Проектирование многолучевых офсетных двухзеркальных антенн с однокоординатным и двухкоординатным сканированием

• Автор: Пластиков, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений
Введение
Глава 1. Многолучевые зеркальные антенны (обзор)
1.1. Однозеркальный параболоид: аберрации при отклонении луча от оси, возможности сканирования. Двухзеркальные антенны Кассегрена и Грегори
1.2. Нестандартные оптические схемы построения двухзеркальных антенн Кассегрена
1.3. Сферические антенны
1.4. Тороидальные зеркальные антенны
1.5. Апланатические двухзеркальные антенны
1.6. Бифокальные антенны
1.7. Однозеркальные антенны с профилированными зеркалами
1.8. Двухзеркальные антенны с профилированными зеркалами
1.9. О некоторых других подходах к построению многолучевых зеркальных антенн
1.10. Выводы
Глава 2. Исследование характеристик многолучевых зеркальных антенн Кассегрена с нестандартной оптической схемой
2.1. Характеристики сканирования в пределах широкого сектора обзора
2.2. Проектирование многолучевой зеркальной антенны с сектором обзора 18°х18°
2.3. Проектирование антенного элемента решетки облучателей
2.4. Выводы
Глава 3. Процедура синтеза профилей зеркал бифокальных зеркальных антенн
3.1. Описание предлагаемой процедуры расчета профилей зеркал
3.2. О задании кривых на контррефлекторе и главном зеркале
3.3. Два примера синтезированных бифокальных антенн
3.4.0 возможных вариантах построения бифокальных зеркальных систем
3.5. Выводы
Глава 4. Методика оценки и оптимизации эффективности многолучевых бифокальных зеркальных антенн
4.1. Методика оценки эффективной площади бифокальной зеркальной антенны
4.2. Расчет поля в плоскости апертуры в режиме передачи
4.3. О сопоставлении с расчетами методом физической оптики
4.4. О процедуре оптимизации многолучевых бифокальных зеркальных антенн
4.5. О расчете эффективной величины СКО длины оптического пути, учитывающей амплитудное распределение в раскрыве
4.6. Выводы
Глава 5. Проектирование многолучевых бифокальных зеркальных антенн больших электрических габаритов с широким сектором обзора
5.1. Результаты оптимизации многолучевой бифокальной зеркальной антенны больших электрических габаритов
5.2. Проектирование многолучевой антенны с сектором обзора 50°
5.3. О проектировании рупорного облучателя для многолучевой бифокальной зеркальной антенны
5.4. Выводы
Заключение
Список литературы
Список публикаций автора по теме диссертации

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АС - антенная система;
БЗА - бифокальная зеркальная антенна;
ГЗА - гибридная зеркальная антенна;
ДН - диаграмма направленности;
КНД - коэффициент направленного действия;
КИП - коэффициент использования поверхности;
КИПЗ - коэффициент использования поверхностей зеркал; МЗА - многолучевая зеркальная антенна;
СКО - среднеквадратическое отклонение;
ФАР - фазированная антенная решетка;
FFOC - front fed offset Cassegrain;
SFOC - side fed offset Cassegrain.

общее для всех лучей, имеет профиль в виде гиперболы. При этом все зеркала имеют одну ось вращения. В статье приведены характеристики экспериментального макета такой МЗА с эквивалентным диаметром апертуры около 50 длин волн и углом обзора 20°. Измеренная величина коэффициента усиления центрального луча составила 42,2 дБ, а потери в усилении внутри всего угла обзора менее 0,5 дБ. Уровень бокового излучения исследуемой антенны практически постоянен для всех лучей.
В диссертации [51] представлены результаты проектирования двухзеркальной тороидальной МЗА с сектором обзора в 40°. Особенностью данной АС является то, что вместо классических профилей в виде кривых второго порядка профили зеркал в плоскости симметрии образованы полиномами более высокого порядка. Данная тороидальная МЗА функционирует одновременно по 10 лучам, в оптической схеме каждого из которых располагается дополнительное зеркало-фазокорректор. В качестве облучателя спроектирован трехдиапазонный рупорный облучатель с изломом образующей. В верхнем частотном диапазоне расчетная ширина ДН в плоскости сканирования достигает 0,15° (в ортогональной ей плоскости ширина ДН примерно в два раза шире), максимальный коэффициент усиления превышает 62 дБ, расчетный КИП всего раскрыва главного зеркала составляет более 0,3 с учетом потерь на точность изготовления и диссипативных потерь в облучателе, уровень первых боковых лепестков около -10 дБ.
В патентах А.М. Сомова и A.B. Бабинцева [52], [53] для того, чтобы избавиться от необходимости наклона всей тороидальной АС относительно поверхности земли для приема сигналов со спутников, расположенных на краю видимого сектора дуги геостационарной орбиты, предложено использовать прямоугольную вырезку из тороидальных поверхностей зеркал, наклоненную относительно оси вращения образующих главного зеркала и (в [53]) контррефлектора.