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抛物面天线的工作原理
面天线的结构和工作原理一、抛物面天线（一）抛物面天线的结构常用的抛物面天线从结构上看，主要由两部分组成：照射器，由一些弱方向性天线来担当，想短电对称振子天线，喇叭天线。
作用：是把高频电流转换为电磁波并投射到抛物面上。
抛物面，它一般有导电性能较好的铝合金板构成，其厚度为1.5-3（mm），或者用玻璃钢构成主抛物面，然后在其内表面粘贴一层金属网或金属栅栏。
网孔的最大值要求小于λ/8-λ/10，过大将造成对电磁波的漏射现象，影响天线的正常工作性能。
作用：构成天线辐射场方向性的主要部分。
图 1-1 普通抛物面天线的结构图图 1-2 普通抛物面天线的几何关系图（二）工作原理抛物面具有如下重要的几何光学特性：由焦点发出的各光线经抛物面反射，其反射线都平行于z轴；反之，当平行光线沿z轴入射时，则被抛物面反射而聚焦于F点。
其原因是，由焦点发出的各光线经抛物面反射后到达口径面的行程相等（这一结论可利用抛物线的以下性质来证明：从抛物线任一点到焦点的距离等于该点到准线的距离）。
微波的传播特性与光相似，因此，位于焦点F的馈源所辐射的电磁波经抛物面反射后，在抛物面口径上得到同相波阵面，使电磁波沿天线轴向传播。
如果抛物面口径尺寸为无限大，那么抛物面就把球面波变为理想平面波，能量只沿z轴正方向传播，其它方向辐射为零。
但实际上抛物面的口径是有限的，这时天线的辐射是波源发出的电磁波通过口径面的绕射，它类似于透过屏上小孔的绕射，因而得到的是与口径大小及口径场分布有关的窄波波束。
二、卡塞格伦天线（一）卡塞格伦天线的结构卡塞格伦天线是一种双反射面天线，其主反射面是旋转抛物面，副反射面是旋转双曲面。
卡塞格伦天线的结构与普通抛物面天线的差别，不仅在于多了一个副反射面，而且把馈源安装到了主反射面后面上，如图1-3所示。
故有时也把卡塞格伦天线称为后馈天线。
图 1-3 卡塞格伦天线的结构图（二）卡塞格伦天线的工作原理卡塞格伦天线的工作原理是，根据双曲面的性质，由F2发出的电磁波被副面反射，其反射的电磁波方向可以看成是共轭焦点F1发出的射线方向。
抛物面天线的工作原理
抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常见的天线类型，其工作原理基于抛物面的特殊形状。
抛物面天线主要用于电信和无线通信领域，如卫星通信、雷达系统和无线电广播等。
下面将详细介绍抛物面天线的工作原理。
一、抛物面天线的结构抛物面天线由抛物面反射器和馈源组成。
抛物面反射器通常由金属制成，具有抛物面曲率的特殊形状。
馈源则位于抛物面反射器的焦点处。
二、工作原理1. 抛物面反射器的特性抛物面反射器具有特殊的几何形状，其曲率使得从馈源发出的电磁波在反射器上反射后会聚到抛物面的焦点上。
这种聚焦效应使得抛物面天线能够将发射或者接收的信号集中在一个方向上。
2. 馈源的作用馈源是抛物面天线的关键部份，它位于抛物面反射器的焦点处。
馈源通过电流激励产生电磁波，并将电磁波传输到抛物面反射器上。
由于抛物面反射器的特殊形状，馈源发出的电磁波在反射器上反射后会聚到抛物面的焦点上。
这样，抛物面天线就能够将电磁波集中在一个方向上，实现信号的传输或者接收。
3. 抛物面天线的辐射特性抛物面天线的辐射特性与抛物面反射器的形状和馈源的位置有关。
通常情况下，抛物面天线能够实现高增益和较窄的波束宽度。
增益是指天线辐射功率相对于理想点源天线的辐射功率的比值。
波束宽度是指天线辐射功率下降到最大辐射功率的一半时的角度范围。
抛物面天线的高增益和较窄的波束宽度使其能够实现远距离的通信和较强的信号接收。
4. 抛物面天线的极化特性抛物面天线的极化特性取决于馈源的极化方式。
通常情况下，抛物面天线可以实现线极化或者圆极化。
线极化是指电场矢量在一个平面内振荡，可以是水平或者垂直方向。
圆极化是指电场矢量在一个平面内旋转，可以是顺时针或者逆时针方向。
抛物面天线的极化特性对于与其进行通信或者接收的设备的极化要求具有重要意义。
三、应用领域抛物面天线广泛应用于各种通信和雷达系统中。
以下是一些常见的应用领域：1. 卫星通信：抛物面天线被用于卫星通信系统中，用于接收和发送卫星信号。
抛物面天线的工作原理
抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常用的天线类型，广泛应用于无线通信和卫星通信领域。
它的工作原理基于抛物面的几何特性和电磁波的反射原理。
1. 抛物面天线的结构抛物面天线由一个抛物面反射器和一个位于焦点处的辐射源（也称为馈源）组成。
抛物面反射器通常由金属材料制成，呈现出抛物线的形状。
2. 工作原理当抛物面天线接收到入射的电磁波时，这些电磁波会被抛物面反射器反射到焦点处的辐射源上。
辐射源通过电流激励，将电磁波转化为辐射出去的电磁波。
同样地，当抛物面天线用于发送信号时，辐射源会产生电流，将电磁波辐射到空间中。
3. 焦点特性抛物面天线的一个重要特点是，所有从天线发射或者接收的电磁波都会聚焦于焦点处。
这是因为抛物面反射器的几何形状使得入射的平行光线在反射后会汇聚到焦点上。
同样地，从焦点发出的电磁波会被抛物面反射器反射成平行光线。
4. 波束宽度抛物面天线的波束宽度是指天线主瓣的角度范围。
主瓣指的是辐射功率最大的方向。
波束宽度与抛物面反射器的曲率半径和波长有关。
通常情况下，波束宽度越小，天线的定向性越强。
5. 增益抛物面天线的增益是指天线辐射功率相对于理想点源天线的辐射功率的比值。
增益与抛物面反射器的大小和形状有关，通常情况下，增益越高，天线的接收和发送性能越好。
6. 多频段应用抛物面天线可以用于多频段应用。
通过在抛物面反射器上添加子反射器或者使用多个辐射源，可以实现在不同频段下的工作。
7. 抛物面天线的应用抛物面天线广泛应用于卫星通信、雷达系统、微波通信、无线局域网（WLAN）等领域。
由于其高增益和定向性，抛物面天线可以实现远距离通信和传输，并具有较高的信号质量和抗干扰能力。
总结：抛物面天线是一种基于抛物面反射器和辐射源的天线类型。
它的工作原理基于抛物面的几何特性和电磁波的反射原理。
抛物面天线具有聚焦特性、波束宽度、增益和多频段应用的特点。
它被广泛应用于无线通信和卫星通信领域，提供了高质量的通信和传输能力。
抛物面天线的工作原理
抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常用的天线类型，其工作原理基于抛物面的特性。
抛物面天线由一个抛物面反射器和一个位于焦点处的辐射源（如一个天线元件）组成。
它能够将来自辐射源的电磁波束聚焦到一个方向，从而实现天线的增益和指向性。
工作原理如下：1. 抛物面反射器：抛物面天线的核心部份是抛物面反射器。
抛物面是一个特殊的曲面，具有特定的几何形状。
当电磁波束从辐射源发出时，抛物面反射器会将电磁波束反射并聚焦到一个特定的点，即抛物面的焦点。
2. 辐射源：位于抛物面反射器焦点处的辐射源是天线的发射或者接收元件。
它可以是一个天线驱动器，用于将电信号转换为电磁波，或者是一个接收器，用于将接收到的电磁波转换为电信号。
辐射源的位置选择在抛物面反射器的焦点处是为了实现最佳的聚焦效果。
3. 聚焦效果：由于抛物面的特殊形状，抛物面反射器能够将来自辐射源的电磁波束聚焦到一个方向，形成一个集中的电磁波束。
这种聚焦效果使得抛物面天线具有较高的增益和指向性。
与其他天线类型相比，抛物面天线能够更好地集中电磁波束，从而在传输和接收信号时具有更好的性能。
4. 应用领域：抛物面天线广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、天文观测等领域。
其高增益和指向性使得抛物面天线能够实现远距离通信和精确的信号接收。
在卫星通信中，抛物面天线被用作地面站的接收天线，用于接收来自卫星的信号。
在雷达系统中，抛物面天线用于发射和接收雷达信号，提供准确的目标探测和跟踪。
总结：抛物面天线的工作原理基于抛物面反射器的特性，通过将来自辐射源的电磁波束聚焦到一个方向，实现天线的增益和指向性。
其应用广泛，可以用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
抛物面天线的工作原理为我们提供了一种有效的方式来实现远距离通信和精确的信号接收。
抛物面天线的工作原理简版
抛物面天线的工作原理
引言概述：
抛物面天线是一种常见的天线类型，其工作原理基于抛物面的几何形状。
通过将电磁波聚焦在一个点上，抛物面天线能够实现更高的增益和更远的传输距离。
本文将详细介绍抛物面天线的工作原理，包括其几何形状、聚焦能力、辐射模式、频率选择和应用领域。
正文内容：
1. 抛物面天线的几何形状
1.1 抛物面的定义和特点
1.2 抛物面天线的外观和结构
1.3 抛物面天线的尺寸和参数
2. 抛物面天线的聚焦能力
2.1 抛物面的焦距和聚焦性能
2.2 抛物面天线的增益和方向性
2.3 抛物面天线的辐射效率和损耗
3. 抛物面天线的辐射模式
3.1 抛物面天线的主瓣和旁瓣
3.2 抛物面天线的波束宽度和方向性
3.3 抛物面天线的辐射图案和覆盖范围
4. 抛物面天线的频率选择
4.1 抛物面天线的工作频段和带宽
4.2 抛物面天线的波束调整和频率调谐
4.3 抛物面天线的频率响应和滤波特性
5. 抛物面天线的应用领域
5.1 通信领域中的抛物面天线应用
5.2 雷达系统中的抛物面天线应用
5.3 卫星通信中的抛物面天线应用
总结：
综上所述，抛物面天线是一种基于抛物面几何形状的天线，通过其聚焦能力实现了更高的增益和更远的传输距离。
抛物面天线的工作原理包括几何形状、聚焦能力、辐射模式、频率选择和应用领域等方面。
了解抛物面天线的工作原理对于设计和应用天线具有重要意义，可以帮助我们更好地理解和利用这种天线的优势。
抛物面天线在通信、雷达和卫星通信等领域都有广泛的应用，为现代无线通信技术的发展做出了重要贡献。
抛物面天线的工作原理
抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常见的天线类型，其工作原理基于抛物面的特殊形状。
它被广泛应用于通信领域，如卫星通信、雷达系统和天线接收器等。
本文将详细介绍抛物面天线的工作原理和其在通信系统中的应用。
一、抛物面天线的结构抛物面天线由抛物面反射器和馈源两部分组成。
抛物面反射器的形状是一个旋转抛物面，其特点是所有从抛物面顶点发出的平行光线都会被反射到焦点上。
馈源则位于抛物面反射器的焦点处，用于发射或接收电磁波。
二、抛物面天线的工作原理可以分为发射和接收两种情况。
1. 发射模式在发射模式下，馈源向抛物面反射器提供电信号。
电信号经过馈源后，被转化为电磁波并从抛物面反射器的焦点发射出去。
由于抛物面的特殊形状，电磁波会被抛物面反射器集中到一个方向上，形成一个平行光束。
这样，抛物面天线可以将电信号转化为电磁波并将其集中到一个特定的方向上。
2. 接收模式在接收模式下，抛物面天线接收来自特定方向的电磁波。
电磁波进入抛物面反射器后，会被反射到焦点上，然后通过馈源传递给接收设备。
由于抛物面的特殊形状，抛物面天线可以将来自特定方向的电磁波集中到焦点上，提高接收效率。
三、抛物面天线的应用抛物面天线由于其独特的工作原理和性能优势，在通信系统中得到了广泛的应用。
1. 卫星通信在卫星通信系统中，抛物面天线被用作卫星接收器的天线。
它可以接收来自卫星的信号，并将其集中到接收设备上，提高接收效果。
同时，抛物面天线也可用于卫星发射器，将电信号转化为电磁波并发射到空间中。
2. 雷达系统在雷达系统中，抛物面天线被用作雷达接收器和发射器的天线。
它可以接收来自目标的回波信号，并将其集中到接收设备上，实现目标检测和跟踪。
同时，抛物面天线也可用于雷达发射器，将电信号转化为电磁波并发射到空间中，实现雷达波束的形成和目标探测。
3. 无线通信在无线通信系统中，抛物面天线被用作基站天线或无线路由器天线。
它可以将无线信号集中到特定的方向上，提高通信距离和信号质量。
抛物面天线的工作原理
抛物面天线的工作原理引言概述：抛物面天线是一种常见的天线类型，其工作原理基于抛物面的特殊形状和电磁波的反射原理。
本文将详细介绍抛物面天线的工作原理，包括抛物面的特点、电磁波的反射和聚焦效应等。
一、抛物面的特点：1.1 对称性：抛物面具有对称的特点，即从抛物面的焦点处发出的电磁波会被抛物面反射，并聚焦到焦点上。
1.2 曲率半径：抛物面的曲率半径影响着电磁波的聚焦效果，曲率半径越小，聚焦效果越好。
1.3 焦距：抛物面的焦距决定了电磁波的聚焦位置，焦距越小，聚焦点越近。
二、电磁波的反射：2.1 入射角和反射角：根据光的反射定律，入射角等于反射角，因此电磁波在抛物面上的反射角度与入射角度相等。
2.2 波前面的变化：电磁波在抛物面上反射后，波前面会发生变化，变得更加平整，这有助于提高聚焦效果。
2.3 相位差的补偿：抛物面的形状可以使从不同位置发出的电磁波在焦点处相位差为零，从而实现波的相位补偿。
三、聚焦效应：3.1 焦点的形成：抛物面的形状使得从不同位置发出的电磁波会在焦点处聚焦，形成一个强光点或强电磁场。
3.2 聚焦效果的增强：抛物面的曲率半径越小，聚焦效果越好，因为曲率半径越小，抛物面的形状越接近于一个完美的球面。
3.3 应用领域：抛物面天线的聚焦效应广泛应用于卫星通信、雷达系统、天文望远镜等领域，提高了信号的接收和发送效果。
四、抛物面天线的优势：4.1 高增益：抛物面天线的聚焦效应使得其具有较高的增益，能够提高信号的接收和发送灵敏度。
4.2 窄波束：抛物面天线的特殊形状使得其发射或接收的电磁波呈现出窄波束的特点，可以减少信号的干扰。
4.3 高方向性：抛物面天线的聚焦效应使得其具有较高的方向性，可以更准确地定位和跟踪目标。
五、总结：抛物面天线利用抛物面的特殊形状和电磁波的反射原理，实现了电磁波的聚焦效果。
其工作原理基于抛物面的对称性、曲率半径和焦距等特点，以及电磁波的反射和相位差的补偿。
抛物面天线具有高增益、窄波束和高方向性等优势，广泛应用于通信、雷达和天文等领域。
抛物面天线的工作原理
抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常见的天线类型，其工作原理基于抛物面的特殊几何形状。
它在通信和无线电领域中被广泛应用，用于接收和发送无线信号。
本文将详细介绍抛物面天线的工作原理，并解释其在信号接收和传输中的优势。
一、抛物面天线的结构和特点抛物面天线的结构由一个抛物线形状的反射器和一个位于焦点处的辐射源组成。
其主要特点包括：1. 抛物面反射器：抛物面天线的反射器是一个抛物线形状的金属面，其曲率使得从辐射源发出的信号被反射并聚焦到一个点上。
2. 辐射源：位于抛物面反射器焦点处的辐射源是天线的发射或接收元件，它可以是一个天线驱动器或一个接收器。
二、抛物面天线的工作原理抛物面天线的工作原理基于抛物面的几何特性，当从抛物面天线的辐射源发出的信号到达反射器时，它们会被反射并聚焦到抛物线的焦点上。
这种聚焦效应使得抛物面天线具有以下工作原理：1. 聚焦效应：由于抛物面的特殊形状，辐射源发出的信号会被反射器聚焦到抛物线的焦点上。
这种聚焦效应使得抛物面天线能够将信号集中在一个小区域内，增加了信号的强度和接收灵敏度。
2. 方向性：抛物面天线在水平方向上具有较高的方向性，这意味着它能够更好地聚焦和接收或发送信号。
抛物面天线的方向性使得它在特定方向上具有更高的增益，从而提高了信号的传输距离和质量。
3. 抗干扰性：由于抛物面天线的聚焦效应和方向性，它对来自其他方向的干扰信号具有较强的抑制能力。
这使得抛物面天线能够更好地过滤掉干扰信号，提高信号的纯度和可靠性。
4. 波束宽度：抛物面天线的波束宽度是指天线所能接收或发送信号的有效范围。
由于抛物面天线的特殊形状，它的波束宽度相对较小，可以更准确地定位和接收目标信号。
三、抛物面天线的应用领域抛物面天线由于其独特的工作原理和优越的性能，在各个领域都得到了广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 通信系统：抛物面天线常用于卫星通信系统和微波通信系统中，用于接收和发送信号。
其高增益和方向性使得它能够实现远距离的信号传输和接收。
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3抛物面天线基础理论
3.1抛物面天线的结构特点与工作原理
3.1.1结构特点和要求
常用的抛物面天线从结构上看，主要由两部分构成：
照射器：由一些弱方向性天线来担当，像短点对称振子天线、喇叭天线，其作用是把
高频电流转换为电磁波并投射到抛物面上。
抛物面：它一般由导电性能较好的铝合金板构成，其厚度为 1.5— 3mm ，或者用玻璃钢构成主抛物面，然后在其内表面粘贴一层金属网或金属栏。
网孔的最大直径要求小于
:，过大将造成对电磁波的漏射现象，影响天线的正常工作性能。
其作用是构成天线
10 8
辐射场方向性的主要部分，由两部分构成的天线结构原理如图所示：
3.1.2抛物面的几何尺寸及特性
一般用于面天线反射面的抛物面，都具有以剖面图6-6-1 中的z 轴为中心呈旋转对称式结构。
在剖面图中，把o 称为抛物面的顶点， F 称为抛物面的焦点，0 称为抛物面的张角，
是从焦点 F 到口面边沿射线与OF 轴线的夹角；D=2R 称为抛物面口面直径，R 为口面半径；
为焦点 F 到反射面上任意点的距离。
由抛物面的定义可知：
2 f cos (1cos )
此关系式是以焦点 F 为极坐标原点得出的抛物线方程，由此可进一步得到：
2f
1 cos
由图 6-6-1 还可得到：
ysin 2 f sin
2 ftg 1 cos
tg
sin
1 cos
y
D
0代入 6-6-3
把口面直径R, 可得到：
2 D
2 ftg f 1 1
，或者?
2 2 D 4 tg 0
2
3.1.3抛物面天线的工作原理
根据抛物面的集合特性，可以得到抛物面的两个重要性质：
（1）由焦点 F 发出的射线，经旋转抛物面反射后，反射线互相平行，且都平行于其轴
线OF，即MN / / M ' N '/ /OF。
反过来，平行于 OF轴线的射线，经旋转抛物面的反射作用，其反射线均汇聚于其焦点处。
（2）由焦点发出的射线，经由旋转抛物面反射到达口面时，其长度相等，即：
FM MN FM ' M ' N ' 6-6-3
这说明，由焦点 F 发出的射线，经旋转抛物面反射后，每条射线路程均相等。
根据以上两条可以得到，当把照射器置于焦点位置，并使照射器的相位中心与抛物面
焦点重合，照射器辐射出的球面波经旋转抛物面反射后，在口面上将转变成平面波，使抛物面天线口面场形成均匀分布。
由前面讨论结果得知，均匀口面场必将产生强方向性辐射场，
这就是利用旋转抛物面产生强方向性辐射场的原理所在。
当然，如果把旋转抛物面天线用作接收，入射波又是平面波形式，经抛物面反射后，
就会把平面波转换成球面波传送到位于焦点位置的照射器，形成聚集接收，增加照射器接收信号
的强度。
3.2抛物面天线的口径场和辐射场分布与方向性
3.2.1口径场分布
抛物面天线口面场分布情况，直接决定着整个抛物面天线辐射场的方向性。
而口面场
分布情况又由照射器、反射面共同来决定。
对于实际使用的长焦距抛物面天线，不管采用振
子型照射器，还是喇叭天线照射器，造成抛物面天线口面场分布都具有图 6-6-3 所示的分布特征。
由图 6-6-3 可见，在实际抛物面天线口面上，其口面场分布不是严格的单一方向线极
化波，而是含有E sy和 E sx两个场分量，只是E sy分量远大于E sx分量。
为此我们把E sy称为主极化分量，E sx称为交叉极化分量。
如照射器辐射功率为P ，方向性系数为D，口面场主极化分量与二者的关系为：
cos2
60P D
E sy60P D 2
f
2 f f
1 cos cos2
2
由图 6-6-4可见，随着, E sy，也就是由口面中心O ' 向外，距 O ' 越远，Esy数值越小。
换言之，口面场的主极化分量数值随着离口面中心O ' 距离增大，数值变小。
这说明
实际使用的抛物面天线口面场并非真正的均匀分布结构。
在已知抛物面的主极化分量Esy 后，把它代入面天线辐射场表示式中，并对具体的抛物面口面进行积分运算，就可的到抛物
面天线的辐射场和方向函数。
3.2.2抛物面天线辐射场的方向性
3.3抛物面天线的技术要求
3.3.1对照射器的要求
依据上面 5 条，工程中常采用下面几种照射器：
①采用波导馈电的振子型照射器
采用波导馈电的振子型照射器的结构原理如图6-6-4 所示。
为了减弱波导口对振子型照射器方向图的遮挡影响，把波导窄边逐渐变窄形成一过渡
段，就可以达到这一目的。
同时也为了改善振子型照射器方向图的对称性，常在金属薄板的宽边上平行安置“两对”电对称振子构成四振子照射器，如图 6-6-4 所示，这样就可利用双振子照射器（四振子天线阵） H 面方向图比 E 面方向图主波瓣宽的特性，保证照射器能量均匀射向抛物面方向。
3.3.2照射器对反射面的影响
（1）照射器对反射面产生的遮挡影响
选用照射器时，如果尺寸过大，将会产生对反射面二次辐射场的遮挡，降低口面场分
布的均匀程度，辐射场主瓣变宽，副瓣电平升高，方向系数 D 下降。
解决措施是：
A、采用高效照射器；
B、采用后馈式馈电方式；
C、采用斜馈式馈电方式，
其原理如图6-6-6所示。
（2）照射器安装公差对辐射场的影响
①纵向偏焦
纵向偏焦指的是照射器虽安装在中心线上，但其相位中心不在抛物面的焦点位置，而
是靠近或远离了焦点位置，如图6-6-7所示。
②横向偏焦
3.3.3反射面对照射器的影响
反射面对照射器的影响，主要是经反射面的作用，把一部分电磁波投射到照射器上，
也相当于被照射器再次吸收。
照射器通过波导管与发射机相连，它吸收的这部分能量将通过波导管反传给发射机，其结果相当于照射器改变了馈电波导管的输入阻抗，造成照射器与馈线之间的阻抗失配，在馈线中产生大量驻波成份。
驻波的出现相当于波导管的传输效率下降，直接影响面天线辐射功率的有效输出。
解决这一问题的技术措施主要有：
补偿法的特点是：
①工作频带是中等的，对直径为 1.5 米、焦距为0.573 米的抛物面天线，驻波比小于
1.4 时，其工作频带为（2900～ 3400）MHz。
②金属圆盘产生的反射场和抛物面其余部分产生的反射场存在相位差，造成整个抛物
面天线辐射场主瓣电平稍有下降，增益稍有减小。
相当于口面场振幅作非均匀分布的结果
（2）中心挖孔或敷设吸收材料
（3）旋转极化面法
3.3.4反射面技术公差对辐射场的影响
反射面的技术公差主要是指在制造或运输过程中造成反射面坑凹不平的现象。
反射面表面坑凹不平将严重影响反射面的反射效果，造成辐射场方向性的畸变。
在工程上，对抛物面天线不同位置要求的技术公差大小为：
3.4抛物面天线的参数选择
参考 ppt 《[PPT] §6-6抛物面天线（very good ） .ppt 》。