拋物面天線
拋物面天線是中國的一個科技名詞。
漢字是世界上最古老的文字之一[1],已有六千多年的歷史。從倉頡造字的古老傳說到公元前1000多年前甲骨文的發現,漢字有着深厚的歷史底蘊。後來的演變經歷了幾千年的漫長曆程,在形體上逐漸由圖形變為筆畫,象形[2]變為象徵,複雜變為簡單;在造字原則上從表形、表意到形聲。
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名詞解釋
拋物面天線是指由拋物面反射器和位於其焦點上的照射器(饋源)組成的面天線。通常採用金屬的旋轉拋物面、切制旋轉拋物面或柱形拋物面作為反射器,採用喇叭或帶反射器的對稱振子作饋源。
工作原理
當導體上通以高頻電流時,在其周圍空間會產生電場 與磁場。按電磁場在空間的分布特性,可分為近區,中間區, 遠區。設R為空間一點距導體的距離,在時的區域稱近區,在該區內的電磁場與導體中電流,電壓有緊密的聯繫。
在的區域稱為遠區,在該區域內電磁場能離開導體向空間傳播,它的變化相對於導體上的電流電壓就要滯後一段時間,此時傳播出去的電磁波已不與導線上的電流、電壓有直接的聯繫了,這區域的電磁場稱為輻射場。
必須指出,當導線的長度 L 遠小于波長時,輻射很微弱;導線的長度 L 增大到可與波長相比擬時,導線上的電流將大大增加,因而就能形成較強的輻射。
發射天線正是利用輻射場的這種性質,使傳送的信號經過發射天線後能夠充分地向空間輻射。如何使導體成為一個有效輻射體導系統呢?這裡我們先分析一下傳輸線上的情況,在平行雙線的傳輸線上為了使只有能量的傳輸而沒有輻射,必須保證兩線結構對稱,線上對應點電流大小和方向相反,且兩線間的距離《π。要使電磁場能有效地輻射出去,就必須破壞傳輸線的這種對稱性,如採用把二導體成一定的角度分開,或是將其中一邊去掉等方法,都能使導體對稱性破壞而產生輻射。
分類
拋物面天線的類型主要有(a)前饋拋物面天線;(b)卡塞格倫天線;(c)格里高利天線;(d)環焦天線
卡塞格倫天線
卡塞格倫天線由三部分組成,即主反射器、副反射器和輻射源。其中主反射器為旋轉拋物面,副反射面為旋轉雙曲面。在結構上,雙曲面的一個焦點與拋物面的焦點重合,雙曲面焦軸與拋物面的焦軸重合,而輻射源位於雙曲面的另一焦點上。它是由副反射器對輻射源發出的電磁波進行的一次反射,將電磁波反射到主反射器上,然後再經主反射器反射後獲得相應方向的平面波波束,以實現定向發射。
當輻射器位於旋轉雙曲面的實焦點F1處時,由F1發出的射線經過雙曲面反射後的射線,就相當於由雙曲面的虛焦點直接發射出的射線。因此只要是雙曲面的虛焦點與拋物面的焦點相重合,就可使副反射面反射到主反射面上的射線被拋物面反射成平面波輻射出去。
卡塞格倫天線相對於拋物面天線來講,它將饋源的輻射方式由拋物面的前饋方式改變為後饋方式,這使天線的結構較為緊湊,製作起來也比較方便。另外卡塞格倫天線可等效為具有長焦距的拋物面天線,而這種長焦距可以使天線從焦點至口面各點的距離接近於常數,因而空間衰耗對饋電器輻射的影響要小,使得卡塞格倫天線的效率比標準拋物面天線要高。
參考文獻
- ↑ 雲端超市•第407期┃「說文解字,中國最古老的一種文字」——篆書研究 主講人:倪文東,搜狐,2022-10-28
- ↑ 為什麼中國人會發明象形文字?,搜狐,2020-10-06