几种天线的比较复习过程

合集下载

物理天线知识点总结

物理天线知识点总结

物理天线知识点总结一、天线的分类天线可以根据它的结构、工作频率、工作方式等不同特征进行分类。

根据天线的结构,天线可以分为线性天线、面状天线、体状天线等。

根据天线的工作频率,天线可以分为超高频天线、甚高频天线、高频天线等。

根据天线的工作方式,天线可以分为接收天线、发射天线、双工天线等。

此外,根据天线的工作原理,天线还可以分为定向天线、全向天线等。

二、天线的工作原理天线是通过改变电流和电压的分布来产生电磁波。

当电流通过天线时,会在天线上产生一个电磁场。

这个电磁场会向周围空间辐射出去,形成电磁波。

同时,当有外界的电磁波作用在天线上时,天线也会感应出电流和电压。

这样,天线在电磁波的发射和接收中发挥作用。

三、天线的设计方法天线的设计是一个复杂的过程,需要考虑多种因素,包括天线的工作频率、方向性、增益、波束宽度、阻抗匹配等。

在天线的设计中,通常需要用到一些工具,如天线模拟软件、电磁场仿真软件等。

天线的设计方法包括复合结构天线的设计、微带天线的设计、阵列天线的设计等。

这些设计方法大大提高了天线的工作性能和可靠性。

四、天线的性能分析天线的性能分析是对天线的工作性能进行评估和优化的过程。

通过对天线的参数和特性进行测试和分析,可以了解天线的工作状况和性能指标,为天线的改进和优化提供依据。

常用的天线性能分析方法包括天线参数测量、天线阻抗匹配、波束宽度测量等。

五、天线的应用天线在无线通信、雷达、卫星通信、电视广播等领域中有着广泛的应用。

在无线通信系统中,天线是信息传输的关键设备,它的工作性能直接影响到通信系统的稳定性和可靠性。

在雷达系统中,天线是用来发射和接收雷达信号,它的性能直接影响到雷达的探测性能和分辨率。

在卫星通信系统中,天线是用来与卫星间进行通信,它的性能直接影响到卫星通信的质量和覆盖范围。

在电视广播系统中,天线是用来接收广播信号的,它的性能直接影响到电视节目的清晰度和稳定性。

总结:物理天线是无线通信和雷达系统中不可或缺的重要组成部分。

天线复习——精选推荐

天线复习——精选推荐

选择、填空部分1、线天线:单极子天线、偶极子天线、半波振子、无限小偶极子、小振子、有限长振子;(带振子)口面天线:喇叭天线、口径天线、反射面天线(抛物面天线);微带天线:矩形贴片、圆形贴片;阵列天线:带阵列。

,Γ为反射系数,驻波比为衡量负载匹配程度的指标,驻波比越大,2、驻波比:VSWR=1+|Γ|1−|Γ|匹配越差。

驻波比等于1时,完全匹配。

3、半波振子的辐射电阻为73欧姆。

4、微带天线的优点:①易批量加工;②易集成;③体积小,重量轻,剖面低;④便于圆极化;⑤可与各种载体共形;⑥性能多样化。

微带天线的缺点:①工作频带窄;②损耗较大;③功率容量(承受功率)小;④工作效率低;⑤扫描性能差;⑥极化纯度低。

5、分析微带天线通常使用传输线模型法、空腔模型法以及全波分析法。

6、在天线测量实验中,由测试得到的驻波比以及回波损耗,可计算得到反射系数(S11、S22)。

7、在HFSS仿真中,金属表面应分配Perfect E边界条件,空气盒子表面应分配辐射边界条件。

8、天线特性参量分为电路参量、空间参量,电路参量包括天线阻抗、辐射电阻、天线温度;空间参量包括方向图、方向性系数、增益、有效口径、极化。

9、微波通信系统中,发射天线为右旋圆极化天线,接收天线不能选左旋圆极化天线。

(右旋圆极化天线可以100%接收,左旋圆极化天线不能接收,水平极化和垂直极化的天线可以50%接收)。

10、偶极子天线的E面方向图是“8”字形,H面方向图为圆形。

11、天线的定义:作为发射或接收系统的一部分,被设计用来辐射或接收电磁波。

12、围绕天线的空间可分为三个区域,分别是感应近场区、辐射近场区、远场区。

13、E面是指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面;H面是通过天线最大辐射方向并垂直于E面的平面。

14、天线增益是指在在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号功率密度之比。

天线增益与方向性系数的关系:增益和方向性系数之比称为天线辐射效率。

阵列天线分析与综合复习

阵列天线分析与综合复习

阵列天线分析与综合复习第一章 直线阵列的分析1. 什么是阵列天线的分析?2. 什么是阵列天线的综合?3. 能导出均匀直线阵列的阵因子sin(/2)(),cos sin(/2)Nu S u u kd u βα==+ 当阵轴为x 轴、y 轴或z 轴时,cos β的表示分别是什么?阵因子与哪些因素有关?4. 均匀侧射阵与端射阵(1) 什么是均匀直线侧射阵和端射阵?它们的阵因子表示分别是什么?(2) 最大辐射方向与最大值(3) 抑制栅瓣条件(4) 零点位置(5) 主瓣零点宽度(侧射阵、端射阵、扫描阵)(6) 半功率波瓣宽度(侧射阵、端射阵、扫描阵)(7) 副瓣电平。

能证明均匀直线阵的副瓣电平SLL=-13.5dB 。

(8) 方向性系数。

■能证明不等幅、等间距直线阵的方向性系数公式(1.38)■当/2d λ=时,能证明得到式(2.26)■能导出均匀直线侧射阵和端射阵的阵因子公式2/D L λ=和4/D L λ=5. 能用Z 变换方法和直接相加法分析书上P17图1.14、图1.15、图1.17分布与P34习题1.10正弦分布的阵列。

即能根据P18表1.2的阵列函数简表导出阵因子,并能写出求和形式的阵因子和作适当的分析。

直线阵列能用Z 变化法分析的条件限制是什么?6. 谢昆诺夫单位圆辅助分析阵列(1) 能由阵列多项式的零点导出阵列激励分布,见P34习题1.13。

(2) 熟悉不同单元间距d 时,,cos ju w e u kd θα==+,w 在单位圆上的轨迹变化。

(3) 根据w 在单位圆上的轨迹变化,能说明阵列不出现栅瓣的条件。

(4) 单位圆上某点与各零点的距离的乘积含义是什么?(5) 能用单位圆分析一个简单直线阵列。

7. 不均匀阵列概念(1) 不等间距阵列(2) 幅度不均匀阵列(3) 相位不均匀阵列(4) 波束展宽方法(5) 相位和幅度误差分析模型8. 单脉冲阵列(激励幅度对称)(1) 和方向图■能根据阵列单元顺序排列写出阵因子方向图函数(单元数不分奇偶)。

PIFA天线相关介绍

PIFA天线相关介绍

天线分为内置与外置,外置主要使用螺旋或者PCB,螺旋天线一般带宽比较好也比较常用,PCB 天线比较容易调频率易于设计,但爱立信有两项重要专利,所以在欧美市场上很少其他厂商使用。

还有一种假内置天线,其实就是外置天线的内置,性能相对比较差,一般不推荐使用。

内置天线而言,主要是PIFA与MONOPOLE天线。

PIFA的结构有slot antennna,G antennna等,一般常用G天线。

monopole 天线的效率极高,三星手机常用此种设计,但SAR值比较成问题。

但三星折叠机比较多,天线可以远离人脑,SAR相对人脑影响较小。

天线设计是个相对比较狭窄的领域,一般的RF工程师都可以进行设计,但要把天线作好是非常不容易的,需要长时间的积累。

所以即便NOKIA,也把天线外包给飞创等著名天线设计公司。

slot antennna 中高低频一般是由parastic产生的,由于天线其实要求的是1/4波长,在这种结构中,发射片之间的槽长便近似于1/4波长,因而产生谐振点,G天线则是一般分成两块,基本相独立,一边产生低频,另一边是高频。

通过控制发射片的长度可以改变频率.有时怀疑在两种结构中可能两种产生方式都存在,因为每个天线上都会有最敏感的区域,可能只是哪一种表现出的更强一点而已.monopole antenna 的SAR值,如果直板机的话,一般在2.0以上,大大超过欧标与美标,一般国产手机不会考虑SAR值的,只要效率好就ok,所以如果你所使用的是这种烂机的话,基本可以扔掉了.内置天线技术要求:内置天线材料为铍铜、不锈钢等其他材料,具体支撑视结构而定。

铍铜(外面镀金)天线的RF 性能比较好,但是价格稍高于不锈钢材料。

内置天线性能的保证对结构要求较严,基本的要求如下,否则天线性能将受到较大影响,具体影响程度视天线的类型而定。

一般认为,PIFA 天线体积大、性能好;滑盖机必须使用此种天线进行设计。

具体要求如下:1. PIFA 的高度应该不小于6.5mm;2. LCM 的connector 应该布局在主板的键盘面;3. 天线的宽度应该不小于20mm;4. 从射频测试口到天线馈点的引线的阻抗保持在50 欧姆;5. PIFA 天线的附近的器件应该尽量做好屏蔽;6. 馈点的焊盘应该不小于2mm*3mm;7. 馈点焊盘(pad)应该居顶靠边;8. 如果测试座布局有困难,也可以放在天线区域;9. 天线区域可适当开些定位孔。

天线复习

天线复习

填空38、细直线对称半波阵子的输入阻抗Z d= ,半波谐振窄缝的输入阻抗Z S=39、对称阵子的带宽决定于其截面半径,而对数周期阵子的带宽则由比例因子和单元数B S=τ1-N决定40、波导缝隙天线的开槽原则是,一般开窄缝,缝长约为,设其互补对称阵子的辐射阻抗为Z d,则缝隙天线的辐射阻抗Z s=41、口径天线分析中等效原理是把口径面上的电磁场E s和H s等效成电磁流J s和M s,设口径面S的外法向矢量为n,则J s= ,M s ,计算惠更斯元辐射场时,若已知口径电场为E sy,则口径磁场H sx=42、最佳角锥喇叭天线是指,其口径效率v=43、天线口径场出现线性相位分布时,对天线辐射性能的主要影响是使最大辐射方向偏移,而随着平方率相位分布的增大,其主要影响是主瓣变宽,副瓣上升,增益下降44、抛物面口径天线的物理面积为S,口径效率为v,则其增益为,若口径场为均匀分布,其口径效率为v= ,若口径场为余弦分布,其口径效率为,45、旋转抛物面天线的效率因子主要由和的乘积因子决定46、旋转抛物面天线分为长焦距、中焦距和短焦距三种情况,47、卡塞格伦天线的衰减因子与普通抛物面天线的空间衰减因子,主要原因是48、镜像法分析近地天线是把地面看作是,对于垂直阵子,其镜像点电流与源电流,水平阵子的镜像点电流与源电流49、已知旋转抛物面天线的焦距为f,口径直径为D,口径张角为ψ0,则三者的关系为,若焦距比f/D=0.35,则2ψ0= ,空间衰减因子SA= dB,若D=75cm,工作波长为λ=2.5cm,总效率g=0.5,则天线的增益为G= ,为获得最高效率,馈源归一化方向图2ψ0宽度的边缘电平应为dB。

50、标准卡塞格伦天线由主、副反射面和馈源组成,主反射面为,副反射面为,馈源统一用喇叭,置于主副反射面间的上,卡塞格伦天线的空间衰减因子比普通抛物面天线的相比要,其原因是考题11、天线的主瓣宽度是指方向图主瓣上两个点之间的夹角,已知某天线的方向图函数为F(θ)=sinθ,其半功率波瓣宽度为,方向性系数为2、垂直于金属平面的对称阵子天线其镜像源为正向3、二元阵的阵因子于、和有关4、有一架设在理想地面的水平半波阵子天线,其工作波长λ=40m,,若要在垂直于天线轴的平面内获得最大仰射角 =30︒,天线架设高度应为5、某矩形口径天线的振幅为余弦分布,与均匀分布相比,其方向图主瓣要一些,口径效率要一些,副瓣电平要一些6、XY平面内的惠更斯元的归一化方向图函数是,方向图形状是7、汉森—乌特亚条件的物理意义是8、某天线的方向系数为25,辐射效率为80%,计算以dB表示的增益为dB9、圆柱旋转天线的三种模式分别为10、根据各阵子电尺寸的不同,可将LPDA天线分为11、圆柱旋转天线的法向模辐射条件是,轴向模辐射条件是12、标注卡塞格伦天线的副反射面为,其尺寸由来确定,同时还要考虑副反射面的考题21、假设某天线的方向图函数为cosθ,其半功率波瓣宽度为,当方向图函数为cos2θ,其半功率波瓣宽度为2、理想地面上的水平半波天线,要求最大通信方向的仰角为 ,天线要假设的高度应为3、天线阵的方向图由和的乘积得到4、阵列天线方向图的零点个数和位置与、、、有关5、汉森—乌特亚条件是行波天线获得的条件,其数学表达式为6、用同轴线向对称阵子天线馈电时,常用的对称变换器有7、以圆极化天线发射,垂直极化天线接收,其极化失配因子为8、矩形平面口径场均匀分布时,其半功率波瓣宽度公式为,第一副瓣电平为,口径效率为,当口径场振幅分布为余弦分布时,其半功率波瓣宽度公式为,第一副瓣电平为,口径效率为9、H面扇形喇叭的最佳长度为,此时口径效率为,10、空间衰减因子的定义为11、旋转抛物面天线的效率主要由和的乘积决定12、修正型卡塞格伦天线主要是修改使口径场幅度均匀,修改使口径场相位均匀考题31、沿Z轴放置的对称半波阵子的方向图函数为,方向性系数为dB,半功率波瓣宽度为dB,输入阻抗是j ,若用极坐标表示其方向图,则其E面方向图是形2、若半波阵子的直径越粗,则它的平均特性阻抗越,其阻抗频带就越3、设二元阵的单元间距为d,射线与阵轴的夹角为θ,则等幅同相的阵因子为F a(θ)=,等幅反相的阵因子为阵因子为F a(θ)= 阵因子为心脏形的条件是:两单元天线的相位差α= ,间距d= ,其表达式为F a(θ)=4、采用镜像法分析近地对称阵子天线时,垂直阵子的镜像点电流与5、构成轴向模螺旋天线的条件是,它辐射的是极化波6、天线口径场出现线性相位分布时,对天线辐射性能的主要影响是,而随着平方率相位分布的增大,其主要影响是7、口径面积为S的同相口径,当其幅度为均匀分布时的方向性系数公式为,口径利用效率为,当其口径尺寸远大于波长时的第一副瓣电平是dB8、H面扇形喇叭内波的等相位面是一个面,当喇叭的长度R H一定时过度增大口径宽度D H会使下降,这是由于的缘故,喇叭宽度给定时,H面扇形喇叭的最佳长度为9、旋转抛物面天线焦距为f,口径直径为D,最大增益时的效率g= ,f/D =10、均匀直线式的最大辐射方向的公式为θm = ,不出现栅瓣的间距d应满足,侧射阵满足的条件为考题41、沿z轴放置的元天线方向图为,半功率波瓣宽度为度,方向性系数为dB,若用极坐标表示其方向图,则其H面方向图是形,其E面是形。

微波技术与天线第6章复习

微波技术与天线第6章复习

第6章1、简述天线的功能(概念+4个功能)在无线通信系统中,需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波,或将无线电波转变为导波能量,原来辐射和接收无线电波的装装置称为天线。

①天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量.这首先要求天线是一个良好的电磁开放系统, 其次要求天线与发射机或接收机匹配.②天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上, 或对确定方向的来波最大限度的接受, 即天线具有方向性.③天线应能发射或接收规定极化的电磁波, 即天线有适当的极化.④天线应有足够的工作频带.2、名词解释:什么是天线?①作用:在发射部分,将高频导行波转换为空间电波,在接收端,空间电波转换为导行波。

②性能:是能量转换器件、具有定向辐射能力、频率选择特性、极化特性。

③结构:开放。

3、把天线和发射机或接收机连接起来的系统为馈线系统,天线和馈线系统统称天线馈线系统,简称天馈系统。

4、点电基本振子近区场又为准静态场;离天线较远时,近似为0;电场磁场相位差90°,为感应场。

远区场中电基本振子的的远区场是沿着径向外传的横电磁波,远区场又称辐射场。

E/H=120pi,远区场具有与平面波相同的特性。

随着距离增加,辐射场减小。

4、电,磁基本振子具有相同的方向函数,空间相互正交,相位差90°5、天线的电参数有哪些?①主瓣宽度:主瓣宽度是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量。

在场强方向图中,等于最大场强两点间的宽度,称为半功率波瓣宽度;或将头两个零点之间的角度作为主瓣宽度,即零功率波瓣宽度。

②旁瓣电平: 旁瓣电平是指离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣电平, 一般以分贝表示。

③前后比: 前后比是指最大辐射方向(前向)电平与其相反方向(后向)电平之比, 通常以分贝为单位。

④方向系数:方向系数定义为: 在离天线某一距离处, 天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度Smax与相同辐射功率的理想无方向性天线在同一距离处的辐射功率流密度S0之比,记为D, 即天线方向系数的一般表达式为6、要使天线方向系数大,不仅要求主瓣窄,还要全空间的旁瓣电平小。

阵列天线分析与综合复习2

阵列天线分析与综合复习2

阵列天线分析与综合复习第一章直线阵列的分析1.阵列天线的分析是指:在知道阵列的四个参数(单元总数,各单元的空间分 布,激烈幅度和激烈相位)的情况下确定阵列的辐射特性(方向图,方向性 系数,半功率波瓣宽度,副瓣电平等)阵列天线的综合是指:在已知阵列辐射特性的情况下,确定阵列的四个参数。

2.能导出均匀直线阵列的阵因子函数S(u)二sin(Nu /2)u = kd cos 1 川黑 sin (u/2)(1)平行振子直线阵,振子轴为z 轴方向,沿x 排列时,阵轴与射线之间的夹角为 cos 一:x 二 cos 「sin^ ;沿 y 轴排列时,cos = sin 「sinr 。

⑵共轴振子线阵,一般设阵轴为 z 轴,此时cos -二COST(3)什么是均匀直线式侧射阵(各单元等幅同相激烈,等间距最大指向-/2)■沿x 轴并排排列,振子轴为z 轴的半波振子直线阵,侧射时的最大指向为 y 轴方向■沿z 轴排列的共轴振子直线阵,侧射时的最大指向在 xy 平面上■并能导出激励幅度不均匀、间距不均匀、相位非均匀递变的直线阵阵因子 3. 均匀侧射阵和端射阵(1) 什么是均匀侧射阵和端射阵,他们的阵因子表示是什么? (2) 最大辐射方向及最大值。

弘二NI 。

侧射°=0 盅=兀/2 (X«cosP m =—端射 kd P m = 0L .kd'⑷ 零点位置:cos :on = cos : m 二 n ,/ Nd(6)半功率波瓣宽度端射阵:(BW)h=108. /Nd (o)=1.9「/Nd (rad)(3)抑制栅瓣条件: d :::(5)主瓣零点宽度:侧射阵 端射阵(BW)bo =2 , / Nd (BW)b 。

=2、2 / Nd侧射阵: (BW)h=51 ■ / Nd (o) =0.886 ■ / Nd (rad )⑺副瓣电平能证明均匀直线阵的副瓣电平 SLL 二-13.5dB 。

(8)方向性系数能证明不等幅,等间距直线阵的方向性系数式(1.38),即N Jr' I n 2n=0 j(n_m):.sin[( n - m)kd](n -m)kdN Ar I n )2D =—VI 2心(9)强方向性端射阵概念:在普通端射阵的均匀递变相位的基础上再附加一个均匀递变的滞后相位 S ,可以提高端射阵的方向性系数。

微波与天线技术 复习重点

微波与天线技术 复习重点

第一章1、天线的任务:用来辐射或接收无线电波的专用装置。

发射天线的作用:是将高频电流(或导波)能量变成电磁波能量,向规定的方向发射出去。

接收天线的作用:是将来自一定方向的无线电波能量还原为高频电流(或导波)能量,经过馈线送入接收机的输入回路。

天线的分类:按波长分:长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线;按结构分:线天线和面天线。

线天线一般用于长、中、短波。

面天线一般用于微波波段。

2、电基本振子的近场区为什么称为感应场? 远区场又称辐射场?因电基本振子可看成是由很短的传输线展开的,具有很大的容抗,电动势滞后于电流接近于90度,因而是电场滞后于磁场90度,所以又称感应场。

我们把电磁波能量离开场源流向空间不再返回的现象称为辐射。

因此电基本振子远区场称为辐射场。

3、天线的电参数的重要性:天线是无线电设备的重要部分,天线性能好坏将直接影响整个系统的性能指标。

因此,定量表征天线性能、功能的物理量就是天线的电参数,为选择和设计天线提供依据。

发射天线的电参数有哪些:天线的方向性及方向性参数、天线的效率与增益系数、天线的极化特性、天线的工作频带宽度、天线的有效长度、输入阻抗。

4、方向图各参数:D 为天线的方向系数、G 为天线的增益、ηA 为天线的效率。

D 用dB 表示时取10 lg, G=ηA D 。

通常超短波和微波天线的ηA 近似为1。

5、天线的输入阻抗的定义Z in =U o /Io U 为馈电点的高频电压。

Io 为该点电流。

辐射阻抗:将天线辐射的功率看成是被一个等效阻抗所吸收的功率,这个等效电阻就是辐射阻抗Z r 。

频带宽度:把天线的各种特性参数不超过规定变化范围的频率范围称为天线的频带宽度,简称天线宽度。

窄带天线:Δf f o×100% Δf=f max -f min 对宽带天线:常用f max /f min 表示。

6、S=D λ24π,S 称为接收天线的有效接收面积。

它代表接收天线吸收外来电波的能力。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。

地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。

反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。

反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。

下文对一些常用的天线作简单介绍。

1.抛物面天线
抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图1所示。

发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。

由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。

接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。

图1 抛物面天线
抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。

缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。

2.卡塞格伦天线
卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。

主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。

从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。

由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。

对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。

修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。

目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。

卡塞格伦天线的优点是天线的效率高,噪声温度低,馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里,这样可以减小馈线损耗带来的不利影响。

缺点是副反射面极其支干会造成一定的遮挡。

图2 卡塞格伦天线
3.格里高利天线
格里高利天线也是一种双反射面天线,也由主反射面、副反射面及馈源组成,如图3所示。

与卡塞格伦天线不同的是,它的副反射面是一个椭球面。

馈源置于椭球面的一个焦点F1上,椭球面的另一个焦点F2与主反射面的焦点重合。

格里高利天线的许多特性都与卡塞格伦天线相似,不同的是椭球面的焦点是一个实焦点,所有波束都汇聚于这一点。

图3格里高利天线
4.环焦天线
对卫星通信天线的总要求是在宽频带内有较低的旁瓣、较高的口面效率及较高的G/T值,当天线的口面较小时,使用环焦天线能较好地同时满足这些要求。

因此,环焦天线特别适用于VSAT地球站。

环焦天线由主反射面、副反射面和馈源喇叭三部分组成,结构如图4所示。

主反射面为部分旋转抛物面,副反射面由椭圆弧CB绕主反射面轴线OC旋转一周构成,馈源喇叭位于旋转椭球面的一个焦点M上。

由馈源辐射的电波经副反射面反射后汇聚于椭球面的另一焦点M’,M’是抛物面OD 的焦点,因此,经主反射面反射后的电波平行射出。

由于天线是绕机械轴的旋转体,因此焦点M’构成一个垂直于天线轴的圆环,故称此天线为环焦天线。

环焦天线的设计可消除副反射面对对电波的阻挡,也可基本消除副反射面对馈源喇叭的回射,馈源喇叭和副反射面可设计得很近,这样有利于在宽
频带内降低天线的旁瓣和驻波比,提高天线效率。

缺点是主反射面地利用率低,如图4所示,AA’间的区域没有作用。

图4环焦天线
5.偏馈型天线
无论是抛物面天线,还是卡塞格伦天线,都有一个缺点,总有一部分电波能量被副反射面阻挡,造成天线增益下降,旁瓣增益增高。

可以使用天线偏馈技术解决这个问题。

所谓偏馈天线,就是将馈源和副反射面移出天线主反射面的辐射区,这样就不会遮挡主波束,从而提高天线效率,降低旁瓣电平。

偏馈型天线广泛应用于口径较小的地球站。

这类天线的几何结构比轴对称天线的结构要复杂得多,特别是双反射面偏馈型天线,其馈源、焦距的调整要复杂得多。

图5偏馈天线
6.双频段天线
如果使用频率选择表面(FSS)作副反射面,就可以构成双频段天线。

FSS是一种空间滤波器,通过在空间放置周期性的金属贴片或金属缝隙构成,它在某些频率可让电磁波无衰减的通过,而在另外一些频率将电磁波完全反射。

其结构及电磁特性如图6所示,在频率f1电磁波被完全反射,在频率f2电磁波完全通过。

如果我们使用这样的FSS作副反射面,并使馈源1工作在f1,馈源2工作在f2,则两个馈源可无干扰地工作在同一副天线上,如图7所示。

利用相同地原理,可制成多频段天线,这种技术已在卫星上得到应用。

这种天线地优点是可有效利用反射面,降低天线重量。

图6 FSS的结构及电磁特性
图7双频段天线。

相关文档
最新文档