微波抛物面天线的辐射原理.ppt

1）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布，且口径场分布接近于轴向对称，只是q或r的函数而不是j的函数 口径场的分布是 渐削圆口径分布的特性 2）台阶渐削的圆形口径 前面的分析口径场在口径边缘是0 如果口径边缘场不到0，而是在0～1之间的C，那么会是什么结果呢？ 台阶渐削的圆形口径性能对比 2）台阶渐削的圆形口径举例 汇报完毕 请各位专家指正 谢谢！ * * 反射面天线通常由馈源和反射面组成。馈源可以是振子、喇叭、缝隙等弱方向性天线，反射面可以是旋转抛物面、切割抛物面、柱形抛物面、球面、平面等。旋转抛物面是一种主瓣窄、副瓣低、增益高的微波天线，常用来得到笔形波束、扇形波束或具有特殊形状的波束，在雷达、通信、射电天文等领域有着广泛应用。 * 引导学员找出这四个参数之间的关系。 抛物线是一定点F（焦点）与一定直线l（准线）之间等距点Q（动点）的轨迹。 焦点F到动点Q的矢径ρ与z轴之间的夹角为Ψ Q点为抛物面上任意点，抛物线MON绕其对称轴OF轴旋转就形成抛物面，顶点O到焦点F的距离OF=f称焦距，抛物线边缘点绕对称OF轴旋转后就构成抛物面的边缘，通常把抛物面边缘所包围的平面称作抛物面天线的口径面，用D表示其直径。也有把这个口径投射到过焦点并垂直于对称轴的平面上，而把这个投影称抛物面天线的口径面。 焦点到抛物面边缘上任意一点的连线与对称轴之间的夹角称抛物面的半张角，用Ψ0表示 * （1）由抛物面焦点F发出的射线经抛物面反射后，所有的反射线都与抛物面的对称轴平行。因此，在焦点处的馈源所辐射的球面波经抛物面反射后变成平行的电磁波束。相反，当平行的电磁波束沿抛物面对称轴入射到抛物面上时，被抛物面汇聚于焦点。 （2）由焦点处发出的球面波经抛物面反射后，在口径上形成平面波前，口径上的场处处同相。相反，当平面电磁波沿抛物面对称轴入射时，经抛物面反射后不仅汇聚在焦点，而且相位相同。 * 短焦距天线：焦距比深度L小，也比口径D/4小 * 感应电流法(感应电流法先求馈源所辐射的电磁场在反射面上感应的电流，然后再根据反射面上的电流求辐射场，反射面上的感应电流由馈源辐射场在反射面上磁场的切向分量确定。口径场法是先根据几何光学定律由馈源辐射场求出反射面的口径场，再利用等效原理求口径场的辐射场。 * 有害区的出现必然降低抛物面天线的口径效率，也就是降低天线的增益。正是为了避免这种现象的出现，大多数情况下会采用长焦距抛物面天线。 * 结论：（1）n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面天线。此时抛物面天线的半张角称为最优张角 ；（2）不论n等于几，最大的增益因子均大约为0.83，也就是说，不管馈源方向图宽窄，能获得的最大增益因子几乎是相同的；（3）馈源的方向图愈窄（n愈大），对应最大增益因子的最优张角应愈小，这表明，当馈源方向图波瓣比较窄时，为了获得最大增益因子，应采用 较大的抛物面天线。 * 5.3 抛物面天线的偏焦及应用 由于安装等工程或设计上的原因，馈源的相位中心不与抛物面的焦点重合，这种现象称为偏焦。对普通抛物面天线而言，偏焦会使得天线的电性能下降。但是偏焦也有可利用之处。偏焦分为两种：馈源的相位中心沿抛物面的轴线偏焦，称为纵向偏焦；馈源的相位中心垂直于抛物面的轴线偏焦，称为横向偏焦。纵向偏焦使得抛物面口径上发生旋转对称的相位偏移，方向图主瓣变宽，但是最大辐射方向不变，有利于有哪些信誉好的足球投注网站目标。 抛物面天线中常用的馈源喇叭是圆锥喇叭和角锥喇叭，圆锥喇叭工作于TEl1模，角锥喇叭工作于TEl1模。圆锥喇叭激励有以下优点：首先，圆锥喇叭在E面和H面的方向图相差不大，基本接近旋转对称；其次，用圆锥喇叭照射抛物面能大大减小抛物面口面天线的交叉极化电平，因为圆波导TEll模的交叉极化分量和抛物面在线极化场照射时所产生的交叉极化分量正好相反，因此总的交叉极化分量在很大程度上被抵消， * * 另一种喇叭馈源是平衡混合模馈源。最常用的平衡混合模馈源为波纹（圆锥）喇叭，如图4-49 所示。它也可以得到轴对称波束，低旁瓣，低交叉极化的特性。在平衡混合模馈源里与模沿轴向以相同的相速传播，从而使和模能保持固定的相位关系，但它不是两个模的线形叠加，而是相互依存着，形成平衡混合模HE11。因此，波纹喇叭可以得到的频带宽度在1.6:1以上，作为馈源在当今的绝大多数微波反射面天线中使用。 抛物线焦点为一条直线，它的口径为一矩形，抛物柱面口径场没有交叉极化分量 渐削分布(n=1)是由口径中心的1光滑渐削到口径边缘的零，这种分布在牺牲了主瓣宽度和减小方向性系数的情况下，得到了很低的旁瓣。平方渐削分布(n=2) 是由口径中心的1更尖锐地渐削到口径边缘的零，这时主瓣更宽、方向性系数更小、