在本章中，让我们了解在雷达通信中有用的天线。根据物理结构，我们可以将雷达天线分为以下两种类型。

• 抛物面反射天线
• 镜头天线

在接下来的部分中，我们将详细讨论两种类型的天线。

抛物面反射天线

抛物面反射天线是微波天线。抛物面反射器的知识对于深入了解天线的工作至关重要。

工作原理

抛物线不过是点的轨迹，点的移动方式是它与固定点的距离(称为焦点)加上其与直线的距离(称为Directrix)是恒定的。

下图显示了抛物面反射镜的几何形状。 F点和V点分别是焦点(已给定进给)和顶点。连接F和V的线是对称轴。 $ P_1Q_1，P_2Q_2 $和$ P_3Q_3 $是反射光线。线L表示反射点所在的方向(即它们是共线的)。

如图所示，F和L之间的距离相对于聚焦的波是恒定的。反射波形成抛物线形的准直波阵面。焦距与光圈尺寸的比率(即$ f / D $)被称为“ f over D ratio” 。它是抛物面反射镜的重要参数，其值在0.25至0.50之间变化。

反射定律指出入射角和反射角相等。与抛物线一起使用时，该定律有助于光束聚焦。抛物线的形状用于反射波时，具有抛物线的一些特性，这些特性有助于使用反射的波来构建天线。

抛物线的性质

以下是抛物线的不同属性-

• 所有从焦点发出的波都反射回抛物线轴。因此，所有到达孔径的波都同相。

• 由于波是同相的，沿抛物线轴的辐射束将很强且集中。

遵循这些要点，抛物线反射器有助于产生较窄光束宽度的高方向性。

抛物面反射镜的构造和工作

如果使用抛物面反射天线传输信号，则来自馈源的信号会从偶极天线或喇叭天线发出，从而将波聚焦到抛物线上。这意味着，波从焦点出来并撞击抛物面反射镜。如前所述，该波现在被反射为准直波阵面以进行传输。

相同的天线用作接收器。当电磁波碰到抛物线的形状时，电磁波会反射到馈电点上。偶极天线或喇叭天线在其馈源处充当接收器天线，接收该信号，将其转换为电信号并将其转发到接收器电路。

抛物面的增益是孔径比$ D /λ的函数。天线的有效辐射功率(ERP)是馈给天线的输入功率及其功率增益的乘积。

通常，波导喇叭天线用作抛物面反射器天线的馈电辐射器。随着这项技术的发展，我们为抛物面反射器Antenna提供了以下两种类型的信号。

• 卡塞格伦饲料
• 格里高利饲料

卡塞格伦饲料

在这种类型中，馈源位于抛物面的顶点，与抛物面反射器不同。与天线馈源相对放置一个用作双曲面的凸形反射器。它也被称为二次曲面反射镜或次反射镜。它的放置方式使其焦点之一与抛物面的焦点重合。因此，波被反射了两次。

上图显示了asse草饲料的工作模型。

格里高利饲料

一对特定配置存在且馈电波束宽度逐渐增加而天线尺寸保持固定的馈电类型称为公历馈电。在这里，用凹形的抛物面反射器代替了卡塞格伦的凸形双曲面，当然，凹形的抛物面反射器的尺寸较小。

这些格里高利馈电型反射器可通过以下四种方式使用-

• 使用焦点F1处的反射器椭圆子反射器的Gregorian系统。

• 使用焦点F2处的反射器椭圆子反射器的Gregorian系统。

• 使用双曲面次反射镜(凸面)的卡塞格林系统。

• 使用双曲面次反射镜的卡塞格林系统(凹面但进料非常接近)。

在不同类型的反射器天线中，最常用的是简单的抛物面反射器和Cassegrain馈电抛物面反射器。

镜头天线

透镜天线将曲面用于信号的发送和接收。这些天线由玻璃制成，并遵循透镜的会聚和发散特性。镜头天线的使用频率范围始于1 GHz，但在3 GHz及更高的频率下使用范围更大。

要深入了解镜头天线的工作原理，需要具备镜头知识。回想一下，普通的玻璃镜片是基于折射原理工作的。

镜头天线的构造与工作

如果假设光源存在于与镜头相距焦距的镜头焦点处，则光线会以准直或平行光线在平面波前通过镜头。

当光线从镜头的不同侧面落下时，会发生两种现象。他们在这里给出-

• 穿过透镜中心的光线的折射比穿过透镜边缘的光线少。所有光线均平行于平面波前发送。 Lens的这种现象称为发散。

• 如果光束从同一镜头的右侧发送到左侧，则相反的过程将相反。然后，光束被折射，并在与镜头相距焦距的焦点处相遇。这种现象称为收敛。

下图将帮助我们更好地理解该现象。

射线图表示焦点和从光源到镜头的焦距。获得的平行射线也称为准直射线。

在上图中，与镜头相距焦距的焦点处的源在平面波前被准直。这种现象可以逆转，这意味着如果光线从左侧发出，则会聚在镜头的右侧。

正是由于这种互惠性，镜头可以用作天线，因为相同的现象有助于将相同的天线用于发送和接收。

为了在更高的频率下获得聚焦特性，折射率应小于1。无论折射率是多少，Lens的目的都是使波形变直。基于此，开发了E平面和H平面透镜，它们也延迟或加速了波前。