Рис. 1. Отражатели зеркальных антенн.
Зеркальная антенна - антенна, в которой
формирование диаграммы направленности осуществляется с помощью зеркально
отражающих поверхностей. Появление 3. а. восходит к классич.
экспериментам Г. Герца (Н. Hertz), применившего в 1888 параболич.
цилиндрич. зеркало для фокусировки радиоизлучения дециметрового
диапазона. Это устройство является прототипом совр. 3. а., состоящей из
системы зеркал (в простейшем варианте - из одиночного зеркала) и системы
облучателей (в простейшем случае - одиночного облучателя,
расположенного в фокусе). Приёмные и передающие 3. а. обычно не имеют
конструктивных отличий, более того, в радиолокац.
системах часто одну и ту же 3. а. используют в качестве передающей и
приёмной, поэтому термин "облучатель" условен, это может быть также и
входной узел приёмного тракта. Используют зеркала разл. формы:
параболич., эллиптич., гиперболич., сферич., плоские, встречаются
отражатели в виде параболич. цилиндра, параболич. тора и т. п. (рис. 1).
Рис. 1. Отражатели зеркальных антенн.
Наиб. распространены однозеркальные антенны, облучаемые из фокуса f с помощью "первичного" облучателя, напр., диполя или рупора, подключённого к линии передачи или волноводу (в приёмной 3. а.- к детектору). В простейших многозеркальных антеннах применяют комбинации из параболич. зеркала и конфокального с ним зеркально отражающего гиперболоида или эллипсоида, фокусирующих излучение на поверхности гл. параболоида (рис. 2), куда и помещают первичный излучатель. Расчёт характеристик 3. а. обычно осуществляют в два этапа: сначала в приближении геом. оптики качественно определяют конфигурации осн. элементов 3. а. и их взаимное расположение; затем оценивают дифракц. эффекты, связанные с конечностью отношения длины волны излучения l к характерным размерам 3. a. L, а также с искажениями поля на резких краях зеркал, с неизотропностью диаграммы направленности первичного облучателя, её поляризац. особенностями и т. п. Обычно L>>l, что оправдывает применение разл. асимптотич. методов
теории дифракции. Неровности поверхности 3. а. не должны превышать
величины l/20; обычно для изготовления зеркал используют лёгкие
металлич. листы или сетки.
С помощью 3. а. формируют весьма узкие диаграммы направленности с
незначит. величиной боковых лепестков.
Рис. 2. Двухзеркальные антенны: вверху - антенна Кассегрена, внизу - антенна Грегори.
Это обстоятельство, а также простота осуществления механич. и электрич. сканирования диаграммы направленности при слабой зависимости её характеристик от частоты (что обеспечивает широкополосность 3. а. обусловили применение 3. а. в радиолокации, в технике связи (в т. ч. и космич.), в радиоастрономии. При этом существенна возможность предельного понижения шумовой температуры. К таким "малошумящим" 3. а. относятся, в частности, антенна переменного профиля ,перископич. антенны, рупорно-параболические и др. 3. а. используют в качестве антенн радиотелескопов, а также в качестве осн. элементов в радиоинтерферометрах и системах апертурного синтеза.
М. А. Миллер, Н. М. Цейтлин
|
|
 |
