АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА ПОМЕХОЗАЩИТЫ СТАНЦИЙ С ЗЕРКАЛЬНО-ПАРАБОЛИЧЕСКИМИ АНТЕННАМИ

Полезная модель относиться к области радиотехники и предназначена для защиты радиотехнических комплексов с зеркальными антеннами от помеховых сигналов с направлений боковых лепестков диаграммы направленности.
Известна система помехозащиты станций с зеркальными антеннами от воздействия помеховых сигналов, приходящих с направления боковых лепестков диаграммы направленности (см. патент US №4725847, MПK H01Q 19/00, опубл. 16.02.1988), содержащая малогабаритные металлические дисковые рассеиватели, размещенные на поверхности отражателя или на его периферии таким образом, чтобы рассеиваемые ими поля суммировались с полем основного зеркала в области его боковых лепестков в противофазе так, чтобы в определенном направлении регулируемая диаграмма направленности имела глубокий провал.
Однако такая система не позволяет одновременно стабилизировать антенны в главном направлении и подавлять помеху с бокового направления.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является автономная система защиты с зеркально-параболическими антеннами от воздействия помеховых сигналов (см. патент РФ №2311708, МПК H01Q 19/19, опубл. 2006.04.04), содержащая пассивные рассеиватели в виде накладок, размещенные на внутренней зеркальной поверхности параболического отражателя, накладки с управляемыми фазовращателями, которые образуют малоэлементную фазированную антенную решетку отражающего типа, блок управления фазовращателями, процессор, автономный источник питания и облучатель.
Однако такая система является конструктивно сложнойиз-за необходимости размещать фазовращатели позади зеркальной поверхности параболического отражателя.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции адаптивной системы помехозащищты станций с зеркально-параболическими антеннами от воздействий помеховых сигналов, изменяющих свои параметры и местоположение в пространстве, при минимальном снижении коэффициента усиления антенны и сохранении главного лепестка диаграммы направленности.
Эта техническая задача достигается тем, что известная адаптивная адаптивная система помехозащиты станций с зеркально-параболическими антеннами, содержащая зеркальную поверхность параболического отражателя, накладки, расположенные на внутренней поверхности зеркальной поверхности, процессор, автономный источник питания и облучатель, снабжена коммутирующими СВЧ ключами, металлическими резонансными вибраторами, разрезанными на секции, при этом накладки выполнены в виде диэлектрических подложек, на поверхности которых расположены секции металлических резонансных вибраторов, соединенные между собой коммутирующими СВЧ ключами, управляющие входы которых соединены с многоканальным выходом процессора.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная схема адаптивной системы помехозащиты станций с зеркальнымо-параболическими антеннами; на фиг.2 приведен конструкция накладки в виде диэлектрической подложки, на фиг.3 представлены частотные характеристики проходящей через накладку мощности, на фиг.4 показано непрерывное фазовое распределение на зеркальной поверхности, рассчитанное для подавления первого бокового лепестка и его аппроксимация, на фиг.5 изображена диаграммы направленности антенны, соответствующая дискретному распределению, с коррекцией передачи помехи и без нее.
Адаптивная система помехозащиты станций с зеркально-параболическими антеннами содержит зеркальную поверхность 1, накладки 2 в виде диэлектрических подложек, расположенных на зеркальной поверхности 1, секции металлических резонансных вибраторов 3, расположенные на поверхности диэлектрических подложек 2, коммутирующие СВЧ ключи 4, соединяющие между собой секции резонансных вибраторов 3, процессор 5, автономный источник питания 6 и облучатель 7. Информационный вход процессора 5 предназначен для подачи сигнала оценки качества принимаемой станцией информации, при этом вход питания процессора соединен с соответствующим выходом автономного источника питания 6, а многоканальный выход сигнала управления процессора 5 соединен с управляющими входами коммутирующих СВЧ ключей 4.
Адаптивная система помехозащиты станций с зеркально-параболическими антеннами работает следующим образом.
зам
При замкнутых коммутирующих СВЧ ключах 4 диэлектрическая подложка 2 с секциями металлического резонансного вибратора 3 на ее поверхности эквивалентна единому резонансному вибратору. Поэтому падающая электромагнитная волна в области зеркальной поверхности 1, закрытой металлическим резонансным вибратором, будет отражаться от поверхности секций резонансного вибратора 3, что соответствует положительному сдвигу фазы отраженной волны по сравнению с фазой волны, отраженной от зеркальной поверхности без диэлектрической подложки 2. Величина фазового сдвига зависит от расстояния h между секциями металлического резонансного вибратора 3 и зеркальной поверхностью 1 и определяется формулой Δφ=4πh/λ,
где λ - длина волны падающего электромагнитного колебания.
раз
Секции металлического резонансного вибратора 3 при разомкнутых коммутирующих СВЧ ключах 4 эквивалентны нескольким металлическим накладкам, геометрические размеры которых много меньше длины волны падающего электромагнитного колебания. Поэтому основная часть падающей электромагнитной волны проходит через диэлектрическую подложку 2, отражается от зеркальной поверхности 1 и проходит повторно через диэлектрическую подложку 2 в обратном направлении, в результате чего получает отрицательный фазовый сдвиг. Величина фазового сдвига Δφ зависит от толщины h и диэлектрической проницаемости ε подложки 13 и определяется формулой
раз
Δφ=4πh(√ε-1)/λ
Общая длина секций металлического резонансного вибратора 3 и расстояния в диэлектрической накладке 2 между установленными секциями резонансного вибратора должны быть такими, чтобы при замкнутых коммутирующих СВЧ ключах 4 коэффициент отражения от группы таких резонансных вибраторов был максимален, а при разомкнутых коммутирующих СВЧ ключах 4 коэффициент отражения был малым. Выбором диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки 2 можно добиться одинакового по величине положительного и отрицательного фазового сдвига электромагнитного колебания отраженного от диэлектрической подложки 2 с замкнутыми и разомкнутыми коммутирующими СВЧ ключами 4.
Экспериментально на опытном измерительном стенде, измеряют нормированную мощность электромагнитных колебаний проходящих через диэлектрическую подложку 2 при замкнутом и при разомкнутом состоянии коммутирующего СВЧ ключа 4. Зависимости мощности проходящей через диэлектрическую подложку 2 волны от ее частоты для случаев размещения металлического листа вместо диэлектрической подложки 2 (кривая а); для поверхности, содержащей резонансных вибраторов 3, состоящих из трех секций по λ/6 каждая с разомкнутыми коммутирующими СВЧ ключами 4 (кривая б); для такой же поверхности замкнутыми коммутирующими СВЧ ключами 4 (кривая в). Рассмотрение кривой б показывает, что при разомкнутых коммутирующих СВЧ ключах 4 отражение от диэлектрической подложки 2 незначительно и не превосходит 3 дБ. Сопоставление кривой в и кривой а показывает, что при замкнутом коммутирующем СВЧ ключе 11 уровень отражения в определенной полосе частот превышает 32 дБ и близок к отражению от металлической пластины.
Кривая г показывает полученное расчетный путем непрерывное фазовое распределение по апертуре в пределах от левого края зеркальной поверхности 1 (х=-1) до его правого края (х=+1) для оптимального подавления помехи с направления максимума первого справа бокового лепестка диаграммы направленности, а кривая д показывает аппроксимирующее его эквивалентное дискретное фазовое распределение, реализуемое предлагаемой конструкцией из четырех диэлектрических накладок 2, закрывающих не более 20% зеркальной поверхности. Диаграмма направленности антенны, получаемая при использовании предлагаемой системы помехозащиты с параметрами накладок, соответствующими такому дискретному распределению показана в виде кривой е. Кривая ж показывает исходную диаграмму направленности без использования помехозащиты. Сопоставление кривой е и ж в окрестности первого справа бокового лепестка показывает, что выигрыш по уровню подавления помехи с направления максимума этого бокового лепестка может превышать 30 дБ при сохранении усиления антенны в направлении главного максимума.
Использование полезной модели позволяет упростить конструкцию адаптивной системы помехозащиты станций с зеркально-параболическими антеннами от помеховых воздействий, изменяющих свои параметры во времени, при минимальном снижении коэффициента усиления антенны и сохранении главного лепестка диаграммы направленности