не удовлетвор ют. Диэлектрические линзы, обладают больщими потер ми, т желы по весу и имеют другие недостатки .In some cases, the practice of building ultrashort wave emitters may be desirable to obtain directional radiation with a circularly rotating polarization of the radiated field. Currently known lens antennas (other than purely dielectric ones) do not meet this requirement. Dielectric lenses have large losses, are heavy and have other disadvantages.

Согласно изобретению, предлагаетс проста конструкци металлической ультракоротковолновой антенны, котора дает усиление вращающегос пол , создаваемого местным излучателем, выполненным, например, в виде спиральной антенны малой длины, установленной вдоль оси симметрии системы.According to the invention, a simple design of a metal ultrashort-wave antenna is proposed, which gives an amplification to a rotating field created by a local radiator, made, for example, in the form of a helical antenna of short length, installed along the symmetry axis of the system.

Конструкци описываемой антенны схематически изображена на фиг. I и 2. На фиг. 1 показана линзова антенна с наиравленным излучением, а на фиг. 2 изображена та же антенна с ненаправленным излучением. В этом случае металлическа клетчата линза выпол нена в виде кольца, в центре которого помещен излучатель с круговой пол ризацией волн.The design of the described antenna is shown schematically in FIG. I and 2. In FIG. 1 shows a lens antenna with direct radiation, and FIG. 2 shows the same antenna with non-directional radiation. In this case, the metallic checkered lens is made in the form of a ring, in the center of which there is an emitter with circular polarization of the waves.

Антенна с наиравленным излучением состоит из металлической клетчатой линзы 1, рупора 2, волновода 3 и возбудител враи1аюн1егос пол 4 (например, спиральной антенны).An antenna with radiated radiation consists of a metallic checkered lens 1, a horn 2, a waveguide 3, and a rotating wind 4 (for example, a spiral antenna).

Линза представл ет собой набор взаимно-перпендикул рных металлических пластин определенного профил , расположенных на одинаковом рассто нии друг от друга.A lens is a set of mutually perpendicular metal plates of a certain profile, located at the same distance from each other.

В том случае, когда от антенны требуетс узкое направленное излучение лищь в одной плоскости, она может быть выполнена в виде набора взаимно-перпендикул рных пр моугольных пластин, расположенных друг от друга на рассто нии, мен ющемс от центра к периферии по определенному закону. Принцип действи клетчатой металлической линзы состоит в следующем.In the event that a narrow directional radiation of a lisch in one plane is required from an antenna, it can be made as a set of mutually perpendicular rectangular plates spaced from each other at a distance varying from the center to the periphery according to a certain law. The principle of the checkered metal lens is as follows.

Как известно, точечный источник вращающегос по кругу электрического пол создает поле, характеризующеес наличием двух взаимно-перпендикул рных составл ющих, сдвинутых но фазе на - -.As is well known, a point source of a circularly rotating electric field creates a field characterized by the presence of two mutually perpendicular components shifted in phase by - -.

Указанный источник излучает сферическую волну, вследствие чего в каждой точке пространства дальней зоны имеетс вертикальна и горизонтальна составл ющие электрического нол , сдвинутые но фазе на . Если на пути волны поставить обычную металлическую линзу из параллельных пластин эллиптического профил , то на ее выходе образуетс поверхность разных фаз дл составл ющей электрического пол , параллельной пластинам линзы. В то же врем дл составл ющей пол , перпендикул рной пластинам, никакой «фокусировки создаватьс не будет, так как фазова скорость между пластинами дл этой составл ющей практически не отличаетс от скорости света. Иде устройства клетчатой металлической линзы заключаетс в создании в каждой точке линзы равных условий прохождени вертикальной и горизонтальной составл ющих электрического пол . При этом на выходе линзы образуютс две поверхности разных фаз, сдвинутых одна относительно другой на 90°.This source emits a spherical wave, as a result of which at each point in the far-field space there are vertical and horizontal components of the electric field, which are shifted in phase. If a conventional metal lens is placed in the path of the wave from parallel plates of an elliptical profile, then at its output a surface of different phases is formed for a component of the electric field parallel to the lens plates. At the same time, for the component field, perpendicular to the plates, no "focusing" will be created, since the phase velocity between the plates for this component is practically no different from the speed of light. The idea of a checkered metal lens device is to create equal conditions at each point of the lens for passing the vertical and horizontal components of the electric field. In this case, at the exit of the lens, two surfaces of different phases are formed, shifted one relative to the other by 90 °.

Таким образом, на выходе клетчатой линзы сохран ютс услови существовани вращающегос пол и, кроме этого, получаетс усиление за счет создани плоской синфазной поверхности.Thus, at the exit of the checkered lens, the conditions for the existence of a rotating field are preserved and, in addition, amplification is obtained by creating a flat in-phase surface.

Профиль пластин и рассто ние между ними дл клетчатой линзы рассчитываютс так же, как и дл обычных металлических линз из параллельных пластин.The profile of the plates and the distance between them for the checker lens are calculated in the same way as for conventional metal lenses from parallel plates.

При создании линзовой антенны с ненаправленным излучением (фиг. 2) рассто ние между горизонтальными дисками беретс таким же, как и рассто ние между вертикальными пластинами; при этом фазова скорость дл горизонтальной составл ющей пол равна фазовой скорости между вертикальными пластинами дл вертикальной составл ющей электрического пол .When creating a lens antenna with omnidirectional radiation (Fig. 2), the distance between the horizontal disks is the same as the distance between the vertical plates; wherein the phase velocity for the horizontal component field is equal to the phase velocity between the vertical plates for the vertical component electric field.

Таким образом, в любой точке линзы фазовые скорости распространени дл вертикальной и горизонтальной составл ющих пол равны, и если в фокусе линзы помещен источник, излучающий пол ризованное по кругу или эллипсу электрическое поле, то и на выходе линзы ноле будет вращатьс по кругу.Thus, at any point of the lens, the phase propagation velocities for the vertical and horizontal field components are equal, and if a source emitting a circle polarized or ellipse-polarized electric field is placed at the lens focus, then zero will rotate at the lens output.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Lens antenna with circular polarization, featuring the combined use of a helical antenna as a radiator and a metallic checkered lens as a guiding system.

2. The lens antenna according to claim 1, wherein the metallic cellular lens is placed in the aperture of the horn, excited by a helical antenna with circular polarization of the waves.

3. A lens antenna according to claim 1, in which the cellular lens is made in the form of a ring, in the center of which is placed an emitter with polarization of waves.

,P