12.7. Двухзеркальные антенны

По сравнению с однозеркальными двухзеркальные антенны имеют более высокий коэффициент защитного действия, короче фидер, а следовательно, и с меньшими потерями. Наличие двух криволинейных поверхностей позволяет применять глубокие реф­лекторы с углами раскрыва до 210۫., создавать в раскрыве боль­шого зеркала оптимальное распределение амплитуд поля, повы­шая КИП, что особенно важно в антеннах с большими площа­дями раскрывов.

Двухзеркальная антенна Кассегрена имеет малое зеркало с поверхностью гиперболоида (двухполостного) и обозначается АДГ. Эта антенна состоит из параболического зеркала 1, малого зеркала 2 и облучателя 3 (рис. 12.15,а). Облучателем является ко­нический рупор, к которому диэлектрическим кожухом крепится малое гиперболическое зеркало. Амплитудное распределение по­ля в раскрыве АДГ определяется ДН облучателя и имеет макси­мальное поле в центре с постепенным спадом к периферии раскры­ва.

АНТЕННА КАССЕГРЕНА.

В обычных параболических антеннах сантиметрового диапазона волн часто применяются волноводные облучатели с рупорами небольшого размера. При размещении облучателя в фокусе параболоида неизбежны изгибы питающего волновода и затенения раскрыва параболоида, что ухудшает характеристики излучения антенны. Эти недостатки устранены в двухзеркальной антенне типа Кассегрена.

Небольшого размера улавливающий рефлектор в форме гиперболоида вращения установлен так, что оба его фокуса F1 и F2 лежат на оси параболоида-зеркала, причем фокус F2 гиперболоида совпадает с фокусом параболоида. В этой же точке находится центр излучения рупорного излучателя, излучение которого направлено на улавливающий рефлектор, следовательно, можно считать, что облучатель параболического зеркала расположен как бы в фокусе параболоида.

В такой антенне можно избежать изгибов питающего волновода и уменьшать затенение раскрыва параболического зеркала, что соответствует улучшению характеристик излучения антенны. Наиболее важным достоинством такой антенны является возможность удобного размещения облучателя позади зеркала.

Антенна Кассегрена применяется на наземных станциях спутниковых связей, на РРЛ они применяются мало.

Улучшить распределение амплитуд поля в раскрыве, т. е. сде­лать его более равномерным в центре с резким спадом на краях, можно установкой специального фланца в виде усеченного кону­са 4 на малом зеркале. В АДГ реакция малого зеркала на облу­чатель вызывает рассогласование волновода и затрудняет согла­сование в широком диапазоне частот.

Хорошее амплитудное распределение позволяют получить так называемые квазипараболические антенны, в которых поверхно­сти зеркал специально выполняют несколько отличающимися от параболоида и гиперболоида (рис. 12.15,6).

Антенны с эллиптическим малым зеркалом обозначаются АДЭ. В АДЭ (рис. 12.15,в) поверхность малого зеркала образуется вращением - эллипса с фокусами F1 и F2 вокруг оси облучателя. Фокус большого зеркала совмещен с фокусом F₂, а фокус F₁ — с фа­зовым центром облучателя. В АДЭ — точка, a F₂ — окруж­ность. Облучатель выполняется в виде конического рynopa. Все лучи, созданные облучателем и отраженные малым зеркалом, по законам геометрической оптики должны пройти через фокус F₂. При этом более мощный поток центральной части рупора оказы­вается на краях большого зеркала, а периферийный — в центре. Это улучшает амплитудное распределение поля и повышает КИП раскрыва до 0,6 и более. В АДЭ реакция малого зеркала на об­лучатель мала. Антенна практически без элементов настройки может работать в двух смежных диапазонах, например 4 и 6 ГГц.