Облучатель

Облучатель − сосредоточенный элемент параболической антенны, находящийся в её фокусе (фазовом центре) или фокальной плоскости, формирующий диаграмму направленности и поляризацию антенны.

Конструкция

Облучатели, в зависимости от их стоимости, задач и диапазона работы представляют собой круглые или прямоугольные конические рупора, формирующие диаграмму направленности, одинаковую в плоскостях Е и Н. Для выравнивания диаграмм и уменьшения боковых лепестков рупора могут делать с внутренними канавками.

Раскрыв облучателя часто имеет размеры, сравнимые с его рабочей длиной волны, в отличие от иных элементов антенно-фидерногой тракта, прежде всего антенного зеркала, размеры которого обычно на порядки больше размеров поляризатора, фильтров и др.

Пассивный облучатель часто является коаксиально-волноводным переходом или коническим рупором, хотя существует и множество других конструкций. Выход облучателя на прием конструктивно соединён с МШУ, выход на передачу - с трактом преобразователя частот или с передатчиком. Столь близкое размещение МШУ с облучателем объясняется необходимостью минимизировать потери в тракте на высоких частотах. После МШУ с преобразователем частот сигнал передается приемнику на более низких частотах.

В одной антенне могут работать несколько разных облучателей, располагающихся в ее фокусе или фокальной плоскости. Соответственно ими могут формироваться ДН антенны в разном направлении приема-передачи сигнала, разной поляризации и разного диапазона частот. Этот вариант используется при одновременной работе с разными космическими спутниками связи.

Диаграмма направленности облучателя должна быть адаптирована к размерам рефлектора, потому что она оказывает сильное влияние на эффективность диафрагмы всей антенны, которая определяет коэффициент ее усиления. Излучение от облучателя попадающее за край тарелки называется " перелив " впустую, снижая коэффициент усиления антенны и увеличивая боковые лепестки, что в свою очередь может вызвать помехи в приемных антеннах и повышает восприимчивость к посторонним высокочастотным шумам. Максимальный эффект достигается при условии, что рефлектор равномерно облучается с постоянной мощностью поля по его краям, составляющей 10 дБ. от максимума ДН облучателя.

Характеристики

Коаксиально-волноводный переход (КВП) облучателя круговой поляризации на круглый волновод с запиткой коаксиальным кабелем в двух плоскостях

К основным характеристикам облучателей относятся:

Диаграмма направленности (ДН) облучателя, обеспечивает облучение зеркала параболической антенны. ДН выбирается такой, чтобы обеспечивать облучение зеркала параболической антенны до уровня порядка 10 дБ. ДН в облучателе может быть одновременно суммарной и разностной, что соответствует формированию такой ДН всей антенны.
Коэффициент стоячей волны (КСВ). КСВ - безразмерная величина, показывающая степень согласования антенны с облучателем и волноводным (коаксиальным) входным трактом. КСВ облучателя настраивается на минимум или получается выбором конструкции облучателя. Минимальное КСВ - 1,0. В антенне КСВ настраивается до уровня около 1, 4.
Поляризация. Может быть линейной или круговой (эллиптической). Круговая поляризация различается на левого или правого направления вращения, линейная - на вертикальную или горизонтальную. Поляризация в параболической антенне может формироваться в раскрыве антенны или в облучателе. Чаще это делается в облучателе. Круговая поляризация в облучателе поляризация также может формироваться в его раскрыве или с помощью поляризатора, представляющего собой отрезок волновода с металлическими или диэлекрическими штырями. Направление линейной поляризации в облучателе зависит только от места запитки облучателя.
Кроссполяризационная развязка между каналами на одинаковых частотах, ее уровень в зависимости от задач, не должен быть менее 30-40 дБ.
Частотный диапазон работы. В зависимости от задач может быть широким или узким. В одном облучателе может одновременно формироваться несколько ДН для разных диапазонов - для приемных и передающих частот С. Кu, Ka и др. диапазонов.
Материал изготовления - алюминий, латунь и др. Для космических антенн на космических аппаратах изготавливается из алюминия с серебряным внутренним покрытием.

Литература

Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. 1988.
Кочержевский Г., Ерохин Г., Козырев Н. Антенно-фидерные устройства. 1989.
Айзенберг Г. З. Антенны УКВ. Часть 1. 1977.
Кантор Л. Я. Спутниковая связь и вещание: Справочник. 1988.

Ссылки

Облучатель - антенна