ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2018, № 5 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Радиопрозрачные укрытия со свойствами угловой фильтрации для параболической зеркальной антенны

В.Н. Семененко1, К.М. Басков1, И.И. Краснолобов1, Т.А. Фурманова1, Д.И. Акимов1

1 Институт теоретической и прикладной электродинамики Российской академии наук, 125412, г. Москва, ул. Ижорская, 13, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2018.5.7 УДК 621.396.67 EDN XRLCTJ

Аннотация

В работе исследуются способы улучшения помехозащищенности параболических антенн с помощью радиопрозрачных укрытий со специальными свойствами угловой фильтрации поля излучения антенны. Рассматриваются различные конструкции укрытий, состоящие из угловых фильтров и бленды с поглощающим материалом, которые позволяют снижать дальнее боковое и заднее излучения антенны. В работе представлены как результаты экспериментальных исследований, так и результаты расчетов радиотехнических характеристик специальных радиопрозрачных укрытий. Рассмотрены достоинства и недостатки известной конструкции углового фильтра на основе четырёх решёток из проводов. Такой фильтр обладает сильными свойствами угловой фильтрации, но при изготовлении требуется выдерживать очень точные параметры его конструкции. Представлена эквивалентная схема для углового фильтра, состоящего из элементов с выраженными электрическими моментами, для электродинамического анализа его свойств. Элементами с выраженными электрическими моментами могут быть как вибраторы, так и спирали, диаметр которых много меньше, чем их длина, а размер спиралей должен быть много меньше, чем длина волны. Приведены результаты измерений и расчётов с помощью пакета программ FEKO коэффициентов пропускания углового фильтра из таких спиралей при разных углах падения. Приведены результаты измерений диаграмм направленности параболической антенны радиорелейной связи с блендой с радиопоглощающим материалом и двумя угловыми фильтрами из резонансных вибраторов и трёхслойной защитной диэлектрической стенкой. Показано, что применение угловых фильтров в составе бленды позволяет существенно снизить уровень бокового и заднего излучения параболической антенны. При этом технология производства угловых фильтров достаточно проста и не требует при их изготовлении выдерживать большие точности.

  • бленда
  • радиопрозрачное укрытие
  • antenna hood
  • radome
  • параболическая антенна
  • угловой фильтр
  • боковое и заднее излучение
Abstract (in English)

The approaches to increase the noise protection level of parabolic antennas through inclusion of angular filters of antenna radiation into the radiotransparent radomes have been investigated in this paper. Various configurations of radomes with the antenna hood, having the absorbing material, and angular filters, which together allow reducing the rear and far lateral radiation of the antenna, are considered. The comparison of radomes' radio-technical characteristics, obtained experimentally and in numerical simulation, are presented. The advantages and shortcomings of the known angular filter construction, based on four grids of wires, have been examined. This filter is characterized by strong angular filtration capability, but its manufacturing requires very accurate tolerance holding. The angular filter with elements, having substantial electric moments, and its equivalent circuit analog for electrodynamic analysis of the filter's properties are presented. Vibrators and spirals of length much less than wavelength were used as elements with substantial electric moments. In case of spiral elements their diameter must be much less than length. Angular dependences of transmission coefficient of filter with spiral elements, calculated with software package FEKO and measured, are compared. The measured direction patterns of the parabolic antenna, which is used in radio-relay communication and has the hood with the absorbing material attached, two angular filters, made of resonant vibrators, and the three-layered protecting dielectric wall, are presented. Inclusion of angular filters into the hood is shown to considerably reduce the level of rear and lateral radiation of parabolic antenna. Furthermore, angular filter production technique is quite simple and doesn't require holding strict tolerance.

Для цитирования

Семененко В.Н., Басков К.М., Краснолобов И.И., Фурманова Т.А., Акимов Д.И. Радиопрозрачные укрытия со свойствами угловой фильтрации для параболической зеркальной антенны // Журнал радиоэлектроники. – 2018. – № 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.5.7

Литература

  1. Чистюхин В.В. Антенно-фидерные устройства // Уч. пособие, Москва, Изд-во МИЭТ, 2005, - 80 с.
  2. Ямпольский В.Г., Фролов О.П. Антенны и ЭМС // Москва, Изд-во «Радио и связь», 1983, - 272 с.
  3. Боровиков В.А., Амбарцумова К.А. Построение параболического зеркала с краем переменной прозрачности. // Радиотехника и электроника, 1990, №12.
  4. Vadim Kaloshin, Kirill Klionovski Radiation of a dipole located on axis of a semitransparent disk, JRE, 2014, no 5, http://jre.cplire.ru/jre/may14/10/text.pdf
  5. Калошин В.А., Клионовски К.К. Об излучении слабонаправленных осесимметричных антенн с круглыми экранами, РЭ, 2015, Т.60. №10.С.1015 -1024.
  6. Schell A. C. et al. Metallic Grating Spatial Filter for Directional Beamforming Antenna. Allan C. Schell, Winchester; Robert J. Mailloux, Wayland, both of Mass. Sep. 25, 1979. Apr. 19, 1976. US4169268.
  7. John F. Pedersen, Peter W. Hannan. Design, fabrication and test of a metal-grid angular filter. www.researchgate.net ResearchGate GmbH. Available at: https://www.researchgate.net/publication/235050575_Design_Fabrication_and_Test_of_a_Metal-Grid_Angular_Filter.
  8. Басков К.М. Современное электродинамическое сопровождение проектирования и изготовления систем антенна - радиопрозрачное укрытие (Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук) // 05.12.07 - Москва, 2016. - 191 с.
  9. Бодров В.В., Сурков В.И. Математическое моделирование устройств СВЧ и антенн. // Москва, Изд-во МЭИ, 1994, - 96 с.
  10. Басков К.М., Политико А.А., Семененко В.Н., Чистяев В.А. Коррекция S-параметров при измерении материальных параметров магнитодиэлектрических композитов в свободном пространстве с применением диафрагмы // «Журнал радиоэлектроники». 2017. № 5, - 27 с. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/may17/7/text.pdf