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Patent Searching and Data


Title:
FEED SYSTEM FOR DOUBLE-REFLECTOR ANTENNAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/148467
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a feed system comprising at least one horn and a sub-reflector, for double-reflector antenna systems, with high-impedance surfaces for reducing surface currents and the electric field generated, which contributes to an increase in secondary lobes and the cross-polar component.

Inventors:
SALAS NATERA MIGUEL ALEJANDRO (ES)
GALOCHA IRAGÜEN BELÉN (ES)
MARTÍNEZ RODRÍGUEZ-OSORIO RAMÓN (ES)
Application Number:
PCT/ES2019/070867
Publication Date:
July 23, 2020
Filing Date:
December 19, 2019
Export Citation:
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Assignee:
UNIV MADRID POLITECNICA (ES)
International Classes:
H01Q13/02
Foreign References:
Other References:
ZANG SANDRO R ET AL.: "Analysis of Omnidirectional Dual-Reflector Antenna and Feeding Horn Using Method of Moments", IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, vol. 62, 1 March 2014 (2014-03-01), PISCATAWAY, NJ, US, pages 1534 - 1538, XP011541768, ISSN: 0018-926X, DOI: 10.1109/TAP.2013.2296775
BAUERLE R J ET AL.: "A center fed multi-band antenna for simultaneous satellite communication at C and Ku bands", MILITARY COMMUNICATIONS CONFERENCE, 31 October 2010 (2010-10-31), Piscataway, NJ, USA, pages 1564 - 1571, XP031843757, ISBN: 978-1-4244-8178-1
Attorney, Agent or Firm:
UNGRÍA LÓPEZ, Javier (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Sistema ali entador para antenas de doble reflector, que comprende de:

- una bocina de alimentación (2) acoplada a una guía de onda; y

- un plato sub-reflector (10) que dispone de una cara frontal (12) para reflejar radiación emitida por la bocina de alimentación, y una cara posterior (11), donde el sistema está caracterizado por que contiene:

- al menos una primera superficie de alta impedancia dispuesta en la cara posterior del plato sub-reflector.

2.- Sistema de acuerdo a la reivindicación 1 donde la primera superficie de alta impedancia comprende al menos una corrugación axial.

3. Sistema de acuerdo a la reivindicación 1 donde la primera superficie de alta impedancia comprende al menos un choke de ciertas dimensiones sintonizado a una frecuencia crítica.

4. Sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la primera superficie de alta impedancia queda definida por un primer parámetro de profundidad, un segundo parámetro de anchura de ranura y un tercer parámetro de anchura de pared.

5. Sistema de acuerdo a la reivindicación 4 donde el primer parámetro, el segundo parámetro y el tercer parámetro tienen respectivamente un valor de l/4, l/8 y l/80 o superior.

6. Sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la primera superficie de alta impedancia comprende al menos cinco chokes, donde cada uno de los chokes tiene dimensiones diferentes o iguales a los demás.

7. Sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende al menos una segunda superficie de alta impedancia (31 , 32) dispuesta en la guía de onda. 8. Sistema de acuerdo a la reivindicación 7 donde la segunda superficie de alta impedancia comprende al menos un conjunto de chokes (51) laterales dispuestos exteriormente sobre la guía de onda.

9. Sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende unos medios de soporte del plato sub-reflector.

10. Sistema de acuerdo a la reivindicación 9 donde los medios de soporte se seleccionan entre un radomo (23), una lente o elemento dieléctrico (22) y unas varillas (24);

11. Sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende un mástil de alimentación, donde la guía de onda está dispuesta interiormente a lo largo de dicho mástil de alimentación. 12. Sistema de acuerdo a la reivindicación 11 que además comprende un plato reflector principal (5), acoplado en un primer extremo del mástil de alimentación, donde el mástil de alimentación comprende dos superficies de alta impedancia (51 , 52) con cinco chokes cada una; y

donde el plato sub-reflector está soportado por un radomo, de manera que la cara frontal del plato sub-reflector está dispuesta en una posición enfrentada a la bocina de alimentación que refleja la radiación hacia el plato reflector principal, y donde la cara frontal del plato sub-reflector tiene una geometría elíptica.

Description:
SISTEMA ALIMENTADOR PARA ANTENAS DE DOBLE REFLECTOR

DESCRIPCIÓN

SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere al campo técnico de la electrónica y más específicamente a las tecnologías de la información y las comunicaciones mediante antenas reflectoras dobles.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, los sistemas de antenas son objeto de constante evolución para que permita mejorarlos para comunicaciones por satélite y cumplir con los requisitos, tanto actuales como futuros, con sistemas de antenas reflectoras eléctricamente pequeñas.

Durante la última década, los sistemas de comunicaciones como las comunicaciones móviles y satelitales se han movido hacia bandas de frecuencias más altas que requieren antenas compactas de alta ganancia en la mayoría de los casos. La ganancia de la antena se ve afectada por la eficiencia; Cuando generalmente se requiere alta eficiencia, se consideran las antenas de apertura, como los reflectores. Estas se caracterizan por bajas pérdidas debido a su diseño simple y menor número de componentes de antena. En este sentido, la configuración de la antena reflectora es la alternativa más simple y efectiva para lograr una alta ganancia cuando el perfil o el tamaño no son restricciones de conducción y no se requiere una dirección de haz electrónico. Además, las especificaciones y el cumplimiento de la máscara son un requisito más estricto de los operadores cuando aumenta el número de usuarios y los requisitos de tráfico. Esto significa que más usuarios que requieren mayores velocidades de datos están vinculados al satélite y, por lo tanto, más interferencias agregadas del segmento terrestre están afectando a los sistemas satelitales. En este sentido, los sistemas de satélites adyacentes necesitan una menor contribución de las interferencias del usuario debido al nivel del lóbulo lateral para garantizar los indicadores de calidad (CIR y CINR) agregados.

Por otro lado, los sistemas con sub-reflectores auto-soportados fueron creados para evitar el bloqueo del sub-reflector. Los sistemas alimentados con sub-reflectores auto- soportados se han utilizado especialmente para disminuir el nivel de polarización cruzada. Los grados de libertad que ofrece la alimentación con sub-reflector auto- soportado se basan en el diseño de los diferentes componentes enumerados como guía de onda, bocina, radomo de apoyo o struts y sub-reflector.

En esta línea, el estado del arte presenta sistemas de antenas evolucionados con diferentes configuraciones y tamaños. A continuación se hace breve referencia a los más relevantes tanto en sistemas de antena de reflector dual como en sistemas de alimentación de sub- reflecto res auto-soportados o soportados por struts (configuración de doble reflector, esencialmente un sub-reflector con una antena de bocina de alimentación adjunta) a la vez que se analizan las fuentes contribuyentes que aumentan el nivel del lóbulo lateral y los parámetros de la antena principal que se deben mejorar en los sistema de antenas reflectoras pequeñas y compactas, principalmente el nivel del lóbulo lateral (SLL) y el nivel de polarización cruzada en el eje.

La configuración del reflector dual es la geometría más compacta para sistemas de antena de alta ganancia. Sin embargo, hay pocos reflectores gregorianos construidos en comparación con los sistemas de antena Cassegrain. En general, los reflectores pueden ser cilindricos, esféricos, así como desplazados, simétricos o conformados para un patrón de radiación personalizado. Aunque existen varios tipos de configuraciones de sub-reflectores y principales, en ellos está presente el bloqueo producido por el sub-reflector, los struts, el mecanismo de soporte de alimentación, la alineación, etc. Geometrías como el reflector dual desplazado evita el bloqueo producido por el sub-reflector, aunque esto aumenta la polarización cruzada. Estos problemas se resuelven con frecuencia mediante el uso de geometrías axialmente simétricas en ambas superficies, reflector y sub-reflector.

Típicamente, el sub-reflector es varias veces más pequeño que el reflector principal, midiendo en el caso de los sistemas AD (de eje desplazado) simétricos alrededor de 2 l - 4l. Por otro lado, los sistemas AD pueden ser compatible con alimentadores de doble banda. Existen varias configuraciones para los sistemas compactos en cuanto a la configuración de guía de onda, bocina (cónicas, corrugadas, de chokes, guía de onda abierta, etc.), sub-reflector y mecanismos de sujeción del sub-reflector (radomo- soporte, rod de dieléctrico, o struts). El dieléctrico para soportar el sub-reflector también se puede utilizar para igualar las impedancias. Se ha demostrado que al usar un solo choke en la bocina, la mejora de adaptación e iluminación es bastante eficiente. En este sentido, el llamado diseño de "coffee can" implementa un solo choke como mejora principal. Este artefacto se reproduce coaxialmente varias veces en la abertura de la antena tipo Chaparral para mejorar la pureza de la polarización lineal. Por lo tanto, la implementación de choques reduce la polarización cruzada, así como el nivel del lóbulo lateral.

En cuanto al sub-reflector de los sistemas anteriores, el estado del arte contempla en una de las soluciones sistemas alimentados por un sub-reflector formado por chokes llamado‘Hat’. Aunque este tipo de alimentación se propone inicialmente para reducir la polarización cruzada, se ha aplicado para aumentar la eficiencia de la antena mejorando la iluminación en borde del reflector principal, consiguiendo reducción del lóbulo lateral y compensación de error de fase. Como se menciona anteriormente, el lente dieléctrico se ha implementado por varias razones, para el ajuste de la impedancia, para adaptar el campo de la apertura a la superficie del sub-reflector y para soportar el sub-reflector.

Por otro lado, otras soluciones del estado del arte proponen un sub-reflector soportado por una lente dieléctrica en la apertura de la guía de onda para la alimentación de una antena parabólica. Las corrugaciones en la lente dieléctrica y la estructura de la placa de chokes están optimizadas para mejorar el rendimiento de la antena. La estructura de alimentación está diseñada con eje de simetría y para baja polarización cruzada. La estructura resultante ofrece una buena ganancia y una nivel de polarización cruzada correcto para las aplicaciones VSAT de banda Ka donde las bandas de frecuencia de recepción y transmisión son 20.2-21.2 GHz y 30-31 GHz, respectivamente. Sin embargo, el nivel de lóbulo secundario presentado es aún alto para cumplir con los requisitos y máscaras de diagramas impuestas por la mayoría de los operadores. Por lo anterior, el cumplimiento de la máscara se limita a la correspondiente sobre la densidad de potencia espectral (PSD) que estará definida por el tipo de servicio (tasa de transmisión).

El estado del arte también comprende soluciones que proponen una antena reflectora, para mejorar las pérdidas de retorno respecto a los sistemas anteriormente desarrollados, basada en una alimentación de antena de guía de ondas circular con un sub-reflector plano que tiene una lente dieléctrica radial que en conjunto reflejan la energía de la guía de onda sobre un reflector principal rotacionalmente simétrico. Las dimensiones de la alimentación de la antena también se eligen de modo que su patrón de radiación tenga una amplitud cero a lo largo del eje de alimentación de la antena. Esto último mejora aún más las pérdidas de retorno al minimizar la cantidad de energía del reflector principal que se dirige de nuevo a la apertura de alimentación. Alternativamente, la misma solución, presenta un patrón de radiación de alimentación con un estrechamiento de amplitud asimétrica para mejorar la relación de lóbulo lateral en un plano preferido.

Para el mismo tipo de sistemas reflectores con baja relación de distancia focal respecto el diámetro del reflector principal, y este último con el punto focal muy cercano a la apertura, el estado del arte también comprende una solución de antena de doble reflector y bajo lóbulo secundario, con una relación entre la distancia focal del reflector y el diámetro del reflector establecido en menos de 0.25. Para alimentar el reflector principal, el sistema utiliza una guía de onda acoplada en su extremo a un reflector convexo, que provee la iluminación al reflector principal. Para ello, se utiliza un bloque dieléctrico acoplado a un extremo que además de adaptar la apertura de la guía de onda, soporta el sub-reflector convexo. El diámetro del sub-reflector está dimensionado para ser de 2.5 longitudes de onda o más de una frecuencia de operación deseada. Esto último lo convierte en un sistema multi-banda y mejora su eficiencia.

Otra de las posibilidades que se encuentra en el estado del arte propone una reducción de la densidad de la corriente superficial cerca de los bordes de la antena del reflector parabólico para disminuir el nivel del lóbulo secundario del reflector. Para ello, la densidad de corriente se reduce al colocar cargas de borde resistivo cónico en el reflector para disminuir así gradualmente la conductividad desde el centro del reflector hasta el borde.

Por último, una solución que mejora las técnicas anteriores contempla una antena con sub-reflector con reducción de lóbulos laterales. Dicha solución comprende un sub- reflector anisotrópico convexo cónico y corrugado conectado a una guía de onda, y este se encuentra en el foco de un reflector principal profundo con el punto focal muy cerca de la apertura. El sub-reflector tiene corrugaciones de profundidad variable. Las profundidades variables de las corrugaciones dan como resultado una reactancia variable, o un ajuste (taper) de la reactancia del sub-reflector. Este sub-reflector convexo tiene una forma cónica diseñada de tal manera que guía o dirige la energía de la alimentación de la antena al reflector principal garantizando que los lóbulos laterales queden muy reducidos. Además, el sub-reflector tiene una forma que puede ser conformada para dirigir o guiar la energía en la dirección deseada de forma optimizada. La geometría profunda del reflector principal permite colocar el sub- reflector de tamaño reducido dentro del borde del reflector principal, de modo que el conjunto se pueda cubrir con un radomo plano.

Sin embargo todas las soluciones anteriores presentan inconvenientes a la hora de reducir eficientemente los lóbulos secundarios y el nivel de componente contrapolar del sistema de manera conjunta, lo cual continúa siendo un reto de diseño para el estado del arte.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención resuelve los problemas anteriormente mencionados, consiguiendo reducir el nivel de lóbulos secundarios y de la componente contra-polar de una antena. Para ello, un primer aspecto de la invención se refiere a un sistema alimentador para antenas de doble reflector, que comprende: una bocina de alimentación acoplada a una guía de onda; y un plato sub-reflector que dispone de una cara frontal para reflejar radiación emitida por la bocina de alimentación, y una cara posterior, donde el sistema está caracterizado por que comprende al menos una primera superficie de alta impedancia dispuesta en la cara posterior del plato sub- reflector. Ventajosamente, las superficies de alta impedancia implementadas en el sistema de la presente invención reducen las corrientes superficiales y del campo eléctrico generado, que son responsables de indeseables aumentos de los lóbulos secundarios y la componente contra-polar.

En una realización de la invención, la primera superficie de alta impedancia comprende al menos una corrugación axial. En una realización de la invención la primera superficie de alta impedancia comprende al menos un choke de ciertas dimensiones sintonizado a una frecuencia crítica. Ventajosamente, las superficies corrugadas de alta impedancia se implementan en la cara posterior del sub-reflector, a diferencia de otros diseños del estado del arte que utilizan las corrugaciones para obtener una determinada iluminación. En la presente invención, las corrugaciones axiales, también conocidas como chokes, sintonizadas a las frecuencias críticas a las que se desea eliminar la contribución de los campos que se puedan generar en la superficie del sub-reflector. De esta manera se reduce su contribución a los lóbulos secundarios y a la componente contra-polar.

La primera superficie de alta impedancia puede definirse por sus dimensiones de acuerdo a ciertos parámetros: un primer parámetro de profundidad, un segundo parámetro de anchura de ranura y un tercer parámetro de anchura de pared. En una realización específica de la invención, los valores asignados a dichos parámetros son iguales o superiores a l/4, l/8 y l/80, respectivamente.

De acuerdo a una realización particular de la invención, la primera superficie de alta impedancia comprende al menos cinco chokes, donde cada uno de los chokes tiene dimensiones diferentes o iguales a los demás.

La presente invención contempla una segunda superficie de alta impedancia dispuesta en la guía de onda. Concretamente, una de las realizaciones contempla que la segunda superficie de alta impedancia disponga al menos de un conjunto de chokes laterales dispuestos exteriormente sobre la guía de onda, de manera transversal. Así, ventajosamente se reducen las corrientes provenientes de la apertura, así como también las desplazadas de otras fuentes de campo. Esto también contribuye en la reducción de los lóbulos secundarios del diagrama total del sistema de antena de doble reflector.

Adicionalmente, se contemplan unos medios de soporte del plato sub-reflector. Los medios de soporte pueden ser seleccionados entre un radomo, una lente o elemento dieléctrico y unas varillas.

La guía de onda se contempla que esté dispuesta interiormente a lo largo de un mástil de alimentación, acoplable por uno de sus extremos a un plato reflector principal del sistema reflector doble y acoplable por el extremo opuesto a la bocina de alimentación.

Opcionalmente, en una realización particular de la invención se contempla un plato reflector principal, acoplado en un primer extremo del mástil de alimentación, donde el mástil de alimentación comprende dos superficies de alta impedancia con cinco chokes cada una; y donde el plato sub-reflector está soportado por un radomo, de manera que la cara frontal del plato sub-reflector está dispuesta en una posición enfrentada a la bocina de alimentación que refleja la radiación hacia el plato reflector principal, y donde la cara frontal del plato sub-reflector tiene una geometría elíptica.

El sistema de alimentador de la presente invención no es sólo aplicable para nuevos diseños de sistemas de reflectores dobles, sino que ventajosamente puede implementarse en sistemas ya diseñados, que se deseen mejorar reduciendo su nivel de componente contra-polar y su nivel de lóbulos secundarios.

De acuerdo a todo lo anterior, las ventajas para los sistemas de antenas reflectoras dobles son múltiples. Entre las ventajas por ejemplo cabe destacar la reducción del nivel de lóbulos secundarios y de la componente contra-polar, que en sistemas de baja relación de distancia focal respecto al diámetro del reflector principal (f/D) y de reflectores principales eléctricamente pequeños de pocas lambdas (< 50l), es un reto de diseño.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para completar la descripción de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización de la misma, se acompaña un conjunto de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado las siguientes figuras:

La figura 1 muestra la realización general del sistema alimentador de bajo SLL y componente contra-polar para antenas de doble reflector.

La figura 2 muestra una opción de realización donde la superficie que recibe los campos del alimentador y los refleja hacia el reflector principal es de tipo hiperbólico.

La Figura 3 muestra otra opción de realización, donde la superficie que recibe los campos del alimentador y los refleja hacia el reflector principal es de tipo elíptico, haciendo en este caso que el sistema sea de eje desplazado con sub- reflector elíptico.

Las figuras 4A, 4B y 4C muestran la cara posterior de los sub-reflectores, la cual influye en el comportamiento de las corrientes superficiales para el caso de superficies eléctricas y para el caso cuando se implementan las superficies de alta impedancia con chokes. Donde la escala de grises representa la intensidad de las corrientes superficiales, siendo el tono más claro el que corresponde a la mayor intensidad de corriente.

Las figuras 5A y 5B muestran el mástil del sistema alimentador y la influencia en el comportamiento de las corrientes superficiales para los casos cuando se implementan uno o dos conjuntos de superficies de alta impedancia con chokes.

Las figuras 6A, 6B, 6C y 6D muestran diferentes superficies de propagación, las cuales implican diferentes comportamientos de las ondas planas electromagnéticas TEM, TE y TM.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención divulga una solución de alimentador para antenas reflectoras dobles con reducción del nivel de lóbulos secundarios y de la componente de polarización cruzada. La descripción de componentes del sistema alimentador y técnicas utilizadas están basados en las realizaciones representadas en las figuras, anteriormente comentadas, con intenciones ilustrativas. Sin embargo, la presente invención puede ser implementada en cualquier sistema de doble reflector, principal y secundario, aunque su mayor contribución en la optimización se presenta en sistemas de doble reflector centrados.

El sistema alimentador de la presente invención alcanza sus ventajosos efectos mediante la reducción de las corrientes producidas por el modo fundamental y los superiores generados en la apertura o bocina implementada. Estas corrientes son reducidas en el mástil de la bocina y en la cara posterior del sub-reflector. Dichas corrientes pueden ser producidas por el campo entregado a la guía de onda que alimenta en la bocina, y por tanto existentes en la apertura, como también por los campos difractados desde el resto de componentes o estructura del sistema de antena. De esta manera se alcanza el objetivo de reducir el nivel de lóbulos secundarios y de componente contra-polar no deseados en el sistema. La configuración específica del sistema de la presente invención, que produce el efecto de reducir las corrientes no deseadas, está basada en la implementación de chokes con dimensiones variables ajustadas a cada problema, en las superficies metálicas consideradas como críticas. En este sentido, una de las realizaciones de la invención se enfoca en disponer corrugaciones en planos metálicos con solución canónica de onda y donde se puede aplicar la corrección de Kildal. Este análisis puede ser también utilizado en la reducción de ondas superficiales de campos eléctricos desde que estas están soportadas en superficies magnéticas.

Las figuras 1, 2 y 3 muestran un esquema general con las partes y componentes del sistema alimentador de la presente invención, de acuerdo a diferentes realizaciones que divulgan diferentes opciones de elementos de soporte y geometrías de la superficie del sub-reflector que recibe los campos del alimentador. Las bandas de operación del sistema pueden ser cualquiera, tanto para sistemas de banda estrecha, para banda ancha, como para sistemas multi-banda, e independientemente del tipo de polarización utilizada. Así, el alimentador propuesto tiene los siguientes elementos: mástil de alimentador 4, donde el mástil a su vez comprende la guía de onda, que alimenta una bocina o apertura 2, y unas superficies de alta impedancia 31 y 32. El número de superficies puede variar, como puede verse en los diferentes mástiles representados en las figura 5A y 5B, donde estas superficies se implementan como conjuntos de N (primer conjunto 51) y L (segundo conjunto 52) chokes, que se definen a partir de las necesidades del sistema para reducir las corrientes provenientes de la apertura, por las corrientes desplazadas y por la contribución por dispersión de los diferentes componentes del sistema; elementos de soporte del sub-reflector, los cuales dependen del tipo de sub reflector implementado. Por ejemplo, estos elementos de soporte pueden ser un radomo 23 que se integre a la parte exterior de la bocina y sujete el sub-reflector, un lente o elemento dieléctrico 22 que se adapte a la apertura o bocina y este soporte el sub-reflector, o struts 24 (varillas) que pueden estar sujetas en el mástil o desde el reflector principal 5 y que sujetan el sub-reflector. Todas estas opciones aseguran la correcta posición del sub-reflector según el diseño electromagnético del sistema; y sub-reflector 10 con superficie de alta impedancia en la superficie posterior 11 , y con cualquier geometría o tipo de diseño para la cara 12 que recibe los campos del alimentador y los refleja hacia el reflector principal.

Los sistemas de doble reflector comprendidos por la presente invención pueden ser clásicos u optimizados. Entre los clásicos se encuentran por ejemplo, los sistemas dobles Cassegrain, Gregoriano y ADE (Axial Displaced Elliptical), mientras que entre los no clásicos, se pueden enumerar los sistemas ADE modificados en los que el sub reflector no es elíptico, sino que es remplazado otro tipo de sub-reflector autosoportado como los discutidos en el estado del arte, tal como el sistema alimentado tipo“Hat-fed”, entre otros.

Para comprender el desarrollo teórico que desemboca en la solución propuesta por la presente invención, primero hay que asumir que la onda del campo eléctrico es perpendicular a las corrugaciones, independientemente a la dirección de la fuente de campo que se está considerando, también el campo proveniente por dispersión de las ondas desde varias superficies y desde la misma estructura de la antena. Para ello, se puede analizar el problema teórico desde los resultados obtenidos sobre las superficies utilizando una fuente que emite un campo electromagnético desde una dirección como se puede observar en las figuras 4A, 4B y 4C.

Las figuras 6A-6D presentan los diferentes tipos de superficies contempladas, lo que influye en el comportamiento de las ondas electromagnéticas como se verá a continuación. Nótese que típicamente, los problemas de‘overshoot’ o superación de las máscaras de requisitos, son más críticos en las bandas de frecuencia definidas para transmisión, por lo que la reducción de las corrientes no deseadas se puede concentrar para dichas frecuencias. Sin embargo, no puede ser utilizada una aproximación de banda estrecha, por lo que se desestima la utilización periódica de corrugaciones resonantes con profundidad constante de lambda cuarto.

Se tienen dos tipos de ondas planas electromagnéticas TEM, TE y TM, que podrán estar presentes o propagarse a lo largo de las superficies de las figuras 6A-6D. Las ondas de los campos TE definen el vector del campo eléctrico en la dirección paralela al plano XY, donde este plano pertenece a la superficie bajo estudio con su vector de campo magnético ortogonal, y ambos ortogonales a la dirección de propagación. Por otro lado, las ondas planas TM definen el vector del campo magnético paralelo al plano XY que pertenece a la superficie bajo estudio, con su vector de campo eléctrico ortogonal y ambos ortogonales a la dirección de propagación. En ambos casos, los vectores eléctricos y magnéticos cumplen con la regla de mano derecha que describe la dirección de propagación.

Partiendo por otro lado de las condiciones de contorno, se define que, el campo eléctrico sobre una superficie eléctrica conductora es cero (\É\ = 0) y que el campo magnético es diferente de cero (\H\ ¹ 0). Al mismo tiempo, sobre una superficie magnética, como las corrugaciones o chokes propuestos por la presente invención, esta requiere que el campo magnético sea cero ( \H\ = 0) y que el campo eléctrico sea diferente de cero ( \É\ ¹ 0).

Según lo anterior, la superficie 61 de la figura 6A es una superficie eléctrica constante en la que el campo eléctrico de la superficie es cero para sus componentes en el plano XY.

Para las superficies 62 y 63, de las figuras 6B y 6C, se obtiene que tanto los campos eléctricos como los magnéticos paralelos al plano XY son cero, por lo que las ondas planas de superficie TE y TM son cero. Este supuesto se aplica a estructuras resonantes cuyas dimensiones pueden definirse como profundidad "d", anchura de la ranura o de choke "W" y anchura de la pared "w", como l/4, l/8 y l/80 o superior, respectivamente. Además, también se supone que los campos se propagan en la dirección del eje z, de manera que la superficie 63 proporcionará para varias fuentes de campo una propiedad de dispersión de frecuencia en las condiciones de los límites antes establecidos debido a que la dimensión“W” de apertura de la ranura cambia en diferentes secciones paralelas a la dirección del eje X. Finalmente, si diferentes fuentes están ubicadas a la misma distancia sobre una sección circular concéntrica al arco de la corrugación en la superficie 63, y sus campos se propagan en la dirección al centro de estos círculos concéntricos, entonces se obtiene un comportamiento resonante único en la superficie.

En la superficie 64 de la figura 6D, que pertenece a un escenario con varias fuentes ubicadas a diferentes distancias de su centro y que la rodean en casi todas las direcciones de impacto, las fuentes proporcionan campos bajo evaluación, por lo que tienen que tratar con las características de la superficie dispersiva. Por lo tanto, la superficie 64 tiene diferentes profundidades, ranuras y anchos de pared para cubrir toda la banda de frecuencias. Esto significa que una superficie corrugada plana con chokes de profundidad exactamente iguales a cuarto de lambda mitiga la onda plana oblicua cuyos vectores son perpendiculares a las corrugaciones, que pueden ser independientes de la dirección del campo. En este sentido, estas superficies se conocen como superficies independientes de la polarización.

Además, asumiendo que los chokes en la superficie pueden ser reemplazados por las condiciones de contorno de la superficie corrugada, se puede utilizar un enfoque de modo único para la comprensión del problema. También se puede realizar un análisis de expansión matemática adicional de los campos externos sobre la superficie corrugada cuadrada, utilizando el conjunto completo de modos, y para la corrugación cilindrica. Teniendo en cuenta el factor de decaimiento a a partir del factor de propagación, se puede resolver la ecuación de Maxwell para el campo acoplado relacionado con las condiciones de los límites con VxH para H y (z = 0), y esto dirige a la relación entre los campos eléctricos y magnéticos que al sustituirlos en la ecuación de onda tanto los campos eléctricos como los magnéticos, da la relación de dispersión k 2 - k x 2 + a 2 = 0 que proporciona el factor de decaimiento.

Es importante mencionar que en sistemas reales, un reflector principal de pétalos no tiene simetría ideal y por lo tanto la contribución de fase de los pares de elementos de corriente no es igual en cada punto de evaluación. Además, las corrientes desplazadas producidas por el campo de la bocina de alimentación directa que inciden sobre la superficie del sub-reflector también existen sobre la cara metálica posterior del sub-reflector.

Para facilitar la comprensión de la solución propuesta en la presente invención, se describe a continuación una realización preferida de la misma basada en las mismas figuras explicadas anteriormente. Así, la realización preferida del sistema alimentador de bajo SLL y componente contra-polar para antenas de doble reflector, consta de: un mástil de alimentador 4 con dos superficies de alta impedancia 31 y 31 de cinco chokes cada una, donde el mástil contiene la guía de onda que alimenta una bocina 2 dispuesta en su extremo para alimentar un sub-reflector; una bocina o apertura 2 de uno o dos chokes frontales; un radomo 23 como elemento de soporte para el sub reflector; y un sub-reflector 10 con superficie de alta impedancia en la superficie posterior 11 que consta de cinco chokes de dimensiones variada, y con cualquier geometría para la cara 12 que recibe los campos del alimentador y los refleja hacia el reflector principal de tipo elíptico, o elíptico conformado.

La presente invención no debe verse limitada a la forma de realización aquí descrita. Otras configuraciones pueden ser realizadas por los expertos en la materia a la vista de la presente descripción. En consecuencia, el ámbito de la invención queda definido por las siguientes reivindicaciones.




 
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