Ю. Г. Белов1, В. В. Бирюков2, И. А. Воробьев3, В. А. Малахов4, Ю. В. Раевская5, А. С. Раевский6, В. В. Щербаков7, Т. В. Кожевникова8, Ю. А. Мурашова9
1–9 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний Новгород, Россия)

1 bel266@nntu.ru, 2 birukovvv@mail.ru, 3 unihoc50@yandex.ru, 4 mr.vasmal@mail.ru, 5 raevskaja.julija@yandex.ru, 6 raevsky_as@mail.ru, 7 sherbakovwv@gmail.com, 8 physics@nntu.ru

Постановка проблемы. Для связи между искусственными спутниками Земли, расстояние между которыми может достигать несколько тысяч километров, требуются антенны с большим коэффициентом усиления. В частности, для этого может быть использована антенна Кассегрена.

Цель. Исследовать влияние элементов конструкции на электрические параметры антенны Кассегрена.

Результаты. Для варианта конструкции антенны Кассегрена с дополнительным коническим переходом проведены исследования ее диапазонных свойств, а также влияния геометрических размеров элементов антенны на электрические характеристики. Рассмотрено влияние неточности изготовления антенны Кассегрена на коэффициент усиления для разработанной конструкции: изучено влияние положения субрефлектора относительно основного зеркала, фокального параметра, точности изготовления поверхности субрефлектора. Обнаружена высокая чувствительность коэффициента усиления антенны к смещению субрефлектора (относительно оптимального положения) как вдоль, так и поперек оптической оси антенны. Рассчитаны геометрические размеры всех основных элементов антенны, определяющих ее электрические характеристики, что позволяет произвести детальное конструирование антенны и ее дальнейшее изготовление. Отмечено, что разработанная конструкция предполагает изготовление всех элементов антенны из одного материала (алюминий), что необходимо для использования ее в условиях с резкими перепадами температур. Произведена оценка влияния на потери в антенне качества обработки (шероховатости) металлических поверхностей элементов антенны, взаимодействующих с электромагнитным полем.

Практическая значимость. Результаты работы будут использованы при проектировании антенных систем связи между искусственными спутниками Земли.

1. Бахрах Л.Д. Зеркальные сканирующие антенны: Теория и методы расчета. М.: Наука. 1981.
2. Заикин И.П., Тоцкий А.В., Абрамов С.К. Проектирование антенных устройств радиорелейных линий связи: Учеб. пособие. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т». 2006.
3. Hannan P.W. Microwave antennas derived from the Cassegrain telescope // IRE Transactions on Antennas and Propagation. 1961. P. 140–153.
4. Xu X., Zhang X., Zhou Z. Terahertz Cassegrain reflector antenna // 2013 Proceedings of the International Symposium «Antennas & Propagation» (ISAP). 2013. P. 969–971.
5. Бирюков В.В., Вакс В.Л., Кисиленко К.И. и др. Разработка беспроводной системы связи в субтерагерцовом частотном диапазоне // Известия вузов. Радиофизика. 2018. Т. 61. № 10. С. 856–866.
6. Бирюков В.В., Вакс В.Л., Кисиленко К.И. и др. Рациональное использование расчетно-временных ресурсов при проектировании антенны Кассегрена на частоту 220 ГГц с возможностью учета неточностей изготовления и настройки // Антенны. 2019. № 2. C. 22–27.
7. Белов Ю.Г., Бирюков В.В., Воробьев И.А. и др. Антенна Кассегрена на частоту 118 ГГц для связи между искусственными спутниками Земли // Антенны. 2024. № 2. С. 61–74.
8. Раевский А.С., Воробьев С.А., Щербаков В.В. Изменение характеристик зеркальных антенн в процессе эксплуатации // Антенны. 2018. № 10. C. 15–21.
9. Семенов Н.А. Техническая электродинамика: Учеб. пособие для вузов. М.: Связь. 1973.
10. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники. М.: Сов. радио. 1967.
11. Бирюков В.В., Грачев В.А., Лобин С.Г. Круглый экранированный волновод с шероховатой внутренней поверхностью // Антенны. 2018. № 10. C. 54–59.