Зеркальные антенны

В связи с проблемой качания луча в широком угле возрастает роль сферических зеркал. Сферическая поверхность в неко­торой части близка к параболической, так что при облучении ее близко расположенным источником формируется относительно узкий отраженный луч. На рис.15а показано два расположения облучателя вблизи сферической поверхности; направления форми­руемого луча обозначены стрелками. Вращение

облучателя отно­сительно центра сферы вызывает поворот луча на тот же угол, причем в силу неизменности условий отражения (в пределах опре­деленного угла качания) ширина луча практически не меняется. Однако коэффициент использования поверхности зеркала оказы­вается низким.

Рис.15

Он зависит от вида характеристики направленно­сти облучателя (оптимальное расстояние которого от поверхности зеркала подбирается) и от угла качания.

Усовершенствование зеркаль­ной сферической антенны дости­гается на пути превращения ее в двухзеркальную антенну. В качестве облучателя берется зеркало специальной формы, об­лучаемое обычным «точечным» источником, характеристика на­правленности которого теперь уже не играет определяющей ро­ли, поскольку форма облучающе­го зеркала выбирается с тем рас­четом, чтобы при отражении от сферы формировался плоский фронт волны. Двухзеркальная сферическая антенна схематически изображена на рис. 15б

Рис.16

Различные двухзеркальные антенные системы в настоящее время играют важную роль. Используя принцип оптического телеско­па Кассегрэна, помещают перед параболическим зеркалом в каче­стве контррефлектора гиперболическое (рис. 16а). Фазовый центр облучателя совмещается с фокусом гиперболы F, и вследствие этого лучи, отраженные от гиперболического зеркала, можно рассматривать как идущие из расположенного за ним «вир­туального фокуса» F', который, как это понятно, должен совпадать с фокусом параболического зеркала. Облучатель (рис.15б) обыч­но представляет собой рупор, вмонтированный в основное зеркало. Если облучатель значительно больше длины волны, то по правилам геометрической оптики можно построить его изображение в гипер­болическом зеркале - «виртуальный облучатель», который показан на рис.15б пунктиром; изображение оказывается уменьшенным. Чтобы затенение пространства гиперболическим зеркалом было минимальным, размеры системы выбирают приблизительно так, что угол, под которым края облучателя видны из виртуального фокуса, близок к углу, под которым из центра параболического зеркала видны края гиперболического зеркала (в этом условии учитывается возможность затенения основного зеркала облучателем), рис.15в.

Двухзеркальная антенна типа Каесегрэна отличается рядом положительных качеств. Она удобна по конструкции и, в частности, дает возможность располагать подключаемую аппаратуру непо­средственно за зеркалом, избегая длинной линии передачи. Облу­чение зеркала производится сравнительно равномерно с быстрым спаданием интенсивности у краев, поскольку при отражении луча от облучающего гиперболического зеркала интенсивность умень­шается с ростом угла по отношению к оси системы. Таким образом, рассеяние сосредоточено, главным образом, в переднем полупро­странстве; уровень задних лепестков диаграммы невелик. Как уже отмечалось, это обстоятельство может быть важным ч в ряде применений, например в радиорелейных линиях. Приемная антен­на с малыми задними лепестками может быть «малошумящей» в результате малой чувствительности к излучению земли.

Выше рассмотрена лишь одна из распространенных двухзеркальных антенн типа Каесегрэна. Существуют различные модифи­кации таких антенн. Отметим, например, что вместо гиперболиче­ского контррефлектора может применяться плоский.

Итог

Зеркальные антенны - антенны, в которых для фокусирования высокочастотной электромагнитной энергии используется явление зеркального отражения от криволинейных металлических поверхностей (зеркал). По размерам зеркало значительно превосходит длину волны. Основные модификации Зеркальные антенны определяются количеством отражателей: известны одно-, двух- и трёхзеркальные антенны. Конструктивно зеркальные антенны выполняют в виде металлических или металлизированных поверхностей различной формы. Для снижения массы зеркал и уменьшения давления ветра (парусности) на их поверхность зеркала нередко изготавливают не из сплошного материала, а из сетки проводов или параллельных пластин, а также из перфорированных металлических листов. Применяют зеркальные антенны следующих типов: параболические антенны, Кассегрена антенны, рупорно-параболические антенны, сферические антенны, перископические антенны, зеркальные апланатические антенны и другие.

Список использованной литературы

1. Бахрах Л. Д., и Вавилова И. В. Сферические двухзеркальные антен­ны. «Радиотехника и электроника», - 1961, - № 7.

2. Никольский В.В. Антенны,- М.: «Связь»,- 1966, с.367

3. Домбровский И.А. Антенны,- М.: Связьиздат, 1957

 Скачать реферат