(1)抛物面天线
它由一个金属抛物反射面(类似于手电筒的集光反射镜)与位于其焦点上的馈源(照射器,类似于手电筒的小灯泡)组成(如图4所示)。馈源实际上是一个弱方向性天线,它把高频电流或被导波(束缚波)能量转变为自由空间电磁波辐射出去并投射向抛物面轴向反射出去,从而获得很强的方向性。这种天线在分米波、厘米波和毫米波段都得到了广泛的应用。
抛物面天线主要的特性参数有:
① 增益系数
抛物面天线的增益为:
式中:S表示口径面积(pD/4);l表示工作波长;g称为增益因子,用于说明天线设计和加工安装等质量。它的数值愈大,愈近于1,则表明天线的质量愈高。通常抛物面天线的g约为0.5左右。
② 半功率波瓣宽度
抛物面天线的半功率波瓣宽度可以近似表为:
从式中可以看到,波瓣宽度与天线口径成反比,与工作波长成正比。D/l可以看成是天线口径的电尺寸。波瓣宽度与天线的电尺寸成反比,不仅对抛物面天线而且对其他天线都适用。不同的仅仅是其间的比例系数大小不同。口径D愈大,工作频率愈高,波瓣愈窄。
(2)卡塞格伦天线
这是一种双反射面天线,主面是一个旋转抛物面,副面是一个旋转双曲面,馈源置于双曲面的一个焦点上。由馈源辐射的球面电磁波经双曲面反射,再经抛物面反射后沿着轴线成为平行波束辐射出去。这种天线的最大优点是馈源靠近主面,因此馈电波导短(抛物面天线馈电波导长,馈源支架笨重),参看图5。缩短了馈电波导,从而减小了损耗和降低了噪声温度,同时给维修也带来方便。这种天线的主要缺点是由于副面绕射和对主面的遮挡效应较大,所以副瓣电平较高。
卡塞格伦天线的增益系数和半功率波瓣宽度等参数也可按各式计算。国产的3.2m卡氏天线的典型参数为:
工作频段:3400~4200MHz;
增益:39~39.5dB;
半功率波瓣宽度:约1.6°;
电压驻波比≤1.05(反射系数≤0.02);
极化方式为正交极化。
近年来出现了不少加圆柱屏蔽罩式的抛物面天线,见图6。它可以降低向后方辐射的功率(降低后瓣),又因为它可以减小初级辐射器的(激励器)直接辐射,所以对减弱旁瓣也有好处。