📜  天线理论-抛物面反射器

📅  最后修改于: 2020-11-26 09:07:05             🧑  作者: Mango


抛物面反射器是微波天线。为了更好地理解这些天线,必须讨论抛物面反射器的概念。

频率范围

用于抛物面反射器天线的频率范围高于1MHz 。这些天线广泛用于无线电和无线应用。

工作原理

抛物线的标准定义是-点的轨迹,其移动方式是,距固定点的距离(称为focus )加上距直线的距离(称为directrix )是恒定的。

下图显示了抛物面反射镜的几何形状。点F是焦点(给出了进给),点V是顶点。连接F和V的线是对称轴。 PQ是反射光线,其中L表示反射点所在的直线方向(也就是说它们是共线的)。因此,根据以上定义,F和L之间的距离相对于被聚焦的波是恒定的。

抛物面反射镜

反射波形成抛物线形的准直波阵面。焦距与孔径尺寸的比率(即,f / D),即“ f over D ratio”,是抛物面反射镜的重要参数。其值从0.25到0.50不等。

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。的形状

抛物线用于反射波时,表现出抛物线的一些特性,这些特性有助于使用反射的波来构建天线。

抛物线的性质

  • 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器天线传输信号,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。偶极天线或号角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。

下图显示了抛物面反射天线。

抛物面反射天线

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天线提供了另一种馈电,称为卡塞格伦馈电。

卡塞格伦饲料

asse粮是提供给反射器天线的另一种饲料。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。它也被称为次级双曲面反射器次反射器。它的位置使其焦点之一与抛物面的焦点重合。因此,波被反射了两次。

副反射镜

上图显示了asse草饲料的工作模型。

卡塞格伦天线的工作

当天线用作发射天线时,来自馈源的能量通过喇叭天线辐射到双曲面凹面反射器上,然后再次反射回到抛物面反射器上。信号从那里反射到空间中。因此,功率的浪费得到控制并且方向性得到改善。

当使用同一天线接收信号时,电磁波会撞击反射器,反射到凹面双曲面上,然后从那里到达馈电。波导喇叭天线在那里接收该信号,并发送到接收器电路进行放大。

看下面的图片。它显示了带有c草饲料的抛物面反射器。

卡塞格林天线

好处

以下是抛物面反射器天线的优点-

  • 减少小叶

  • 减少功率损耗

  • 达到等效焦距

  • 根据我们的方便,饲料可以放置在任何位置

  • 通过调整反射面来调整光束(变窄或变宽)

坏处

以下是抛物面反射器天线的缺点-

  • 从抛物面反射器反射的某些功率被阻塞。这成为小尺寸抛物面的问题。

应用领域

以下是抛物面反射器天线的应用-

  • asse草饲料抛物面反射器主要用于卫星通信。

  • 也用于无线电信系统。

让我们看看另一种称为抛物面反射器的馈源,称为Gregorian馈源。

格里高利饲料

这是使用的另一种提要。那里有一对特定的配置,其中馈电波束宽度逐渐增加,而天线尺寸保持固定。这种饲料被称为格里高利饲料。在这里,用凹形抛物面反射镜代替了卡塞格伦的凸形双曲面反射镜,它的尺寸当然要小一些

这些格里高利馈电型反射器可以以四种方式使用-

  • 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,但进料距离很近)。

仅提及这些是因为它们不受欢迎且未被广泛使用。他们有自己的局限性。

格里高利饲料

该图清楚地描绘了所有类型的反射器的工作模式。还有其他类型的抛物面反射镜,例如-

  • 切抛物面
  • 抛物柱面
  • 药盒抛物面

但是,由于它们在工作条件下的局限性和破坏性,很少使用它们。

因此,在所有类型的反射器天线中,最常用的是简单的抛物面反射器和and粒状馈电抛物面反射器。