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反射面天线_

来源:未知 浏览数量: 日期:2024-05-20 07:09

  证明 由(1-2)得 d F P d P A ( 1 co ) 2 s f 将抛物线截取 xa 的部分并绕z轴旋转就得到旋转抛物面。 下图根据不同分析方法的需要,建立了五套坐标系:原点为O

  若F s 取小,馈源尺寸小些,但馈源支杆或圆锥筒长;若F s 取大,则馈源尺寸大,轴向 长度长,造价高。当上述4参数确定后,卡式系统其他几何参数便都可以确定了。

  前面讲的反射面天线中的馈源和支撑杆 对反射面反射的波束会形成遮挡,这种 遮挡作用不但会降低天线的增益,而且 会使副瓣电平增加。消除馈源和支撑杆 遮挡的一种有效的方法是采用偏置抛物 反射面。将圆形截面的抛物面的一部分 切去,使焦点处在反射面主波束之外就 构成偏置抛物面天线。提高增益的代价 是增大了交叉极化电平,因为这种结构 不再具有圆对称性,而非对称性增大了 交叉极化辐射。即使馈源辐射不含交叉 极化成分,反射面本身也将导致去极化 作用的出现。在简单的偏置反射面系统 中,交叉极化电平的典型值可达-25~20dB。

  • 反射面天线通常由馈源和反射面组成。馈 源可以是振子、喇叭、缝隙等弱方向性天 线,反射面可以是旋转抛物面、切割抛物 面、柱形抛物面、球面、平面等。

  旋转抛物面天线 •最简单的反射面天线由两个部分组成:一个 大的反射面和一个非常小的馈源。最常见的 形式是抛物面天线,其反射面是一个旋转抛 物面。

  根据抛物线的上述性质可得抛物面的下述两个重要性质: (1)从焦点出发的任一根射线经过抛物面反射,得到的反射线 都与抛物面的轴线)从焦点发出的射线经过抛物面任一点反射后到达的口径面 的距离相等,即口径面为一等相面。因此置于焦点的馈源所辐 射的球面波经过抛物面反射后变成沿抛物面轴线;z方向传播的 平面波。 这两条重要性质可以用来形成具有尖锐波瓣的天线即抛物面天 线。如果在焦点F放置一个波瓣较宽的馈源,并且焦点与抛物面 的距离远大于波长,则照射在抛物面上的是馈源的远区场,其 波阵面近似为球面,如果抛物面半径也远大于波长,则在局部 区域内此球面波可看成是局部平面波,从而可根据均匀平面波 在无穷大导电平面上的反射特性决定抛物面上的电流及反射波。 根据抛物面的性质可知,反射波的传播方向是z方向,并在抛 物面口径上形成等相场分布。把口径上的场分布看成是等效场 源,如果口径半径远大于波长,则可得到主瓣最强方向在z方 向的尖锐波瓣,如果几何光学是一个严格解,则辐射波束的宽 度为零。

  这里已设 Pr Pin ,即将抛物面天线方向系数视为其增益 (忽略天线本身的损耗,取辐射效率 er 1)。e a 为口径效率, eA 称为天线.卡塞格伦天线

  卡塞格伦天线作为双反射面天线的一种,其工作原 理和抛物面天线具有相似之处。抛物面天线利用了 抛物面的反射特性,馈源位于抛物面的焦点上,直 接照射到抛物面口径上,结构和工作原理简单,但 却不能很好地通过调整馈源特性来控制天线口径面 上的波束和功率分布。卡塞格伦天线由于引入了双 曲副面,并将前馈式馈源结构变为后馈式的馈源结 构天线,使得馈源辐射出的电磁波经副面与主面两 次反射,到达主面口径面上。所以卡式天线能够很 好地控制天线口径面上的场分布

  根据上面的增益公式可以知道,在Dm / 一定时,提高效率 成为增大G的唯 一途径。在实际设计中,天线增益的计算往往可以归结为天线效率的计算。

  卡式天线最大的优点是馈源天线距离主反射面顶点较 近,在实际测量中使得进入馈源区调整馈源更为方便, 有利于在馈源后面紧接高频和差器以用作单脉冲天线, 也有利于在馈源后面安装冷参接收装置以用作低噪声 天线。并且减少了支撑馈源的硬件问题,减小了损耗。

  卡式天线有七个几何参数: D m :抛物面的口径直径,也是卡式天线的口径直径; F m :抛物面的焦距,也是卡式天线 m :抛物面的半张角,即馈源对主面的半照射角; D s :双曲面的直径,即卡式天线副面直径; F s :实、虚焦点之间的距离,即双曲面的焦距。 2 m :馈源对副面的半照射角; a为双叶双曲面两顶点距离的一 半,e为双曲面的离心率;

  点f置一且线如果在焦点放个波瓣较宽的馈源并焦点与抛物面的距离远大于波长则照射在抛物面上的是馈源的远区场其波阵面近似为球面如果抛物面半径也远大于波长则在局部区域内此球面波可看成是局部平面波从而可根据均匀平面波在无穷大导电平面上的反射特性决定抛物面上的电流及反射波

  • 反射面天线结构简单,易于设计且性能优 越,在分米波段和毫米波段获得了广泛应 用,包括卫星通信、远程通信、跟踪雷达、 气象雷达和射电天文望远镜等。

  小些。只要 Dm/Ds 0.1,副面遮挡损失将小于0.1dB,但它随 D s 的增大迅速增大。

  当D m,Fm / Ds以及D s 选定后,需要选择Fm以确定馈源位置和大小。这需要作两方面权衡: