抛物面反射器天线(卫星天线)

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最流行的反射面天线抛物面反射器天线。这种天线 也俗称为 卫星碟形天线。这个碟形天线的例子在下面的数字显示。

图1。斯坦福大学的“大盘”天线.

图2。在屋顶上有卫星电视碟型天线。

抛物面反射通常有一个非常高的增益(30-40分贝是很常见)和低 交叉极化。碟形天线 还具有良好的带宽。相对带宽 至少5%的市售车型,并且可以在宽带 巨大的菜肴(如斯坦福大学的“大盘”上面,这可以从150兆赫到1.5千兆赫)。

较小的碟形天线通常在2和28千兆赫之间的频率。 大的菜肴,可以工作在VHF 地区(30-300兆赫),但通常需要非常大的,在这个工作频段。

抛物面天线的基本结构如图3所示。它由 饲料天线指向一个抛物面反射。往往是馈天线 喇叭天线 圆形光圈。

图3。一个碟型天线的组成部分。

谐振天线(如偶极天线),通常 大约一个半波长长的工作频率。相比之下,碟形天线 必须反映菜 远大于波长大小。这道菜是在直径至少几个波长,但直径 在非常高的增益菜100波长(>50 dB增益)的顺序。饲料之间的距离 天线和反射通常是几个波长。这是在不同 角反射器,其中 天线大约是一个半波长的反射。

在下一节,我们将看看在抛物面几何在细节和为什么 抛物线是一个理想的形状。

抛物面天线的几何

现在,我们将试图解释为什么一个抛物面,使一个伟大的反射。要启动, 让一个抛物线与焦距的“F”的方程可以写在(X,Z)平面:

这是绘制在图4。

图4。抛物线定义参数的插图。

抛物线完全是由两个参数,直径的“D”和“F”的焦距。 我们还定义了两个辅助参数,反射的垂直高度(“H”的)和最大 角之间的联络点和边缘的菜 (). 这些参数是相关的 每个由下列公式 :

为了分析的反射,我们将使用从几何光学近似。由于反射是相对较大 波长,这种假设是合理的,虽然没有精确的准确。我们将通过分析结构 从中心点的直线条,与每个作为一个平面波的射线。 考虑从两个传输光线的焦点,到达 从两个不同的角度,如图5所示。被假定为理想导体的反射,使 射线完全反映。

图5。两条射线,离开了联络点,并反映从抛物面反射镜。

有两个可以从图5中提出的意见。首先是双方射线在向下行驶 方向(可因事而相对正常的表面反映的角度必须等于)。

说是平行的光线。第二个重要的观察是, ADE和ABC的路径长度是相等的。这可以证明一点点 几何,我不会在这里重现。这些事实可以证明任何选择的角度。因此,它遵循 :

  • 联络点(源或饲料天线)产生的所有光线,将反映朝着同一个方向。

  • 每个射线旅行从焦点反射镜和焦平面的距离是恒定的。 由于这些观测结果,因此该领域的焦平面上的分布将相和 在同一方向行驶。这引起了高度定向的抛物面天线 辐射模式。这就是为什么形状 菜是抛物线。

    最后,关于Z轴旋转的抛物线,抛物线获得,如下所示。

    设计,应增加直径的“D”的价值,以提高天线的增益。 焦距的“F”是唯一的自由参数典型值通常为 比“F / D”,这通常0.3和1.0之间的范围。选择这个比例的影响因素 将在下面的章节。


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