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什么是反射面天线?
2021-11-26 09:14:09      点击:

反射器天线(也称为“表面天线”)是一种使用金属反射器形成预定波束的天线。馈源可以是可控震源或可控震源阵列,也可以是喇叭或喇叭阵列。反射器可以是一个或两个。前者称为“单反射面天线”,后者称为“双反射面天线”。常用的有旋转抛物面天线、圆柱抛物面天线、切割抛物面天线、球面反射面天线、喇叭抛物面天线、角反射面天线、卡塞格伦天线、变形卡塞格伦天线等,增益一般高于线天线,工作频率越高,反射器孔径越大,天线增益越高。它广泛应用于微波和毫米波段,广泛应用于卫星通信、微波通信、雷达、遥感和生物电子等领域。


反射面天线的出现是天线工作频率不断提高的结果。天线的早期工作频段为短波和超短波。波长尺度大,不能像光那样反射和会聚。因此,天线的主要形式是线天线,这也是“天线”一词的历史渊源。然而,随着科技的进步,特别是两次世界大战后,军事需求极大地推动了人类在频率空间的发展,进入了微波频段(300MHz~3000ghz)。微波的波长小于1m,散射特性与光相似。因此,在光学领域早已成熟的反射镜技术被应用于微波频段。

在光学领域,牛顿望远镜(又称反射式望远镜)是最早被人们掌握的反射面技术,随后又掌握了卡塞格伦、格里高利等几种典型的反射式望远镜技术。从本质上讲,这些技术通过增加辐射孔径获得了较高的角度分辨率,后来相继应用于天线领域。最简单的反射面天线类似于牛顿望远镜。在抛物面焦点上放置馈源以形成高增益定向光束。卡塞格伦和格雷戈里反射面系统用于天线中,并成为双反射面天线的两种主要类型。

反射面天线的大量应用不仅得益于频率的不断提高,也得益于馈源技术的进步。反射面天线的馈源为低增益天线。在早期阶段,通常使用线天线,如半波振荡器。然而,这种天线作为馈源,由于方向性弱,能量泄漏大,不能提高反射面天线的效率。使用喇叭天线(也是一种“孔径天线”)作为馈源可以提供更好的辐射,特别是20世纪60年代以后的波纹喇叭天线技术,极大地提高了反射面天线的效率,拓展了反射面天线的应用领域,成为获得高增益的主要途径。

反射面天线的分类方法很多。

(1) 根据反射器的数量,可分为单反射器天线、双反射器天线、多反射器天线等。在双反射器天线中,根据反射器表面的类型,可分为:

-卡塞格伦天线:主反射母线为抛物面,辅助反射母线为双叶双曲面;

-格雷戈里天线:主反射面母线为抛物面,副反射面母线为椭圆;

-环焦天线:主反射面母线为抛物线,副反射面母线为椭圆,但两者均不以各自的对称轴为旋转轴;

-双抛物面天线:主、副反射母线均为抛物面天线。

(2) ,可以等。

(3) 根据曲面的形式,可分为标准曲面(曲面由解析方程给出)天线、成形反射器(曲面由数值给出)天线等。

(4) 根据曲面生成方法,可分为圆柱面天线、旋转面天线等。

(5) 它可以分为阵列馈电、反射面天线等。

(6) ,可分为卫星电视接收(TVRO)天线等。

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