抛物面天线基础理论

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108，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： 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o 称为抛物面的顶点，F 称为抛物面的焦点，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； 为焦点F 到反射面上任意点的距离。 由抛物面的定义可知： 2cos(1cos)f 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： 21 cosf  由图6-6-1 还可得到： 2sinsin21 cossin1 cosfyftgtg  把口面直径0,2DyR 代入6-6-3 可得到： 222Dftg，或者01142fDtg• 3.1.3 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/ /''/ /MNM NOF 。反过来，平行于OF 轴线的射线，经旋转抛物面的反射作用，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： '''FMMNFMM N 6-6-3 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...