雷达天线的分类
1、抛物面天线
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。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。
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。
2、卡塞格伦天线
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3所示。故有时也把卡塞格伦天线称为后馈天线。
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双反射面的优点之一在于可以采用赋形技术。如果修正旋转双曲面的形状,使口径场分布符合要求,同时适当地修改主面以校正由于副面改变而引起的口径场相位差,那么,卡塞格伦天线将有较高的电性能。但卡塞格伦天线的副面直径一般要取较大,这在小口径天线中会造成较大的遮挡,所以在小天线中很少采用卡塞格伦结构方案。
卡塞格伦天线与普通抛物面天线相比较,他的优点是:
1、设计灵活,两个反射面共有四个独立的几何参数可以调整;
2、利用焦距较短的抛物面达到了较长焦距抛物面的性能,因此减少了天线的纵向尺寸,这一点对大口径天线很有意义;
3、减少了馈源的漏溢和旁瓣的辐射;
4、作为卫星地面接受天线时,因为馈源是指向天空的所以由于馈源漏溢而产生的噪声温度比较低。缺点是副反射面对主反射面会产生一定的遮挡,使天线的口径效率有所降低。由于其口径都在4.5M以上,所以制造成本较高,而且接收卫星信号时调试有点复杂。
3、单脉冲天线
在雷达应用中,单脉冲天线可采用阵列天线,也可采用反射面和单脉冲馈源组成。如果是采用单脉冲馈源,则馈源一般采用多个(4个)叭或者单口多模喇叭。
平面(俯仰面)内单脉冲技术的工作原理。
当一个横向偏焦的喇叭,置于抛物面焦点附近时天线将产生一个偏离天线轴的波瓣,其波束偏移角sθ正比于偏焦距离。