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1、面天线的结构和工作原理一、 抛物面天线(一)抛物面天线的结构常用的抛物面天线从结构上看,主要由两部分组成:照射器,由一些弱方向性天线来担当,想短电对称振子天线,喇叭天线。 作用:是把高频电流转换为电磁波并投射到抛物面上。抛物面,它一般有导电性能较好的铝合金板构成,其厚度为1.5-3(mm),或者用玻璃钢构成主抛物面,然后在其内表面粘贴一层金属网或金属栅栏。网孔的最大值要求小于/8-/10,过大将造成对电磁波的漏射现象,影响天线的正常工作性能。 作用:构成天线辐射场方向性的主要部分。图 1-1 普通抛物面天线的结构图 图 1-2 普通抛物面天线的几何关系图(二)工作原理 抛物面具有如下重要的几何
2、光学特性:由焦点发出的各光线经抛物面反射,其反射线都平行于z轴;反之,当平行光线沿z轴入射时,则被抛物面反射而聚焦于F点。其原因是,由焦点发出的各光线经抛物面反射后到达口径面的行程相等(这一结论可利用抛物线的以下性质来证明:从抛物线任一点到焦点的距离等于该点到准线的距离)。微波的传播特性与光相似,因此,位于焦点F的馈源所辐射的电磁波经抛物面反射后,在抛物面口径上得到同相波阵面,使电磁波沿天线轴向传播。如果抛物面口径尺寸为无限大,那么抛物面就把球面波变为理想平面波,能量只沿z轴正方向传播,其它方向辐射为零。但实际上抛物面的口径是有限的,这时天线的辐射是波源发出的电磁波通过口径面的绕射,它类似于透
3、过屏上小孔的绕射,因而得到的是与口径大小及口径场分布有关的窄波波束。二、 卡塞格伦天线 (一)卡塞格伦天线的结构卡塞格伦天线是一种双反射面天线,其主反射面是旋转抛物面,副反射面是旋转双曲面。卡塞格伦天线的结构与普通抛物面天线的差别,不仅在于多了一个副反射面,而且把馈源安装到了主反射面后面上,如图1-3所示。故有时也把卡塞格伦天线称为后馈天线。图 1-3 卡塞格伦天线的结构图(二)卡塞格伦天线的工作原理卡塞格伦天线的工作原理是,根据双曲面的性质,由F2发出的电磁波被副面反射,其反射的电磁波方向可以看成是共轭焦点F1发出的射线方向。又因为F1是抛物面的焦点,所以,由F2发出的电磁波经副反射面和主反射面反射后,在口径面形成同相场,从而得到平行于轴向的电磁辐射波。双反射面的优点之一在于可以采用赋形技术。如果修正旋转双曲面的形状,使口径场分布符合要求,同时适当地修改主面以校正由于副面改变而引起的口径场相位差,那么,卡塞格伦天线将有较高的电性能。但卡塞格伦天线的副面直径一般要取较大,这在小口径天线中会造成较大的遮挡,所以在小天线中很
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