抛物面天线基础理论.docx

《抛物面天线基础理论.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、3抛物面天线基础理论3.1抛物面天线的结构特点与工作原理3.1.1结构特点和要求常用的抛物面天线从结构上看，主要由两部分构成：照射器：由一些弱方向性天线来担当，像短点对称振子天线、喇叭天线，其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：它一般由导电性能较好的铝合金板构成，其厚度为1.5—3mm,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栏。网孔的最大直径要求小于—U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。其作用是构成天线108辐射场方向性的主要部分，由两部分构成的天线结构原理如图所示：661抛物面天懒狗和

2、坐标图3.1.2抛物面的几何尺寸及特性一般用于面天线反射面的抛物面，都具有以剖面图6-6-1中的z轴为中心呈旋转对称式结构。在剖面图中，把。称为抛物面的顶点，F称为抛物面的焦点，中0称为抛物面的张角，是从焦点F到口面边沿射线与OF轴线的夹角；D=2R称为抛物面口面直径，R为口面半径;P为焦点F到反射面上任意点的距离。由抛物面的定义可知：2f-cos--(1cos'-)此关系式是以焦点F为极坐标原点得出的抛物线方程，由此可进一步得到：2f,1cos'由图6-6-1还可得到:2fsin'y=:sin=s=2ftg3cos,sitg'--n’「1cos

3、-D把口面直径y==RW=中。代入6-6-3可得到:2D'一f112ftg5=2，或者D=4-tg5把《叫抛物面天线的焦直化是抛物面的一个重要篓数。应与帅的关系曲线可用图6-6-29g此糠点F落在口由图见可见当"，啊与时,表示,面中心点上，种抛物面天线称为等疑抛物面天线。当宙°》；时，此时焦点F落在口面内部，称为短疑天线*当＜至时，此时工＞0.25,焦点F落在口面外部，称为长簸天线;2D进一步分析可见，对之＞0.25的长焦距面天线福射性能较好，实际中通常选用这种形式。D3.1.3抛物面天线的工作原理根据抛物面的集合特性，可以得到抛物面的两个重要性

4、质：(1)由焦点F发出的射线，经旋转抛物面反射后，反射线互相平行，且都平行于其轴线OF,即MN//M'N//OF其反射线均汇聚于其焦点处。(2)由焦点发出的射线,经由旋转抛物面反射到达口面时，其长度相等，即:FMMN=FM'M'N'6-6-3。反过来，平行于OF轴线的射线，经旋转抛物面的反射作用,这说明，由焦点F发出的射线，经旋转抛物面反射后，每条射线路程均相等。根据以上两条可以得到，当把照射器置于焦点位置，并使照射器的相位中心与抛物面焦点重合，照射器辐射出的球面波经旋转抛物面反射后，在口面上将转变成平面波，使抛物面天线口面场形成均匀分布。由前面

5、讨论结果得知，均匀口面场必将产生强方向性辐射场,这就是利用旋转抛物面产生强方向性辐射场的原理所在。当然，如果把旋转抛物面天线用作接收，入射波又是平面波形式，经抛物面反射后，就会把平面波转换成球面波传送到位于焦点位置的照射器，形成聚集接收，增加照射器接收信号的强度。3.2抛物面天线的口径场和辐射场分布与方向性3.2.1口径场分布抛物面天线口面场分布情况，直接决定着整个抛物面天线辐射场的方向性。而口面场分布情况又由照射器、反射面共同来决定。对于实际使用的长焦距抛物面天线，不管采用振子型照射器，还是喇叭天线照射器，造成抛物面天线口面场分布都具有图6-6

6、-3所示的分布特征。图6-6-3抛物面天线口面场分布由图6-6-3可见，在实际抛物面天线口面上，其口面场分布不是严格的单一方向线极化波，而是含有Esy和Esx两个场分量，只是Esy分量远大于Esx分量。为此我们把Esy称为主极化分量，Esx称为交叉极化分量。如照射器辐射功率为P,方向性系数为D,口面场主极化分量与二者的关系为:2--------------------------c0s760P、DE60PD2sy-f「一2ff1cos'2''cos一2由图6-6-4可见，随着中，Esy也就是由口面中心O'向外，距O'越远，Esy数值越小。换言之，

7、口面场的主极化分量数值随着离口面中心O'距离增大，数值变小。这说明实际使用的抛物面天线口面场并非真正的均匀分布结构。在已知抛物面的主极化分量Esy后，把它代入面天线辐射场表示式中，并对具体的抛物面口面进行积分运算，就可的到抛物面天线的辐射场和方向函数。3.2.2抛物面天线辐射场的方向性（D粉率枝瓣宽度一般来讲，照射器方向图主瓣越宽，抛物面天线口面面积越小，其口面场％分布越均匀，由此决定的抛物面天线福射场方向性越好,对长焦直上由）抛物面天线，其辐射场最大福舫向上半功率彼瓣宽度可按下式来计算：k为参数，取值范围在（65。~80。%D为抛物面口面直径1

8、R为抛物面口面半径.当抛物面口面边沿处的场强比中心。处的场强低lldB或35倍时，称为最佳照射，此时仁70,这一特点与抛物面天线使用的照