後饋式天線

後饋式天線

後饋式天線又稱卡塞格倫天線,是一種在微波通信中常用的天線,它是從拋物面天線演變而來的。

基本介紹

  • 中文名:後饋式天線
  • 外文名:Feed-back antenna
  • 別名:卡塞格倫天線
  • 領域:電信技術
簡介,工作原理,優點,與前饋式的區別,

簡介

如果在拋物面天線的正面再放一個反射面,將信號反射到鍋後面(鍋要在正中間挖一個洞放置饋源),就成了後饋式天線。
氣象衛星和電視台由於對信號要求非常嚴格,也就是專業的需要,必須使用大型甚至巨型拋物面天線,許多天線比兩層樓還高,如果採用正饋天線,安裝饋源和高頻頭的時候,必須使用梯子,甚至採用吊臂車,但是這樣調星就變成一件非常麻煩的事情,如果鍋安裝在高樓的頂層,採用梯子也是非常危險的作業方式,因此為了解決這個問題,後饋式天線就誕生了。因此只有大型衛星天線才有採用後饋式的必要。

工作原理

後饋式天線由三部分組成,即主反射器、副反射器和輻射源。其中主反射器為旋轉拋物面,副反射面為旋轉雙曲面。在結構上,雙曲面的一個焦點與拋物面的焦點重合,雙曲面焦軸與拋物面的焦軸重合,而輻射源位於雙曲面的另一焦點上。它是由副反射器對輻射源發出的電磁波進行的一次反射,將電磁波反射到主反射器上,然後再經主反射器反射後獲得 方向的平面波波束,以實現定向發射。
當輻射器位於旋轉雙曲面的實焦點F1處時,由F1發出的射線經過雙曲面反射後的射線,就相當於由雙曲面的虛焦點直接發射出的射線。因此只要是雙曲面的虛焦點與拋物面的焦點相重合,就可使副反射面反射到主反射面上的射線被拋物面反射成平面波輻射出去。

優點

後饋式天線相對於拋物面天線來講,它將饋源的輻射方式由拋物面的前饋方式改變為後饋方式,這使天線的結構較為緊湊,製作起來也比較方便。另外卡塞格倫天線可等效為具有長焦距的拋物面天線,而這種長焦距可以使天線從焦點至口面各點的距離接近於常數,因而空間衰耗對饋電器輻射的影響要小,使得卡塞格倫微波通信的效率比標準拋物面天線要高。
後饋式天線的主要優點有:·
(1)結構緊湊,饋電方便,又便於維修。
(2)由於利用了雙反射面,拋物面的焦距變短,因此縮短了天線縱向尺寸。
(3)由於饋源對著天空,從而減小了地面反射噪聲和地面干擾電波的進入,降低了外來噪聲。但在降雨和降雪季節時,饋源中積水會影響波紋喇叭的輻射特性和交叉極化特性。因此,要及時排除積水,最好是罩一個塑膠套加以保護。
(4)效率高。

與前饋式的區別

饋源的作用是使被反射面所反射收集到的電磁波能最大限度地轉換並為高頻頭所吸收。通常饋源安裝在拋物面的焦點處(因為該處的能量密度最大),這種結構的天線稱為前饋式天線。在後饋式天線上,饋源並不安裝在拋物面的焦點上。在拋物面焦點上安裝的是凸形的反射體,稱為副反射體,它使被拋物面反射收集到的電磁波在其焦點上被副反射體再次反射,而饋源安裝在凸形副反射體的焦點處,也就是說前饋式天線,電磁波經過一次反射就被饋源吸收,而後饋式天線,電磁波是經過兩次反射才被饋源吸收,所以後饋式天線饋源所能得到的信號能量密度更大。儘管後饋式在安裝、調試時較為複雜,但由於其天線增益高和接收效果好,仍然被廣泛採用。饋源通過其內部的極化轉換器將信號轉換成高頻頭能接收的模式信號,並通過波導管與高頻頭相連。

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