Зеркальные антенны. Облучатели зеркальных антенн

 

Зеркальные или рефлекторные антенны состоят из облучателя и рефлектора. Большое распространение получили антенны с параболическим рефлектором. Для радиоволн отражающую поверхность рефлекторов выполняют из металла с хорошей проводимостью: алюминия и его сплавов, меди, латуни, биметалла. Для предотвращения коррозии поверхность рефлектора окрашивается. В целях уменьшения ветровых нагрузок поверхность рефлектора может быть перфорированной отверстиями размером меньшими четверти длины волны сигнала. Поверхность рефлектора параболических антенн обычно выполняется в виде параболоида вращения.

Раскрывом параболической антенны называют плоскость круга, ограниченную наружными краями рефлектора. Параболические антенны имеют линейные размеры раскрыва, значительно превосходящие длину волны. Для таких антенн при хорошей проводимости рефлектора можно считать, что радиоволны, падающие на рефлектор, отражаются от него по законам геометрической оптики.

Из свойств параболы известно, что ab = Fb; a`b` = Fb`; a``b`` = Fb``. Следовательно, пути любых отраженных рефлектором лучей от фокуса F до линии раскрыва антенны MN равны между собой и равны расстоянию между параллельными прямыми AB и MN. Если в фокусе зеркала F поместить источник поля – облучатель, то вследствие равенства длин лучей плоскость раскрыва рефлектора будет плоскостью одинаковых фаз.

 

 

Рисунок 2.12 – Зеркальная параболическая антенна

 

Облучатель представляет собой слабонаправленную антенну, излучающую сферическую волну. За счет свойств рефлектора сферическая волна в раскрыве преобразуется в плоскую и широкая ДН облучателя в узкую ДН рефлектора. Направленные свойства антенны определяются размерами зеркала. Для параболического зеркала коэффициент направленного действия определяется по формуле S – площадь раскрыва, ν – коэффициент использования раскрыва рефлектора. Облучатель должен обладать односторонним излучением в направлении зеркала. Такими свойствами обладает полуволновый вибратор с проволочным или дисковым контррефлектором, щелевые, спиральные и небольшие рупорные антенны. В направлении зеркала ДН облучателя может быть рассчитана по формуле где Поле, созданное облучателем, в раскрыве рефлектора должно быть равномерным и быстро спадать за пределами рефлектора.

Направленные свойства антенны ухудшаются за счет фазовых искажений поля в раскрыве. Эти искажения могут быть вызваны отклонением профиля рефлектора от расчетного и неточной установкой облучателя. Допустимым отклонением фазы поля в раскрыве считают

Коэффициент направленного действия параболической антенны достигает 10000 и диаграмма направленности имеет игольчатую форму с шириной ДН в доли градуса. Применяются параболические антенны в системах ПВО и спутниковой связи.