Введение. Принцип действия зеркальной антенны

Зеркальные антенны (ЗА) – это основной тип антенн, применяемый в радиосистемах широкого назначения в тех случаях, когда требуется обеспечить простыми средствами высокую направленность (радиолокация, спутниковая связь) при минимальных тепловых потерях [7]. Нередко ЗА используются в установках с относительно медленным механическим сканированием. Идея построения остронаправленной ЗА состоит в следующем. Имеется слабонаправленный облучатель, т. е. небольшая антенна с широкой диаграммой направленности, которая облучает металлическое зеркало диаметром . Профиль зеркала подбирают таким образом, чтобы в его апертуре (раскрыве) сформировалось синфазное поле. При большом отношении излучение апертуры зеркала будет остронаправленным с максимумом, ориентированным вдоль оптической оси системы (рис. 4.1). Для обеспечения синфазности поля в апертуре профиль зеркала должен быть параболическим, а облучатель

Рис. 4.1 Рис. 4.2

следует поместить в фокусе параболоида. В этом случае все радиолучи, расходящиеся из фокуса после отражения от зеркала пойдут параллельно фокальной оси – конический пучок лучей от облучателя преобразуется зеркалом в параллельный пучок. Поскольку поверхности равных фаз перпендикулярны семейству лучей, все они в отраженном пучке перпендикулярны фокальной оси. Следовательно, и апертура зеркала будет поверхностью равных фаз, т. е. во всех точках апертуры образуется синфазное поле. Геометрия параболического зеркала полностью определяется двумя параметрами – либо парой (фокусное расстояние), либо (угол облучения края зеркала).

Значения R, F и связаны друг с другом соотношением . Зеркала, имеющие угол облучения < 90^о, называются длиннофокусными , а при > 90^о – короткофокусными.