Ю.И.Зайцева, И.В.Мельник - Складной антенный отражатель

Работа посвящена разработке антенного отражателя с минимальными массогабаритами и максимальной радиоотражающей способностью для вывода антенны в космос.

Актуальным является разработка складных конструкций антенн, которые чаще всего выполняют в виде конструкций надувного или раздвижного типа. Зачастую применяют зеркальные антенны, которые пригодны для использования их в виде складных конструкций. Складная космическая антенна – это такая антенна, которая при пролете атмосферы космическим летательным аппаратом находится в сложенном состоянии и занимает мало места внутри него, а при выходе в космос по команде от программно-временного устройства разворачивается и принимает необходимые для нормальной работы форму, ориентацию и размеры.

К таким конструкциям относится плоский зональный отражатель Френеля, в котором рабочая поверхность плоского зеркала состоит из отдельных частей – зон. Среди положительных качеств присущих зональному отражателю Френеля можно выделить высокая технологичность производства, конформность, возможность изготовления антенн больших размеров.

Известный антенный отражатель Френеля представляет собой плоскую радиопрозрачную пластину с нанесенными на нее проводящими концентрическими кольцевыми поверхностями, расположенные в одной плоскости. Облучатель так же, как и у параболической антенны, находится перед самой антенной, имеет место явление дифракции, а не фокусрование в одну точку всех волн, отраженных от поверхности антенны. Это вызвано тем, что под воздействием падающей волны электромагнитного поля, согласно принципа Гюйгенса-Френеля, каждое кольцо становится источником вторичного излучения. Подбирают такую ширину каждого кольца зональной антенны и расстояния между ними, чтобы сигналы вторичного излучения от средних линий каждого кольца в определенной точке пространства совпадали по фазе. Согласно принципа Гюйгенса-Френеля кольца, которые становятся источником вторичного излучения фазы сигналов, которых совпадают, т.е. нечетные кольца выполняются из проводящего материала, кольца, отражающие волны электромагнитного поля в противоположной фазе изготовлены из радиопрозрачного материала.

Известный антенный отражатель используется в наземных радиоэлектронных комплексах. Использование его в космосе не представляется возможным, так как его масса и геометрические размеры делают его экономически невыгодным при транспортировке на орбиту.

В основу данной работы поставлена задача усовершенствования антенного отражателя Френеля в которой за счет использования сотовой конструкции с функцией раскрытия обеспечивается снижение массы конструкции, уменьшение ее габаритов, а следовательно и затрат на транспортировку, при сохранении тех же параметров зональной антенны Френеля, в частности коэффициента усиления.

Поставленная задача решается благодаря тому, что антенный отражатель, содержащий нечетные проводящие концентрические кольцевые поверхности, расположенные в одной плоскости на радиопрозрачном основании причем, радиопрозрачное основание выполнено в форме сотовой конструкции, состоящей из совокупности идентичных призм и которая имеет функцию раскрытия, при этом внутренний диаметр шестиугольника сотовой призмы составляет меньше половины длины волны сигнала, а ширина соединительной поверхности граней призм равна или больше 0,05 длины волны сигнала и покрыта проводящим материалом.

Таким образом, использование данного антенного отражателя на основе сотовой конструкции позволяет снизить металлоемкость и массогабариты, а следовательно и экономические затраты при транспортировке.

Библиографические ссылки

1. Сборник тезисов «Человек и космос» XII Международная молодежная научно-практическая конференция – Днепропетровск – 2010 – «Складной антенный отражатель» стр. 225 .

2. Декларационный патент №52917 Антенный отражатель\ Паслен В.В., Вахнова Е.В., Зайцева Ю.И., Мельник И.В. 10.09.2010, бюл.№17

3. Микроволновые антенны. Рудольф Кюн. Перевод с немецкого В.И. Тарабарина и Э.В. Лабецкого под редакцией проф. М.П. Долуханова. Судостроение, 1967. – 517 с.

4. Никитин В.А., Соколов Б.Б., Щербаков В.В., ТВ, РВ, Си-Би антенны. "100 и одна конструкция, новые и старые варианты". — М.: Символ — Р, 1997 г.