微波抛物面天线的辐射原理课件.ppt

1、1解放军理工大学通信工程学院23本次课主要内容：本次课主要内容：一、抛物面天线的几何结构及光学特性一、抛物面天线的几何结构及光学特性二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场三、抛物面天线的辐射场三、抛物面天线的辐射场四、抛物面天线的增益四、抛物面天线的增益五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源4两类常见的反射面天线抛物面天线抛物面天线卡塞格伦天线卡塞格伦天线5反射面天线的应用单射抛物面天线单射抛物面天线双反射面天线双反射面天线6反射面天线反射面天线 反射面天线的结构有一个反射面天线的结构有一个共同的特点：都是由馈源和共同的特点：都是由馈源和反射面两部分组成，馈源产反射面两部分组成，馈源产

2、生方向性较差的初级辐射，生方向性较差的初级辐射，并把能量投射到尺寸比它大并把能量投射到尺寸比它大得多的金属反射面上，经反得多的金属反射面上，经反射后形成方向性较好的次级射后形成方向性较好的次级辐射。辐射。1、旋转抛物面、旋转抛物面 2、切割抛、切割抛物面物面3、抛物柱面、抛物柱面 7 焦距：焦距：fOF 口径：口径：D，y的最大值的两倍的最大值的两倍 深度：深度：L，z的最大值的最大值 半张角：半张角：，的最大值的最大值zzOyxDFL000 抛物面的几何关系抛物面的几何关系 OyFflQzr rf一、抛物面天线的几何结构及光学特性一、抛物面天线的几何结构及光学特性 一、抛物面的几何特性和光学

3、特性一、抛物面的几何特性和光学特性 抛物线上动点抛物线上动点 所满足的极坐标方程为：所满足的极坐标方程为：22sec1cos2ffr Q(y,z)所满足的直角坐标方程为所满足的直角坐标方程为24yfzsinyrcoszfr在直角坐标系中，旋转抛物面的方程为在直角坐标系中，旋转抛物面的方程为224xyfz,Qr fzr020012 sincos()2mDfrr024DtanfOyFflQzr rfzmr0D9 在抛物面边缘处有在抛物面边缘处有 ，此时，此时 ，称抛物面深度。将这些关系代入式，得：称抛物面深度。将这些关系代入式，得：222()2DxyzL22224()2416xyfzDDLff抛物

4、面的几何参数主要有：焦距抛物面的几何参数主要有：焦距 ，抛物面的口径，抛物面的口径 ，抛物面的张角，抛物面的张角 和抛物面的深度。这四个参数只有和抛物面的深度。这四个参数只有两个是独立的，其它两个可以推导得出。两个是独立的，其它两个可以推导得出。fD02一、抛物面天线的几何结构及光学特性一、抛物面天线的几何结构及光学特性DOyFflQ Lr rf10抛物面有两个重要的几何特性：抛物面有两个重要的几何特性：（1 1）由焦点发出的射线经抛物面反射后到达焦平面的总长度）由焦点发出的射线经抛物面反射后到达焦平面的总长度相等。相等。（2 2）由焦点）由焦点F F发出的射线及其在抛物面上的反射线与反射点的

5、发出的射线及其在抛物面上的反射线与反射点的法线之间的夹角相等，即法线之间的夹角相等，即 2ir（1 1）所有的反射线都与抛物）所有的反射线都与抛物面的对称轴平行。面的对称轴平行。（2 2）口径上的场处处同相。）口径上的场处处同相。OzyFQQ r iY Y一、抛物面天线的几何结构及光学特性一、抛物面天线的几何结构及光学特性221cos/2cos/2cos/2 sin/2SSNSfeeeerrrrr cos/2sin/2neer coscos/2sin/2cos/2eneeerrr coscos/2sin/2cos/2cossinzzzeneeeeeerr /2一、抛物面天线的几何结构及光学特性

6、一、抛物面天线的几何结构及光学特性tenOzyFQQY Y证明：证明：120,490oDffLY 抛物面天线分类抛物面天线分类OzyFfY Y0 0OzyFfY Y0 0OzyFfY Y0 02()42DfL0,490oDffLY 0,490oDffLY 长焦距长焦距中焦距中焦距短焦距短焦距一、抛物面天线的几何结构及光学特性一、抛物面天线的几何结构及光学特性13000012arc4/53.1373.790tgfD一、抛物面天线的几何结构及光学特性一、抛物面天线的几何结构及光学特性14抛物面天线的分析方法：抛物面天线的分析方法：1 1、感应面电流法、感应面电流法2 2、口径场法、口径场法3 3、

7、几何绕射理论、几何绕射理论GDTGDT 条件：条件：两种方法都只有在反射面的曲率半径和口径半径远大于两种方法都只有在反射面的曲率半径和口径半径远大于波长时才近似成立，这两种方法都是建立在几何光学基础上的波长时才近似成立，这两种方法都是建立在几何光学基础上的近似程度：近似程度：计算结果在方向图的主瓣和近轴副瓣区域是比较精计算结果在方向图的主瓣和近轴副瓣区域是比较精确的，但在远副瓣和后瓣区域内误差相当大，这些区域场的计确的，但在远副瓣和后瓣区域内误差相当大，这些区域场的计算只有采用几何绕射理论近似。算只有采用几何绕射理论近似。二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场15应用口径场法和面电流分布

8、法计算抛物面应用口径场法和面电流分布法计算抛物面天线的辐射场时，还必须作如下假设：天线的辐射场时，还必须作如下假设：1 1、反射面位于馈源的远区反射面位于馈源的远区2 2、反射面背向没有高频电流；反射面背向没有高频电流；3 3、反射面对馈源的影响可以忽略不计；反射面对馈源的影响可以忽略不计；4 4、忽略发射面边缘处电流的不连续性的影响；、忽略发射面边缘处电流的不连续性的影响；5 5、不考虑馈源的直接辐射以及其支撑物的影响；、不考虑馈源的直接辐射以及其支撑物的影响；6 6、照射器的方向图也是旋转对称的、照射器的方向图也是旋转对称的二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场

9、二、抛物面天线的口径场入射波采用球坐标系（入射波采用球坐标系（），反射波采用圆柱坐），反射波采用圆柱坐标系（标系（）。设馈源的方向性函数为：）。设馈源的方向性函数为：,r ,szr 02(,)(,)fffDD F 影响方向性的四个因数是：形状、尺寸、口径场振幅分影响方向性的四个因数是：形状、尺寸、口径场振幅分布、相位分布。抛物面天线的口径场振幅分布取决于抛物布、相位分布。抛物面天线的口径场振幅分布取决于抛物面天线的焦径比和馈源方向性。面天线的焦径比和馈源方向性。OzFr rY Yy yxr rsxQ已知馈源辐射功率是已知馈源辐射功率是 ，则，则它在抛物面上入射的电场是它在抛物面上入射的电场是：

10、rfP201cos60(,)2afrffED P Ff 1|60(,)aifrfEEDP r0fD馈源最大辐射方向的方向性系数馈源最大辐射方向的方向性系数(,)fF 馈源的归一化方向性函数。馈源的归一化方向性函数。OzFr rY Yy二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场Q60(,)rffjkiiP DEeer r入射的电场入射的电场60(,)rffjkrrP DEeer r反射的电场反射的电场X18影响口径场分布的因素 空间衰减因子As 馈源方向图 Ff(Y,)01(,)60(,)fffEP DF rOzyFQQY Yr r二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场19（1 1）空间

11、衰减因子）空间衰减因子AsAs 2001()cos()1(0)2smssEAEfr（2）馈源方向图）馈源方向图 用一个单一线极化的电流元作馈源时，电流元的轴用一个单一线极化的电流元作馈源时，电流元的轴与与y y轴平行，馈源的主极化方向就是轴平行，馈源的主极化方向就是y y方向方向 投射到抛物面上任意一点投射到抛物面上任意一点Q的场，都比投射到抛物面顶点的场，都比投射到抛物面顶点O的场幅值小，这是因为的场幅值小，这是因为 fr(,)fF 二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场2222cossincos1cossincosjkfaxjkfayKEeKEerrOzFr rY Yxy 用一个单一

12、线极化的电流元作馈源时，电流元的轴用一个单一线极化的电流元作馈源时，电流元的轴与与y y轴平行，馈源的主极化方向就是轴平行，馈源的主极化方向就是y y方向方向二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场2222cossincos1cossincosjkfaxjkfayKEeKEerr90,0axEE E平面交叉极化分量零平面交叉极化分量零2cosjkfayKEer0,0axEH H平面交叉极化分量零平面交叉极化分量零2jkfayKEerYX长焦距抛物面口径场分布长焦距抛物面口径场分布 ayEE面面a.交叉极化分量对两个交叉极化分量对两个主平面是反对称的主平面是反对称的,所以在两所以在两个主平面

13、上：个主平面上：，说明，说明交叉极化分量对两个主平面交叉极化分量对两个主平面没有贡献；没有贡献；b.b.交叉极化分量的最大交叉极化分量的最大值出现在两个平面内，值出现在两个平面内，它们的辐射构成交叉极化旁它们的辐射构成交叉极化旁瓣，它降低了抛物面天线的瓣，它降低了抛物面天线的增益。增益。沿沿x x方向分布要比沿方向分布要比沿y y方向分方向分布更均匀些。布更均匀些。axEaxE0045,135s0axEayExH面面线极化的电流元作馈源时，若电流元的轴与线极化的电流元作馈源时，若电流元的轴与y y轴平行轴平行二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场yx100,/0.5DF D主极化方向图主

14、极化方向图二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场长焦距抛物面口径场分布长焦距抛物面口径场分布 y沿沿y y轴放一电流元轴放一电流元沿沿x x轴放一磁流元轴放一磁流元合成的反射面天线口合成的反射面天线口径场径场主交叉极化分量方向图主交叉极化分量方向图二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场电流元电流元磁流元磁流元合成场合成场1 1、方向图的主瓣宽度与口径、方向图的主瓣宽度与口径的电尺寸成反比。的电尺寸成反比。2 2、愈大，口径场分布愈大，口径场分布愈均匀，主瓣宽度的愈小，旁愈均匀，主瓣宽度的愈小，旁瓣电平愈高。瓣电平愈高。/fD24有害区的出现yxOyzY Y0 0=90=90,出现极

15、点出现极点yxOyzY Y0 09090,出现有害区出现有害区二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场25不同，馈源方向图相同时口径场分布不同，馈源方向图相同时口径场分布/fD相同，馈源方向图不同时口径场分布相同，馈源方向图不同时口径场分布/fD1、馈源方向图、馈源方向图相同，抛物面天相同，抛物面天线的几何结构参线的几何结构参数数 不同不同/fD2 2、馈源方向图不同、馈源方向图不同,但抛物面天线的几何结但抛物面天线的几何结构参数相同构参数相同/fD二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场26抛物柱面天线抛物柱面天线设线元的功率方向函数为设线元的功率方向函数为:,fffGxGGx 12

16、0rffjkfPGGxEeLrr抛物柱面口径场为同相场抛物柱面口径场为同相场 120,rffjk fLsPGGxExeLr21 cosfr 抛物面增益因子为抛物面增益因子为 2/200/21/2sec82LffLGgctgGdLzyMNOzfLY Y0 0QDrP-1-0.50.510.20.40.60.811）渐削分布的圆形口径）渐削分布的圆形口径 口径场振幅分布可近似为自口径中心向边缘渐削的分口径场振幅分布可近似为自口径中心向边缘渐削的分布，且口径场分布接近于轴向对称，只是布，且口径场分布接近于轴向对称，只是 或或r r的函的函数而不是数而不是 的函数的函数 口径场的分布是口径场的分布是2

17、1 ()naEaarrrn=0n=1n=2-1-0.500.51u-1-0.500.51v00.250.50.751f-1-0.500.51un=1n=31 1、抛物面递减分布、抛物面递减分布三三.抛物面天线的辐射场抛物面天线的辐射场1、求圆口径场的一种有效方法、求圆口径场的一种有效方法渐削圆口径分布的特性渐削圆口径分布的特性 nBW0.5 rad副瓣电平副瓣电平dB 口径渐消口径渐消效率效率e e1 归一化方向函数归一化方向函数分布分布0-17.61.00均匀均匀1-24.60.75渐消渐消2-30.60.55平方渐消平方渐消1.022a1.272a1.472a 12sinsinJaFa 2

18、28sin(sin)JaFa 3348sin(sin)JaFa21 ()naEaarrr11121!sin,sinnnnnJaFna2124uDae-1-0.50.510.20.40.60.81n=0n=1n=22 2）台阶渐削的圆形口径）台阶渐削的圆形口径 前面的分析口径场在口径边缘是前面的分析口径场在口径边缘是0如果口径边缘场不到如果口径边缘场不到0，而是在，而是在01之间的之间的C，那那么会是什么结果呢？么会是什么结果呢？2(1)1naECCarr 1,0,1,11CCFnFnnFn CCCn-1-0.50.510.20.40.60.81n=0n=1n=2C=0.2三三.抛物面天线的辐射

19、场抛物面天线的辐射场 台阶渐削的圆形口径性能对比台阶渐削的圆形口径性能对比边缘边缘电平电平n=1n=1n=2n=2C（dB）CBW0.5 rad 副瓣电副瓣电平平dB 效率效率BW0.5 rad 副瓣电副瓣电平平dB 效率效率-8-80.3980.398-21.5-21.50.9420.942-24.7-24.70.9180.918-10-100.3160.316-22.3-22.30.9170.917-27-270.8770.877-12-120.2510.251-22.9-22.90.8930.893-29.5-29.5 0.834 0.834-14-140.20.2-23.4-23.40

20、.8710.871-31.7-31.70.7920.792-16-160.1580.158-23.8-23.80.850.85-33.5-33.50.7540.754-18-180.1260.126-24.1-24.10.8330.833-34.5-34.50.7190.719-20-200.10.1-24.3-24.30.8170.817-34.7-34.70.690.691.1 22 a1.142a1.162a1.172a1.192a1.202a1.212a1.172a1.202a1.232a1.262a1.292a1.322a1.142a三三.抛物面天线的辐射场抛物面天线的辐射场 2 2

21、）台阶渐削的圆形口径举例）台阶渐削的圆形口径举例 1.520.2150.785 1aEarr cos 02()0 2fG-1-0.50.510.20.40.60.81n=1.5n=2C=0.215三三.抛物面天线的辐射场抛物面天线的辐射场 20.824DG00.56926.9BWDFSLLdB 32四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 讨论抛物面天线的增益，就是要研究如何以最小的口径尺寸讨论抛物面天线的增益，就是要研究如何以最小的口径尺寸去得到最大的增益问题，也就是要研究抛物面天线的效率问题去得到最大的增益问题，也就是要研究抛物面天线的效率问题。222444pDGA ggAtscrphxg

22、eeee e1 1、天线效率、天线效率 它包括馈源、反射面的导体损耗和介质损耗；它包括馈源、反射面的导体损耗和介质损耗；2 2、口径渐削效率、口径渐削效率 它是因为口径场振幅分布不均匀引起的。它是因为口径场振幅分布不均匀引起的。3322()sStSSE dSSE dSe160()SrfEPGr2cos()2fr2324sin/cos22ssdsdfdrr22014()42SDf tg2 2、口径渐削效率的计算、口径渐削效率的计算 四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 sinsrrOzFr rY Yy34OzFr rY Yy yxr rs四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 002200

23、0()()2()21()sin2ftfGtgdctgGde 大多数馈源的增益函数可表示为大多数馈源的增益函数可表示为 022021002(1)|1()22ntnncotcostandcose01 1、当馈源方向图一定时（即、当馈源方向图一定时（即n n一定），随一定），随 的增加，口径渐削的增加，口径渐削效率下降效率下降 ；2 2、一定时，一定时，n n增加，即馈源方向图愈窄，口径渐削效率增加，即馈源方向图愈窄，口径渐削效率 亦下亦下降。降。00te四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 21 cos 02()0 2nfnG抛物面天线抛物面天线 与与 的关系曲线的关系曲线 te0363 3、

24、截获效率、截获效率 sese馈源投射到反射面上的辐射功率馈源总辐射功率2001()()sin4rrffPP Gdd 000()sin()sinfsfGdGd e 101cosnse 故截获效率的一般计算公式为：故截获效率的一般计算公式为：四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 37010203040506070809000.10.20.30.40.50.60.70.80.918、6、4、2 抛物面天线抛物面天线 与与 的关系曲线的关系曲线 se0当当n=2，4，6，8时时由图可见，当馈源给定时（即由图可见，当馈源给定时（即n给定），口径张角愈大，则截给定），口径张角愈大，则截获效率愈高。获效

25、率愈高。0se四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 03800.250.50.7511.251.500.20.40.60.8三个图的对比00.250.50.7511.251.50.20.40.60.8100.250.50.7511.251.500.20.40.60.81n=2n=4n=6n=8tsg=ee增增益益因因子子口径渐消效率口径渐消效率e et t口径截获效率口径截获效率e et t四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 tsgee3902200|()|22fgcotGtandtsge e抛物面天线的抛物面天线的 曲线。曲线。0g在不考虑其它因素对抛物面天在不考虑其它因素对抛物面

26、天线增益的影响时，增益因子：线增益的影响时，增益因子：结论：结论：（1）n一定，即馈源方向图确定时，一定，即馈源方向图确定时，可以找到一付增益因子为最大的抛物可以找到一付增益因子为最大的抛物面天线。此时抛物面天线的半张角称面天线。此时抛物面天线的半张角称为最优张角为最优张角 ；（2）不论）不论n等于几，最大的增益因子等于几，最大的增益因子均大约为均大约为0.83；（3）馈源的方向图愈窄（）馈源的方向图愈窄（n愈大），愈大），对应最大增益因子的最优张角应愈小；对应最大增益因子的最优张角应愈小；opt四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 40例：一例：一10米抛物面天线工作于米抛物面天线工作于

27、3GHz，f/D=0.5,馈源方向图馈源方向图是圆对称的，是圆对称的，试求：试求：口径效率；口径效率；方向性系数方向性系数截获效率和递减效率截获效率和递减效率四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 26cosfG012arc53.134/tgfD02200|()|0.7522fgcotGtand20.751007402248.69DdB53.1320/220cossin0.784cossinsdd e 0.75/0.7840.9566te41抛物面天线边缘的最佳照射电平：抛物面天线边缘的最佳照射电平：i220Pg11S=E E=60Pg42rr抛物面顶点抛物面顶点 1E 0=60Pg 0r口

28、径边缘口径边缘 00201E=60Pgsec2f抛物面口径边缘与口径中心的电场之比为抛物面口径边缘与口径中心的电场之比为 02020000EcoscosE 02E20lg10 lgcos40lgcosE 02nL dBn四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 OzY Y0 04213210792抛物面天线边缘最佳照射电平抛物面天线边缘最佳照射电平N246最佳照最佳照射射LdB-10.87-10.99-10.93实际工作中，抛物面天线的半功率波瓣宽度和副瓣电平实际工作中，抛物面天线的半功率波瓣宽度和副瓣电平可按下列公式近似计算可按下列公式近似计算:0.5(70 75)16 19BWDSLLdB

29、四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 1、实际馈源方向图并不完全圆对称、实际馈源方向图并不完全圆对称2、实际馈源口径场有交叉极化、实际馈源口径场有交叉极化3、馈源在后向有辐射、馈源在后向有辐射20.5 0.6DG000.5(70 75)BWD影响抛物面天线方向性的因素：影响抛物面天线方向性的因素：1 1、馈源、馈线以及支撑杆对抛物面天线口径的遮挡效率；、馈源、馈线以及支撑杆对抛物面天线口径的遮挡效率；2 2、实际制造出的抛物面天线必然存在制造公差，随机效率、实际制造出的抛物面天线必然存在制造公差，随机效率3 3、馈源没有确定的相位中心；、馈源没有确定的相位中心；4 4、馈源未放置在焦点，出

30、现横向或纵向偏焦效应；、馈源未放置在焦点，出现横向或纵向偏焦效应；5 5、抛物面天线有交叉极化分量，极化效率、抛物面天线有交叉极化分量，极化效率四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 441 1、馈源、馈线以及支撑杆对抛物面天线口径的遮挡效率；、馈源、馈线以及支撑杆对抛物面天线口径的遮挡效率；2 2、实际制造出的抛物面天线必然存在制造公差，随机效、实际制造出的抛物面天线必然存在制造公差，随机效率率四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 馈源以及支撑杆的的遮挡馈源以及支撑杆的的遮挡馈源以及支撑杆示意图馈源以及支撑杆示意图45馈源相位偏差馈源相位偏差1 1、馈源喇叭口径上通常都有平方律相、馈源

31、喇叭口径上通常都有平方律相位偏差。位偏差。2 2、馈源的、馈源的E E面和面和H H面相位中心不重合。面相位中心不重合。3 3、馈源在安装时没有将相位中心置于、馈源在安装时没有将相位中心置于抛物面天线的焦点上，有一个横向的移抛物面天线的焦点上，有一个横向的移位。位。4 4、馈源在安装时没有将相位中心置于、馈源在安装时没有将相位中心置于抛物面天线的焦点上，有一个纵向的移抛物面天线的焦点上，有一个纵向的移位。位。四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 ffxzx馈源横向的移位馈源横向的移位馈源纵向的移位馈源纵向的移位FF32.3!x 如果馈源 以如果馈源 以横向偏焦的方式横向偏焦的方式绕抛物面的

32、轴线绕抛物面的轴线旋转，则天线的旋转，则天线的最大辐射方向就最大辐射方向就会在空间产生圆会在空间产生圆锥式扫描，扩大锥式扫描，扩大了搜索空间。了搜索空间。0四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 476、交叉极化效率、交叉极化效率2a2ax00 x2a22axay00Er,rdrd=Er,+Er,rdrde yE面面H面面x四、四、抛物面天线的增益抛物面天线的增益 48 1 1、抛物面天线的馈源类型、抛物面天线的馈源类型 馈源馈源(Fee(Feedsds)是抛物面天线的基本组成部分，为是抛物面天线的基本组成部分，为了保证天线性能良好，对馈源有以下基本要求：了保证天线性能良好，对馈源有以下基本

33、要求：、馈源应有确定的相位中心。、馈源应有确定的相位中心。、馈源方向图的形状应尽量符合最佳照射、馈源方向图的形状应尽量符合最佳照射。、馈源应有较小的体积，以减少其对抛物面的遮挡。、馈源应有较小的体积，以减少其对抛物面的遮挡。、馈源应具有一定的带宽、馈源应具有一定的带宽、馈源的交叉极化分量必须很小、馈源的交叉极化分量必须很小、馈源应有足够的功率容量、馈源应有足够的功率容量五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源49 馈源的形式很多，所有弱方向性天线都可作抛物面天线馈源的形式很多，所有弱方向性天线都可作抛物面天线的馈源。例如振子天线、喇叭天线、对数周期天线、螺旋的馈源。例如振子天线、喇叭天线、对数

34、周期天线、螺旋天线等等。天线等等。（一）波导喇叭馈源（一）波导喇叭馈源五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源50（二）、天线（波纹喇叭天线）（二）、天线（波纹喇叭天线）结构图辐射图口径辐射场五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源（三）振子型馈源（三）振子型馈源五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源52（四）、天线（波纹喇叭天线（四）、天线（波纹喇叭天线）标量馈源图五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源53 反射面天线馈源的种类繁多，究竟采用哪一种馈源取决反射面天线馈源的种类繁多，究竟采用哪一种馈源取决于天线的工作频段和其它特殊要求。在于天线的工作频段和其它特殊要求。在UHFUHF频段频

35、段，大量使用，大量使用偶极子作为馈源，在微波波段，多采用波导辐射器和小喇叭偶极子作为馈源，在微波波段，多采用波导辐射器和小喇叭天线，也有采用半波偶极子、缝隙天线、螺旋天线等。天线，也有采用半波偶极子、缝隙天线、螺旋天线等。五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源542、抛物面天线反射场对馈源的影响、抛物面天线反射场对馈源的影响五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源对馈源反射系数的影响对馈源反射系数的影响10PP 0020012010444ffefeffPGSfPGPSAAfGPPf04fGf OyFfdtr r消除抛物面反射波的影响的方法消除抛物面反射波的影响的方法 一、抵偿法一、抵偿法二、

36、极化扭转法二、极化扭转法三、偏置馈源法三、偏置馈源法55五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源顶片再辐射的功率为顶片再辐射的功率为 2202121204fEdP2022212024fEPGdEffOyFfdtr r顶片在馈源处产生的场强顶片在馈源处产生的场强 一一、抵偿法、抵偿法4214fdtn20 fEE56五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源二、极化扭转法二、极化扭转法三、偏置馈源法三、偏置馈源法 极化扭转法是一种阻极化扭转法是一种阻止反射波经馈源进入馈止反射波经馈源进入馈线的方法。设法使电磁线的方法。设法使电磁波经抛物面反射后极化波经抛物面反射后极化方向旋转了方向旋转了9 0度，则

37、反度，则反射波就不能进入馈源。射波就不能进入馈源。提高增益的代价是增大了交叉提高增益的代价是增大了交叉极化电平，即使馈源辐射不含极化电平，即使馈源辐射不含交叉极化成分交叉极化成分57 1 1、反射面天线的材料有金属（铝、铁和玻璃钢上涂、反射面天线的材料有金属（铝、铁和玻璃钢上涂一层很薄的金属层；一层很薄的金属层；2 2、有实体反射面，带有圆孔的反射面、网状反射面、有实体反射面，带有圆孔的反射面、网状反射面和栅条反射面；和栅条反射面；如果在实体发射面上打圆孔的直径应远远小于圆波如果在实体发射面上打圆孔的直径应远远小于圆波导导 的模的截止直径的模的截止直径六、抛物面天线的结构六、抛物面天线的结构(

38、)810d11TE58TGK-384型散射通信型散射通信1.8米抛物面天线米抛物面天线六、抛物面天线的结构六、抛物面天线的结构 解放军理工大学通信工程学院59电气性能指标电气性能指标频带频带MHzMHz2410-24802410-2480增益的增益的dBdB2222驻波比驻波比1.41.4极化极化垂直水平垂直水平水平波束宽度水平波束宽度1313垂直波束宽度垂直波束宽度1212前后比前后比dBdB3030输入阻抗输入阻抗5050七、其它型式的反射面天线七、其它型式的反射面天线波束波导波束波导示意图示意图七、其它型式的反射面天线七、其它型式的反射面天线64米天线米天线传动结构传动结构示意图示意图6

39、2小结：小结：一、抛物面天线的几何结构及光学特性一、抛物面天线的几何结构及光学特性二、抛物面天线的口径场二、抛物面天线的口径场三、抛物面天线的辐射场三、抛物面天线的辐射场四、抛物面天线的增益四、抛物面天线的增益五、抛物面天线的馈源五、抛物面天线的馈源六、其他形式的反射面天线六、其他形式的反射面天线63 作业作业1、（1）试述抛物面天线的工作原理，并说明有哪些因素影响该天试述抛物面天线的工作原理，并说明有哪些因素影响该天线的效率。线的效率。（2）估算抛物面天线的口径直径）估算抛物面天线的口径直径1方向系数方向系数D42B 2）波束宽度为）波束宽度为1.2 度度 83、84、85填空题：填空题：1、如果给定抛物面天线的馈源方向图，通常可以通过选择天线、如果给定抛物面天线的馈源方向图，通常可以通过选择天线的张角的张角_以得到最大增益因子，此时增益因子取决于二个因以得到最大增益因子，此时增益因子取决于二个因素，分别为素，分别为_、_。2、理论上说，不论馈源方向图的宽窄，抛物面天线的最大增益、理论上说，不论馈源方向图的宽窄，抛物面天线的最大增益因子均为因子均为_考虑到实际因素的影响，实际抛物面天线的增考虑到实际因素的影响，实际抛物面天线的增益因子为益因子为_。汇报完毕请各位专家指正谢谢！