Облучатель

Облучатель представляет собой ключевой компонент параболической антенны, расположенный в её фокусе или фокальной плоскости. Он отвечает за формирование диаграммы направленности и поляризации антенны, обеспечивая её эффективную работу в различных диапазонах частот.

Конструкция облучателя

Облучатели могут иметь различные конструкции, которые зависят от их назначения, стоимости и диапазона работы. Обычно они представляют собой круглые или прямоугольные конические рупора, которые формируют диаграмму направленности, равномерную в плоскостях E и H. Для улучшения характеристик рупора и снижения боковых лепестков могут использоваться внутренние канавки.

Размер раскрыва облучателя часто сопоставим с рабочей длиной волны, в отличие от антенного зеркала, размеры которого значительно превышают размеры поляризатора и других элементов антенно-фидерного тракта. Пассивные облучатели, как правило, представляют собой коаксиально-волноводные переходы или конические рупоры, хотя существуют и другие конструкции. Выход облучателя на прием соединен с многофункциональным шунтирующим устройством (МШУ), а выход на передачу — с трактом преобразователя частот или передатчиком. Это близкое расположение объясняется необходимостью минимизации потерь на высоких частотах.

В одной антенне может функционировать несколько различных облучателей, расположенных в фокусе или фокальной плоскости. Это позволяет формировать диаграммы направленности антенны для разных направлений приема и передачи сигнала, а также для различных поляризаций и диапазонов частот. Такой подход используется при одновременной работе с несколькими спутниками связи.

Диаграмма направленности облучателя должна быть оптимизирована под размеры рефлектора, так как она существенно влияет на эффективность всей антенны и её коэффициент усиления. Излучение, попадающее за край зеркала, называется "переливом" и приводит к снижению коэффициента усиления антенны и увеличению боковых лепестков. Это может вызвать помехи в приемных антеннах и повысить восприимчивость к высокочастотным шумам. Максимальная эффективность достигается при равномерном облучении рефлектора с постоянной мощностью поля по его краям.

Основные характеристики облучателей

Ключевые характеристики облучателей включают:

Диаграмма направленности (ДН): обеспечивает облучение зеркала параболической антенны до уровня около 10 дБ. ДН может быть суммарной и разностной.
Коэффициент стоячей волны (КСВ): безразмерная величина, показывающая степень согласования антенны с облучателем. Минимальное значение КСВ — 1,0; в антенне оно настраивается до уровня около 1,4.
Поляризация: может быть линейной или круговой (эллиптической). Круговая поляризация делится на левую и правую, а линейная — на вертикальную и горизонтальную. Поляризация может формироваться как в раскрыве антенны, так и в самом облучателе.
Кроссполяризационная развязка: уровень развязки между каналами на одинаковых частотах должен составлять не менее 30-40 дБ.
Частотный диапазон работы: может быть широким или узким; один облучатель может одновременно поддерживать несколько диаграмм направленности для разных диапазонов частот.
Материалы изготовления: обычно используются алюминий или латунь; для космических антенн применяют алюминий с серебряным покрытием для уменьшения потерь.

Эти характеристики определяют эффективность работы облучателя в различных условиях эксплуатации и его способность обеспечивать качественный прием и передачу сигналов.