Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2014

условии, что F/D > 0,3 и δ < 7, точность с формулой (8) в пределах 0,5 дБ) GL = 0,011 δ 2 /(F/D) 2 , (9) где F/D – отношение фокусного расстояния к диаметру парабо- лоида, из которого производится вырезка зеркала несимметричной однозеркальной антенны; δ – нормированный относительно ширины ДН угол отклонения луча. Кроме того, в [17] приведена оценка расширения диаграммы направлен- ности отклоненного луча θ ( δ ) = (0,762 T +58,44) λ /D 10 0,05GL или θ ( δ )/ θ ( δ =0) = 10 0,05GL , (10) где T – уровень облучения края зеркала (значение положительное); D/ λ – нормированный размер рас- крыва антенны; θ ( δ ) – ширина ДН луча при откло- нении на δ . Отмечено, что увеличивается и про- вал в усилении в области сопряже- ния трех смежных лучей в зоне от- клоненных лучей: B( δ ) = 3 [ θ 0 / θ ( δ )] 2 , дБ (11) В обзоре 1980-х гг. [21], посвящен- ном анализу зарубежных публика- ций о гибридных зеркальных антен- нах, представлены графические дан- ные сравнения нескольких типов антенн в части свойств сканирова- ния луча (рис. 3). Особо следует подчеркнуть, что апланатические антенны обладают существенно более широким сектором сканирова- ния луча, но в пределах основного направления усиление луча изна- чально заметно ниже (примерно на 3 дБ) обычной параболической ан- тенны. Именно по этой причине такие решения не применяются при построении антенных систем спут- ников HTS. Вопросы падения усиления в широ- ком секторе сканирования луча рас- смотрены в ряде работ. Результаты, представленные в цикле работ про проекту Gen-Star (рис. 4), показы- вают, что в этом смысле двухзер- кальные антенны имеют заметно лучшие характеристики по сравне- нию с однозеркальными [23]. Осо- бенно высокие угловые секторы ска- нирования достигаются в антеннах, выполненных по схеме Драгоне [23, 45]. Но использование двухзеркаль- ных антенн сопряжено с повышен- ной массой и габаритами (особенно антенны Драгоне). Следует отме- тить, что еще в 1970-х гг. в СССР активно исследовались вопросы ска- нирования луча [46]. Э ффективность антенны Эффективность (КИП) многолуче- вой антенны, выполненной по схеме “один рупор – один луч", невысока (например, см. табл. 2). Очевидно, что с увеличением уровня облуче- ния края зеркала снижается эффек- тивность антенны. В [11] приведено достаточно простое аналитическое соотношение для оценки КИП одно- зеркальной несимметричной антенны в зависимости от облучения края зеркала (T): КИП = 4 cotg 2 ( θ 1 /2) · [ 1 - cos n ( θ 1 /2)] 2 · (n+1)/n 2 , (12) где n = -0,05T/Lg[cos( θ 1 /2)]; 2 θ 1 – угол, под которым виден реф- лектор из точки фокуса. В [22] приведена оценка достижи- мого КИП при использовании раз- личных типов облучателей при уровне пересечения лучей 3 дБ. При использовании рупора с круг- лым раскрывом КИП = 0,45, при использовании пирамидального квадратного рупора КИП = 0,32 (антенна F/D=1, D/ λ =100). Зависимость КИП антенны от уровня облучения края зеркала представлена во многих работах. На рис. 5 приведен график из [25]. В этой статье рассматривается воз- можность увеличения направленно- сти излучателей в многорупорном 59 2014 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ С нижение усиления при сканировании луча [21] Рис. 3 Антенна D/ λ =130, представленные данные следует рассматривать как качественные, поскольку F/D и иные параметры антенн не указаны в обзоре С равнительные данные антенн для заданного угла сканирования [23] Рис. 4 Ширина ДН луча примерно 0,7 град., Top-Fed и Side-Fed – антенны Драгоне с нижней и верхней запиткой