抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理
普通抛物面天线的结构如图3-1所示。馈源是一种弱方向性天线,安装在抛物面前方的焦点位置上,故普通抛物面天线又称为前馈天线。由馈源辐射出来的球面波被抛物面往一个方向(天线轴向)反射,形成尖锐的波束,这种情况与探照灯极为相似。
图 3-1 普通抛物面天线的结构图    图 3-2 普通抛物面天线的几何关系图
自动点火器    抛物面是由抛物线绕它的轴线(z轴)旋转而成的,如图3-2所示。在yoz平面上,以F为焦点,O为顶点的抛物线方程为:
    相应的立体坐标方程为:
    为了便于分析,也可引入极坐标。令极坐标系(ρ,ψ) 的原点与焦点F重合,则相应的旋转抛物面的方程可表示为:
设D为抛物面口径的直径,为口径对焦点所张的角(简称口径张角),由上述关系式可导出决定抛物面口径张角的抛物面焦径比:
焦径比的大小表征了抛物面的结构特征,f/D越大,口径张角越小,抛物面越浅,加工就容易,但馈源离主反射面越远,天线的抗干扰能力就越差,反之亦然。
    抛物面具有如下重要的几何光学特性: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。
    3.2.2 偏馈天线
    前馈抛物面天线的馈源位于天线的主波束内,因而对所接收的电磁波形成了遮挡,其结果降低了天线的增益,增大了旁瓣。将馈源移出天线反射面的口径,可消除馈源及其支撑物对电磁波的遮挡。图3-3示出了偏馈反射面天线的结构示意图。
    实际上,偏馈反射面是在旋转抛物反射面上截取一部分而构成的。它同样可将焦点发出的球面波转换成沿轴向传播的平面波。馈源的相位中心仍放在原抛物面的焦点上,但馈源的最大辐射须指向偏馈反射面的中心。尽管反射面的轮廓呈椭圆型,但它的口径仍是一个圆。此外,对于偏馈天线而言,电磁波的最大辐射方向并不在偏馈反射面的法向,而是与法向成一定的夹角。这一特点也是偏馈天线的另一特,如图3-4所示。对于偏馈天线有式中,ψo是抛物面轴线与焦点到反面中心联线的夹角。反射面在这条中心两旁张成2ψe的角度。
图 3-3 偏馈天线的结构图
图 3-4 偏馈反射面天线的几何关系图
    偏馈天线的最大特点是旁瓣小。当反射面边缘的照射锥削为15~20dB时,偏馈天线的旁瓣电平要比前馈天线改善8~10dB。由于馈源避开了来自反射面的回波,因而也改善了天线的驻波比。此外,在纬度较高地区接收卫星电视,偏馈天线的反射面与地面几乎垂直,不易积聚雨雪,这也是很有特的,因此,在小口径卫星直播电视接收系统中被广泛采用。但偏馈天线的结构的不对称会产生较高的交叉极化辐射,且随着天线的口经增大,馈源与反射面的距离也变得很大,反射面的非对称性也给加工带来困难,故在大天线中较少
采用。
   3.2.3 卡塞格伦天线   
    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3-5所示。故有时也把卡塞格伦天线称为后馈天线。
图 3-5 卡塞格伦天线的结构图pfa喷涂
    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。双曲面有2个焦点:F1和F2,其中F1与主反射面的焦点重合,F2点放置馈源。图3-6示出了卡塞格伦天线的几何关系,各个参数之间的关系如下:
    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。
挑战者360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,所以在小天线中很少采用卡塞格伦结构方案。
如何让一锅多星精确定位
爱好者只要拥有1.5米及以上的天线没有不采用一锅多星的方式,来接收较多的卫星,那么是采取怎样的方式
来达到目的的?有没有是较简单而且精确定位的方法?
    大家知道无线电波和光波的反射特性有些相同,即入射角等于反射角,只是光波在一定
不良资产管理系统的范围是可见的,因此较好观察和理解些。无线电波是看不见的似乎不可理喻的。既然光的反射特性与无线电波的反射特性是相同的,那么光学中的计算公式在无线电波依然有效,(其实它们本是一家的)大家都学过三角,三角的正切公式是熟悉的。当你在确定要接收的是哪几颗卫星后,在网上查到这几颗卫星在本地的方位角,和仰角。
    例如接收的是88、100.5、105.5和110.5四颗卫星它们的方位角分别是:45.05;26.87;18.07;3.69。仰角分别是44.07;51.26;53.13;54.53以100.5度卫星为主馈其他为偏馈。首先调好100.5度的信号使其最好固定。接下来用三角的正切公式计算主馈与偏馈之间的距离。
    公式是:L1=tg(A-B)*570
式中:L1 是主馈到偏馈的一个直角边的长度
    A是主馈的方位角或仰角值在这里分别是26.87;51.26。B是所要接收偏馈的方位角或仰角值,
    570是中卫1.5米天线的焦距的尺寸,单位是毫米.
    例如计算88度:L1=tg(26.87-45.05)*570=-190。24mm(这是方位角的距离)L2=tg(51.26-44.07)*570=(这是仰角
的距离)那么100.5到88度的实际距离是L=L1*L1+L2*L2)再开平方(在这里因为不知道如何把三角的平方公式表达出来,故用此种方式)L=179。40毫米就是100.5到88的中心距离;接下来用另一馈头以主馈为主轴以179毫米为定长在锅面慢慢画弧既可到卫星信号.
    需要注意的是:
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    1:一旦主馈已定,在计算时一定要以主馈的方位角为主计算如:100.5和88;100.5和105.5;100.5和110.5。并且一定是当地的方位角和仰角;

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