抛物面天线课件.pptx

抛物面天线简介,抛物面天线是广泛应用的一种反射面天线。它根据微波的似光性仿照探照灯的结构组成。,抛物面天线特点,方向性强增益高,抛物面天线的组成,抛物面天线由馈源和抛物面反射器构成。天线的反射面由形状为抛物面的导体表面或导体栅网构成，在抛物面的焦点上放置馈源。,馈源,反射面,馈源,馈源是一种弱方向性天线，可以是单个损子或振子阵、单喇叭或多喇叭、槽缝天线、螺旋天线等弱方向性天线。它把高频电流或导波能量转变成电磁波辐射能量并投射至抛物面上，而抛物面将投射过来的球面电磁波沿抛物面轴线方向反射出去，从而获得很强的方向性。,反射面,抛物面天线的几何关系,抛物线的定义：若有一点M(z，x)，在运动中一直保持与F和准线的距离相等，则M点的轨迹为抛物线。F称为焦点，f称为抛物线的焦距。,可得抛物线的一般方程：,由定义得，MF=MQ,抛物面天线的几何关系,由抛物线的性质可得,因此，若FM为入射线，则MP必为反射线。,抛物面的特性：可将焦点发出的任意方向的波经其反射后变换成平行与轴线的波。,抛物面天线的几何关系,由焦点F发出的任意射线经反射后到达口径所经过的波程为：MF+MP=MQ+MP,L,可见此波程为常数。,=f+L,抛物面天线的几何关系,L,MF+MP=f+L此波程为常数，这也说明各反射线到达口径时具有相同的相位。抛物面的特性：可将焦点发出的球面波经其反射后变换成平面波。,抛物面天线的几何关系,抛物面天线的主要几何参数：焦距 f口径 D最大半张角,其中只有两个是独立的，第三个已知的两个导出,f,D,抛物面天线的几何关系,由图易知,变换可得,代入上式可得,口径场分析,要讨论抛物面天线的辐射场和方向性，必须先求出它的口径场，即先讨论内场问题。,若放在焦点的馈源的方向性系数 方向性函数为 则在最大辐射方向电场馈源任意方向的辐射场,口径场分析,抛物面可认为是由理想导体制成，故可认为入射场和反射场的振幅相等。口径场是经抛物面反射后，在抛物面的口径上变成的平面波，故口径场的振幅与反射场的振幅相等。故口径场与馈源处振幅相等，只是存在f+L的波程差，即只是相位比馈源处落后(f+L)。,L,因此，抛物面天线的口径场可以表示为,口径场分析,用不同馈源的方向性函数代入式即可求出抛物面天线的口径场,L,抛物面天线的口径场计算公式：,口径场分析,设某天线的口径面上的电、磁场分布为、，那么在空间某点 的辐射场为,辐射场分析,将抛物面天线口径场计算公式：代入上式可得抛物面天线的辐射场,方向性与增益,方向性与增益,由面天线的基础知识可知抛物面天线的方向系数为,A为天线口径面积，v为天线口径面积利用系数。口径面最大半张角 越小，口径面上的场强也就越均匀，所以口径面积利用系数v也就越大。,图中n根据归一化方向函数 可求，n越大表示馈源波束越窄,方向性与增益,为抛物面天线的截获效率，g为天线的增益因子,增益因子与抛物面半张角关系曲线,n一定时获得最大增益的半张角称为最优张角不论n等于几，最大增益因子均约为0.83n越大，最优张角越小,g,文献阅读,Silvers values,Optimisation values,Optimisation values,f=500mm D=383mm中心频率12GHz,