Двухзеркальные антенны

Однозеркальные антенны не в полной мере удовлетворяют разнообразным требованиям, предъявляемым к антеннам в различных системах РЭТ. Их возможности ограничены тем, что изменение формы АДН обеспечивается

Рис. 1.30

лишь за счет изменения профиля зеркала и типа облучателя. Применение многозеркальных антенн позволяет включить в число варьируемых факторов характеристики дополнительных зеркал. На практике наибольшее применение нашли двухзеркальные антенны, состоящие из большого (основного) и малого (дополнительного) зеркала, а также облучателя (рис. 1.30). Малое зеркало может быть частью двуполостного гиперболоида вращения (так называемая система Максутова–Кассегрена, рис. 1.30, а), эллипсоида вращения (система Грегори, рис. 1.30, б) или плоскости.

Принцип действия двухзеркальной антенны Максутова-Кассегрена состоит в следующем. Если в дальнем фокусе F₁ двуполостного гиперболоида вращения (след от второй полости показан на рис. 1.30, а штриховой линией и в конструкции антенны отсутствует) поместить точечный источник, то отраженные от второй полости гиперболоида (малого зеркала) лучи образуют расходящийся пучок с центром в ближнем фокус F₂. Следовательно, большое зеркало облучается точечным источником, как бы помещенным в фокус F₂. Если основное зеркало имеет параболический профиль, то отраженная от него волна является плоской.

Двухзеркальная антенна Грегори отличается от системы Максутова–Кассегрена тем, что вспомогательное зеркало представляет собой часть эллипсоида вращения. Если точечный источник (фазовый центр облучателя) поместить в дальний фокус эллипсоида F₁, то лучи, отразившись от дополнительного зеркала и образуя расходящийся пучок, пройдут через ближний фокус F₂ эллипсоида. Таким образом, основное зеркало облучается сферической волной, источник которой как бы находится в точке F₂.

Основные достоинства рассмотренных двухзеркальных антенн по сравнению с однозеркальными состоят в следующем:

1) при одинаковых облучателях двухзеркальные антенны имеют меньшие продольные (по фокальной оси) размеры, меньшую длину волноводного тракта от облучателя до приемника (передатчика);

2) двухзеркальные антенны позволяют исключить воздействие отраженной от зеркала волны на облучатель (реакцию зеркала) и теневой эффект облучателя за счет использования поляризационных методов;

3) в двухзеркальных антеннах упрощается реализация сканирования ДН: управление ее положением может быть осуществлено путем перемещения дополнительного зеркала, а не облучателя, что исключает необходимость применения в волноводном тракте вращающихся сочленений;

4) изменением формы дополнительного зеркала можно обеспечить коррекцию фазовых ошибок в раскрыве антенны;

5) КИП двухзеркальных антенн ( ) выше, чем однозеркальных ( ).

Применение двухзеркальных антенн целесообразно для получения узких АДН с шириной главного лепестка 2…3' и менее. В противном случае диаметр малого зеркала становится близким к длине волны, что приводит к значительным потерям за счет неполного перехвата мощности облучателя дополнительным зеркалом.