倒置卡塞格伦天线抛物面以及馈源的设计
及馈源的设计。
1天线设计原理
抛物面天线[2]是以几何光学法为理论基础的一种天线形式。通过几何光学法的理论基础,我们可以知道如果在抛物面焦点上放置一个点源,经过抛物面反射会得到一组平行的射线束。所以馈源发射的球面波经过抛物面反射以后,转变成抛物面口径上的平面波前,这使得抛物面天线具有锐波束、高增益的性能。
抛物面天线的几何关系示意图如图1所示,根据抛物面性质可得:
OP+PQ=2f=const (1)
其中OP=r' ,OQ=r' cosθ',所以代入式(1)可得:
(2)
因为抛物面是由抛物线绕其轴旋转而成的,所以抛物面有旋转对称性,表现在球坐标r',θ',φ'里就是其特性不存在φ'方向的变化。
在抛物面分析中,需要得出其表面反射点出垂直于此处切线的单位矢量,所以我们先将式(2)改写为:
(3)
然后对式(3)取梯度得出表面法线再根据几何关系以及直角-球坐标变换公式,进而可以得到抛物面焦距直径比(焦径比)f/d 与半张角θ0之
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