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天线基本知识--天馈系统

时间:2017-6-7 9:30:51 人气:14

通讯天线厂家介绍天线分旋转极化天线与非旋转极化天线。旋转极化天线有螺旋线天线和抛物面天线两种。后者又有两种基本形式,一种称为主焦点抛物面天线,它只有一个反射面,是前馈型的;另一种称为卡塞格伦天线,是后馈型的,它除了主反射面(抛物面)以外,还有副反射面(双曲面),电波经两次反射后才集中到一点。主焦点天线简单,但性能较差;卡塞格伦天线的低噪声前置放大器可以放在抛物面的背后,可以防止阳光照射,特别适合在热带的卫星电视接收站使用,但成本较高。

    大型卫星通信站的抛物面天线直径为15~30m,中型为4~10m,家用直播卫星电视Ku频段接收天线可小至0.5m。目前我国C频段卫星电视接收站多用1.5~3m天线,Ku波段用0.75~1.5m天线。随着天线、馈源的效率和性能的提高,以及低噪声放大器噪声温度的降低,天线直径可减小。

有些有线电视系统采用多焦点抛物面天线,用一个固定天线同时接收多颗卫星的电视信号。这种天线装有多个馈源,可以形成多个波束,每个馈源分别接收来自不同卫星的信号。其反射器使用变形的球面或抛物面,例如用球面上截取的矩形,或用两种曲线构成反射器,水平方向是园弧,垂直方向是抛物线的一部分。

此外,还有平板天线和环焦天线等,前者使用轻便,适合家庭接收用;后者减小了天线旁瓣,提高了接收效率。为了灵活地接收不同卫星上的电视节目,还生产出一种电动极轴天线。该天线除了原有的天线、馈源外,还设有电动机减速传动天线机构和微机控制的天线控制器。

短波天线.jpg


天线的馈源系统

馈源是天线的心脏它用作高增益聚集天线的初级辐射器,为抛物面天线提供有效的照射

(1)尺寸尽量小。完整的馈源系统主要由馈源喇叭、90°移相器和圆矩变换器几部分组成。馈源按使用的方式可分为前馈馈源和后馈馈源。按卫星频段可分为C频段馈源和Ku频段馈源;目前已开发出C和Ku频段的共用馈源。前馈馈源一般应用于普通的抛物面天线,后馈馈源一般应用于卡塞格伦天线。

(2)无交叉极化。即无干扰主极化的交叉分量,要求馈源辐射场的交叉化分量尽可能小。

(1)有合适的方向图。馈源初级方向图不能太窄,否则抛物面不能被全部照射;但也不能太宽,以免功率泄漏过多。另外,初级方向图应接近于旋转对称,最好没有旁瓣和尾瓣。

(3)有理想的波前。圆抛物面天线要求馈源的波前为球面,以确保该相位中心与焦点重合时抛物面口径场的相位均匀分布。否则,会引起天线方向图畸变、增益下降、旁瓣升高。

(4)无交叉极化。即无干扰主极化的交叉分量,要求馈源辐射场的交叉化分量尽可能小。

(5)阻抗变化平稳。要求在工作频段内,馈源的输入阻抗不应变化过大,以保证和馈线匹配。

定向天线.jpg


抛物面天线常用馈源形式有角锥喇叭、圆锥喇叭、开口波导和波纹喇叭等。前馈馈源中使用最多的是波纹槽馈源;再有一种叫带扼流槽的同轴波导馈源。后馈馈源喇叭常用的是介质加载型喇叭,它是在普通圆锥喇叭里面加上一段聚四氟乙烯衬套构成的。偏馈天线要选用偏馈馈源,偏馈馈源盘的波纹呈漏斗状,而正馈馈源的波纹盘为水平状。

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