第7章-面天线课件

第第7 7章章 面天线面天线基本原理和基本特点基本原理和基本特点!第一节第一节第一节第一节 等效原理与惠更斯元的辐射等效原理与惠更斯元的辐射等效原理与惠更斯元的辐射等效原理与惠更斯元的辐射 第二节第二节第二节第二节 平面口径的辐射平面口径的辐射平面口径的辐射平面口径的辐射 第三节第三节第三节第三节 喇叭天线喇叭天线喇叭天线喇叭天线 第四节第四节第四节第四节 旋转抛物面天线旋转抛物面天线旋转抛物面天线旋转抛物面天线 第五节第五节第五节第五节 卡塞格伦天线卡塞格伦天线卡塞格伦天线卡塞格伦天线 第六节第六节第六节第六节 喇叭抛物面天线喇叭抛物面天线喇叭抛物面天线喇叭抛物面天线第7章 面天线基本原理和基本特点!第一节 等效原理17 7.1.1等效原理与惠更斯元的辐射等效原理与惠更斯元的辐射等效原理与惠更斯元的辐射等效原理与惠更斯元的辐射面天线通常用于微波、毫米波波段。天线的辐射结构是面天线通常用于微波、毫米波波段。天线的辐射结构是面天线通常用于微波、毫米波波段。天线的辐射结构是面天线通常用于微波、毫米波波段。天线的辐射结构是一个面一个面一个面一个面(平面或曲面平面或曲面平面或曲面平面或曲面)，其上的辐射源是电流或电磁场其上的辐射源是电流或电磁场其上的辐射源是电流或电磁场其上的辐射源是电流或电磁场。7.1 等效原理与惠更斯元的辐射 面天线通常2天线辐射口径可以有各种形状，诸如矩形、圆形和椭圆形等，应用最天线辐射口径可以有各种形状，诸如矩形、圆形和椭圆形等，应用最天线辐射口径可以有各种形状，诸如矩形、圆形和椭圆形等，应用最天线辐射口径可以有各种形状，诸如矩形、圆形和椭圆形等，应用最广泛的是矩形和圆形口径。高增益面天线的结构比较简，便于制造。广泛的是矩形和圆形口径。高增益面天线的结构比较简，便于制造。广泛的是矩形和圆形口径。高增益面天线的结构比较简，便于制造。广泛的是矩形和圆形口径。高增益面天线的结构比较简，便于制造。天线通常由两部分组成：天线通常由两部分组成：天线通常由两部分组成：天线通常由两部分组成：一是初级一是初级一是初级一是初级辐射辐射辐射辐射源源源源，例如抛物面天线的喇叭馈源；例如抛物面天线的喇叭馈源；例如抛物面天线的喇叭馈源；例如抛物面天线的喇叭馈源；一是形成方向性的部件一是形成方向性的部件一是形成方向性的部件一是形成方向性的部件金属面S1，例如抛，例如抛，例如抛，例如抛物物物物面反射器。面反射器。面反射器。面反射器。1、面天线面天线结构结构结构结构面天线的基本问题是确定它的面天线的基本问题是确定它的面天线的基本问题是确定它的面天线的基本问题是确定它的辐射电磁场。辐射电磁场。辐射电磁场。辐射电磁场。面天线理论不仅限于求解辐面天线理论不仅限于求解辐面天线理论不仅限于求解辐面天线理论不仅限于求解辐射场射场射场射场(天线外部的场天线外部的场天线外部的场天线外部的场)，还应该确，还应该确，还应该确，还应该确定由初级该源产生的天线附近的定由初级该源产生的天线附近的定由初级该源产生的天线附近的定由初级该源产生的天线附近的场场场场(天线内部的场天线内部的场天线内部的场天线内部的场)。天线辐射口径可以有各种形状，诸如矩形、圆形和椭圆形等，应用最3由于口径面上存在着口径场由于口径面上存在着口径场由于口径面上存在着口径场由于口径面上存在着口径场E ES S和和和和HHS S，根据惠更斯原理，根据惠更斯原理，根据惠更斯原理，根据惠更斯原理(HuygensPrinciple)(HuygensPrinciple)，将口径面，将口径面，将口径面，将口径面S S2 2分割成许多面元，分割成许多面元，分割成许多面元，分割成许多面元，这些面元称为这些面元称为这些面元称为这些面元称为惠更斯元或二次辐射源惠更斯元或二次辐射源惠更斯元或二次辐射源惠更斯元或二次辐射源。所有惠更斯元的辐射之和即得到整个口径面的辐射场。所有惠更斯元的辐射之和即得到整个口径面的辐射场。所有惠更斯元的辐射之和即得到整个口径面的辐射场。所有惠更斯元的辐射之和即得到整个口径面的辐射场。2 2、等效原理等效原理等效原理等效原理包围天线的封闭曲面包围天线的封闭曲面包围天线的封闭曲面包围天线的封闭曲面金属面的外表面金属面的外表面金属面的外表面金属面的外表面S S1 1：为导体的外：为导体的外：为导体的外：为导体的外表面，其上的场为零表面，其上的场为零表面，其上的场为零表面，其上的场为零金属面的口径面金属面的口径面金属面的口径面金属面的口径面S2S2：通常取为平面：通常取为平面：通常取为平面：通常取为平面面天线的辐射问题面天线的辐射问题面天线的辐射问题面天线的辐射问题口径面口径面口径面口径面S S2 2的辐射的辐射的辐射的辐射由于口径面上存在着口径场ES和HS，根据惠更斯原理(Huyg4当当当当由由由由口口口口径径径径场场场场求求求求解解解解辐辐辐辐射射射射场场场场时时时时，每每每每一一一一个个个个面面面面元元元元的的的的次次次次级级级级辐辐辐辐射射射射可可可可用用用用等等等等效效效效电电电电流流流流元元元元与与与与等等等等效效效效磁磁磁磁流流流流元元元元来来来来代代代代替替替替，口口口口径径径径场场场场的的的的辐辐辐辐射射射射场场场场就就就就是是是是由由由由所所所所有有有有等等等等效效效效电电电电流流流流元元元元（等等等等效效效效电电电电基基基基本本本本振振振振子子子子）和和和和等等等等效效效效磁磁磁磁流流流流元元元元（等等等等效效效效磁磁磁磁基基基基本本本本振振振振子子子子）所所所所共共共共同同同同产产产产生生生生的的的的。这这这这就就就就是是是是电电电电磁磁磁磁场场场场理理理理论论论论中中中中的的的的等等效效原原理理(FieldEquivalenceTheorem)。惠更斯元是分析面天线辐射问题的基本辐射元。惠更斯元是分析面天线辐射问题的基本辐射元。惠更斯元是分析面天线辐射问题的基本辐射元。惠更斯元是分析面天线辐射问题的基本辐射元。当由口径场求解辐射场时，每一个面元的次级辐射可用等效电流元与5 设设设设平平平平面面面面口口口口径径径径面面面面（xOyxOy面面面面）上上上上的的的的一一一一个个个个惠惠惠惠更更更更斯斯斯斯元元元元ds=dds=dx xd dy ye en n，其其其其上有着均匀的切向电场上有着均匀的切向电场上有着均匀的切向电场上有着均匀的切向电场E Ey y和切向磁场和切向磁场和切向磁场和切向磁场HHx x3 3、惠更斯元的辐射惠更斯元的辐射惠更斯元的辐射惠更斯元的辐射 设平面口径面（xOy面）上的一个惠更斯元ds=dx6根据等效原理：根据等效原理：根据等效原理：根据等效原理：相应的等效电基本振子电流的方向沿相应的等效电基本振子电流的方向沿相应的等效电基本振子电流的方向沿相应的等效电基本振子电流的方向沿y y轴方向，其长轴方向，其长轴方向，其长轴方向，其长度为度为度为度为dydy，数值为，数值为，数值为，数值为 面元上的等效面电流密度为面元上的等效面电流密度为面元上的等效面电流密度为面元上的等效面电流密度为基本电振子基本电振子根据等效原理：相应的等效电基本振子电流的方向7面元上的等效面磁流密度为面元上的等效面磁流密度为面元上的等效面磁流密度为面元上的等效面磁流密度为 相应的等效磁基本振子磁流的方向沿相应的等效磁基本振子磁流的方向沿相应的等效磁基本振子磁流的方向沿相应的等效磁基本振子磁流的方向沿x x轴方向，其长轴方向，其长轴方向，其长轴方向，其长度为度为度为度为dxdx，数值为，数值为，数值为，数值为 惠更斯元的辐射惠更斯元的辐射惠更斯元的辐射惠更斯元的辐射基本磁振子基本磁振子相互正交放置的等效电基相互正交放置的等效电基相互正交放置的等效电基相互正交放置的等效电基本振子和等效磁基本振子本振子和等效磁基本振子本振子和等效磁基本振子本振子和等效磁基本振子的辐射场之和。的辐射场之和。的辐射场之和。的辐射场之和。面元上的等效面磁流密度为 相应的等效磁基本振子磁8即即即即yOzyOz平面，在此平面内电基本振子产生的辐射场为平面，在此平面内电基本振子产生的辐射场为平面，在此平面内电基本振子产生的辐射场为平面，在此平面内电基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为E E平面平面辐射场辐射场即yOz平面，在此平面内电基本振子产生的辐射场为磁基本振子产9于是，惠更斯元在于是，惠更斯元在于是，惠更斯元在于是，惠更斯元在E E平面上的辐射场为平面上的辐射场为平面上的辐射场为平面上的辐射场为 于是，惠更斯元在E平面上的辐射场为 10H H平面平面电基本振子产生的辐射场为电基本振子产生的辐射场为电基本振子产生的辐射场为电基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为 即即即即xozxoz平面平面平面平面H平面电基本振子产生的辐射场为磁基本振子产生的辐射场为 即x11 于是，于是，于是，于是，惠更斯元在惠更斯元在惠更斯元在惠更斯元在HH平面上的辐射场平面上的辐射场平面上的辐射场平面上的辐射场为为为为可看出，两主平面的可看出，两主平面的可看出，两主平面的可看出，两主平面的归一化方向函数归一化方向函数均为均为均为均为方向函数方向函数 于是，惠更斯元在H平面上的辐射场为可看出，两主平面123 3、惠更斯源辐射场、惠更斯源辐射场、惠更斯源辐射场、惠更斯源辐射场3、惠更斯源辐射场13惠惠惠惠更更更更斯斯斯斯元元元元的的的的最最最最大大大大辐辐辐辐射射射射方方方方向向向向与与与与其其其其本本本本身身身身垂垂垂垂直直直直。如如如如果果果果平平平平面面面面口口口口径径径径由由由由这这这这样样样样的的的的面面面面元元元元组组组组成成成成，而而而而且且且且各各各各面面面面元元元元同同同同相相相相激激激激励励励励，则则则则此此此此同同同同相相相相口口口口径面的径面的径面的径面的最大辐射方向势必垂直于该口径面最大辐射方向势必垂直于该口径面最大辐射方向势必垂直于该口径面最大辐射方向势必垂直于该口径面。惠更斯元归一化方向图惠更斯元归一化方向图惠更斯元归一化方向图惠更斯元归一化方向图惠更斯元的最大辐射方向与其本身垂直。如果平面口径由这样的面元147.27.2平面口径辐射平面口径辐射平面口径辐射平面口径辐射 设设设设有有有有一一一一任任任任意意意意形形形形状状状状的的的的平平平平面面面面口口口口径径径径位位位位于于于于x xOOy y平平平平面面面面内内内内，口口口口径径径径面面面面积积积积为为为为S S，其其其其上上上上的的的的口口口口径径径径场场场场仍仍仍仍为为为为E Ey y，因因因因此此此此该该该该平平平平面面面面口口口口径径径径辐辐辐辐射射射射场场场场的的的的极极极极化化化化与与与与惠惠惠惠更更更更斯斯斯斯元元元元的的的的极极极极化化化化相相相相同同同同。坐坐坐坐标标标标原原原原点点点点至至至至远远远远区区区区观观观观察察察察点点点点M(M(r,r,)的的的的距距距距离离离离为为为为r r，面面面面元元元元ds(ds(x xs s,y ys s)到到到到观观观观察察察察点点点点的的的的距距距距离离离离为为为为R R，将将将将惠惠惠惠更更更更斯斯斯斯元元元元的的的的主主主主平平平平面面面面辐辐辐辐射射射射场场场场积积积积分分分分可可可可得得得得到到到到平平平平面面面面口口口口径径径径在在在在远远远远区区区区的的的的两个主平面辐射场为两个主平面辐射场为两个主平面辐射场为两个主平面辐射场为 7.2 平面口径辐射 设有一任意形状的平面156.26.2平面口径辐射平面口径辐射平面口径辐射平面口径辐射一般计算公式一般计算公式6.2 平面口径辐射一般计算公式16当观察点很远时，近似有当观察点很远时，近似有当观察点很远时，近似有当观察点很远时，近似有R Rr rE E E E平面平面平面平面（y yOzOz平面），平面），平面），平面），R R r r-y ys ssinsin，辐射场为，辐射场为，辐射场为，辐射场为H H H H平面平面平面平面（x xOzOz平面），平面），平面），平面），=0=0，R R r r-x xs ssinsin，辐射场为，辐射场为，辐射场为，辐射场为当观察点很远时，近似有RrE平面（yOz平面），17对于同相平面口径，最大辐射方向一定发生在对于同相平面口径，最大辐射方向一定发生在对于同相平面口径，最大辐射方向一定发生在对于同相平面口径，最大辐射方向一定发生在=0=0处，处，处，处，P Pr r天线辐射功率，即整个口径面向空间辐射的天线辐射功率，即整个口径面向空间辐射的天线辐射功率，即整个口径面向空间辐射的天线辐射功率，即整个口径面向空间辐射的功率功率功率功率 方向系数方向系数对于同相平面口径，最大辐射方向一定发生在=0处，Pr天18如果定义面积利用系数如果定义面积利用系数如果定义面积利用系数如果定义面积利用系数 则方向系数则方向系数则方向系数则方向系数表征口径场的表征口径场的分布均匀程度，分布均匀程度，越均匀越均匀此值此值越越大。大。均匀分布时均匀分布时=1 如果定义面积利用系数 则方向系数 表征口径场的分布19设设设设 矩矩矩矩 形形形形 口口口口 径径径径(Rectangular(RectangularAperture)Aperture)的尺寸为的尺寸为的尺寸为的尺寸为abab，同相平面口径的辐射同相平面口径的辐射同相平面口径的辐射同相平面口径的辐射矩形同相平面口径的辐射矩形同相平面口径的辐射矩形同相平面口径的辐射矩形同相平面口径的辐射设矩形口径(Rectangular Aperture)的尺寸20H H平面（平面（xOzxOz平面）平面）E E平面（平面（yOzyOz平面）平面）H平面（xOz平面）E平面（yOz平面）21当口径场当口径场当口径场当口径场E Ey y为为为为均匀分布均匀分布时，时，时，时，E Ey y=E E0 0，如果引入，如果引入，如果引入，如果引入则两主平面的方向函数为则两主平面的方向函数为则两主平面的方向函数为则两主平面的方向函数为 当口径场Ey为 均匀分布 时，Ey=E0，如果22方向性函数由两部分组成：方向性函数由两部分组成：方向性函数由两部分组成：方向性函数由两部分组成：若若若若a,ba,b,则则口面口面口面口面辐辐射集中在射集中在射集中在射集中在较较小的范小的范小的范小的范围围内，（内，（内，（内，（1+cos 1+cos 1+cos 1+cos ）/2/2/2/2 1,1,自因子随自因子随自因子随自因子随变变化很小，故化很小，故化很小，故化很小，故E/HE/HE/HE/H面的方向函数主要由面的方向函数主要由面的方向函数主要由面的方向函数主要由阵阵因子决定。因子决定。因子决定。因子决定。于是矩形等幅同相口面的于是矩形等幅同相口面的于是矩形等幅同相口面的于是矩形等幅同相口面的E/HE/HE/HE/H方向性函数方向性函数方向性函数方向性函数统统一可以写成：一可以写成：一可以写成：一可以写成：方向性函数由两部分组成：若a,b,则口面辐射集中在较23 当当当当口口口口径径径径场场场场E Ey y为为为为 余余弦弦分分布布时，如如如如T T1010波波波波激激激激励励励励的的的的矩矩矩矩形波导口径场：形波导口径场：形波导口径场：形波导口径场：两主平面的方向函数为两主平面的方向函数为两主平面的方向函数为两主平面的方向函数为 当口径场Ey为 余弦分布 时，如T24由由由由于于于于口口口口径径径径在在在在E E平平平平面面面面的的的的尺尺尺尺寸寸寸寸较较较较大大大大，因因因因此此此此E面面方方向向图图比比H面面方向图主瓣窄，并且方向图主瓣窄，并且E面波瓣个数多于面波瓣个数多于H面波瓣个数面波瓣个数。矩形口径的E平面极坐标方向图(a=2,b=3)由于口径在E平面的尺寸较大，因此E面方向图比H面方向图主瓣窄25面积利用系数面积利用系数面积利用系数面积利用系数 反映了口径场分布的均匀程度，口径场分布反映了口径场分布的均匀程度，口径场分布反映了口径场分布的均匀程度，口径场分布反映了口径场分布的均匀程度，口径场分布越均匀，越均匀，越均匀，越均匀，值越大，当口径场完全均匀分布时，值越大，当口径场完全均匀分布时，值越大，当口径场完全均匀分布时，值越大，当口径场完全均匀分布时，1 1。补充矩形同相等幅面和同相余弦分布口面的补充矩形同相等幅面和同相余弦分布口面的补充矩形同相等幅面和同相余弦分布口面的补充矩形同相等幅面和同相余弦分布口面的。对矩形同相等幅口面来说：对矩形同相等幅口面来说：对矩形同相等幅口面来说：对矩形同相等幅口面来说：EsEsE0E0求出：求出：求出：求出：对矩形同相余弦分布口面来说：对矩形同相余弦分布口面来说：对矩形同相余弦分布口面来说：对矩形同相余弦分布口面来说：面积利用系数反映了口径场分布的均匀程度，口26(a)(a)均匀分布；均匀分布；均匀分布；均匀分布；(b)(b)余弦分布余弦分布余弦分布余弦分布矩形口径立体方向图（a=3,b=2）矩形口径立体方向图（a=3,b=2）27均匀分布均匀分布均匀分布28余弦分布余弦分布余弦分布29在实际应用中，经常有圆形口径在实际应用中，经常有圆形口径在实际应用中，经常有圆形口径在实际应用中，经常有圆形口径(CircularAperture)(CircularAperture)的天线。的天线。的天线。的天线。圆形同相平面口径的辐射圆形同相平面口径的辐射圆形同相平面口径的辐射圆形同相平面口径的辐射引入极坐标与直角坐标的关系：引入极坐标与直角坐标的关系：引入极坐标与直角坐标的关系：引入极坐标与直角坐标的关系：在实际应用中，经常有圆形口径(Circular Apertu30设口口口口径径径径场场场场为为为为单单单单一一一一极极极极化化化化E Ey y(s s,s s)，并并并并且且且且假假假假定定定定口口口口径径径径场场场场分分分分布布布布是是是是 对对对对称称称称的的的的，仅仅仅仅是是是是 的的的的函函函函数数数数。当当当当口口口口径径径径场场场场均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布时时时时，E Ey y=E E0 0，则两主平面的辐射场表达式为，则两主平面的辐射场表达式为，则两主平面的辐射场表达式为，则两主平面的辐射场表达式为 在上式中引入贝塞尔函数公式在上式中引入贝塞尔函数公式在上式中引入贝塞尔函数公式在上式中引入贝塞尔函数公式均匀分布的辐射场均匀分布的辐射场设口径场为单一极化Ey(s,s)，并且假定口径场分布是31引入参量引入参量引入参量引入参量并注意到积分公式并注意到积分公式并注意到积分公式并注意到积分公式 则圆形均匀口径的两主平面方向函数为则圆形均匀口径的两主平面方向函数为则圆形均匀口径的两主平面方向函数为则圆形均匀口径的两主平面方向函数为 引入参量并注意到积分公式 则圆形均匀口径的两主平面方向函数为32第7章-面天线课件33如果统一引入如果统一引入如果统一引入如果统一引入则平面口径的主平面辐射场可统一表示为则平面口径的主平面辐射场可统一表示为则平面口径的主平面辐射场可统一表示为则平面口径的主平面辐射场可统一表示为 同相平面口径方向图参数同相平面口径方向图参数同相平面口径方向图参数同相平面口径方向图参数实际上，通常口径尺寸都远大于实际上，通常口径尺寸都远大于实际上，通常口径尺寸都远大于实际上，通常口径尺寸都远大于，因此分析方向图特，因此分析方向图特，因此分析方向图特，因此分析方向图特性时可认为性时可认为性时可认为性时可认为(1+cos)/21如果统一引入则平面口径的主平面辐射场可统一表示为 同相平面口34第7章-面天线课件35第7章-面天线课件36综综综综合合合合对对对对不不不不同同同同口口口口径径径径场场场场辐辐辐辐射射射射场场场场的的的的分分分分析析析析以以以以及及及及相相相相应应应应的的的的数数数数值值值值计计计计算算算算，对同相口径场而言，可归纳出如下的重要结论：对同相口径场而言，可归纳出如下的重要结论：对同相口径场而言，可归纳出如下的重要结论：对同相口径场而言，可归纳出如下的重要结论：uu平面同相口径的平面同相口径的平面同相口径的平面同相口径的最大辐射方向最大辐射方向一定位于口径面的法线方向；一定位于口径面的法线方向；一定位于口径面的法线方向；一定位于口径面的法线方向；uu在在在在口口口口径径径径场场场场分分分分布布布布规规规规律律律律一一一一定定定定的的的的情情情情况况况况下下下下，口口口口径径径径面面面面的的的的电电尺尺寸寸越越越越大大大大，主瓣越窄，方向系数越大；主瓣越窄，方向系数越大；主瓣越窄，方向系数越大；主瓣越窄，方向系数越大；uu当当当当口口口口径径径径电电电电尺尺尺尺寸寸寸寸一一一一定定定定时时时时，口口径径场场分分布布越越越越均均均均匀匀匀匀，其其其其面面面面积积积积利利利利用用用用系系系系数越大，方向系数越大，但是副瓣电平越高；数越大，方向系数越大，但是副瓣电平越高；数越大，方向系数越大，但是副瓣电平越高；数越大，方向系数越大，但是副瓣电平越高；uu口口口口径径径径辐辐辐辐射射射射的的的的副副瓣瓣电电平平以以以以及及及及面面积积利利用用系系数数只只只只取取取取决决决决于于于于口口口口径径径径场场场场的的的的分布情况，而与口径的电尺寸无关。分布情况，而与口径的电尺寸无关。分布情况，而与口径的电尺寸无关。分布情况，而与口径的电尺寸无关。同相平面口径场辐射特征同相平面口径场辐射特征同相平面口径场辐射特征同相平面口径场辐射特征 综合对不同口径场辐射场的分析以及相应37 由由由由于于于于天天天天线线线线制制制制造造造造或或或或安安安安装装装装的的的的技技技技术术术术误误误误差差差差，或或或或者者者者为为为为了了了了得得得得到到到到特特特特殊殊殊殊形形形形状状状状的的的的波波波波束束束束或或或或实实实实现现现现电电电电扫扫扫扫描描描描，口口口口径径径径场场场场的的的的相相相相位位位位分分分分布布布布常常常常常常常常按按按按一一一一定定定定的的的的规规规规律律律律分分分分布布布布。假假假假设设设设口口口口径径径径场场场场振振振振幅幅幅幅分分分分布布布布仍仍仍仍然然然然均均均均匀匀匀匀，常常常常见见见见的的的的口口口口径径径径场相位偏移有如下几种：场相位偏移有如下几种：场相位偏移有如下几种：场相位偏移有如下几种：非同相平面口径非同相平面口径非同相平面口径非同相平面口径相位偏移对口径辐射场的影响相位偏移对口径辐射场的影响相位偏移对口径辐射场的影响相位偏移对口径辐射场的影响 由于天线制造或安装的技术误差，或者为了得到特38（1 1）直线律相位偏移）直线律相位偏移）直线律相位偏移）直线律相位偏移（2 2）平方律相位偏移）平方律相位偏移）平方律相位偏移）平方律相位偏移（3 3）立方律相位偏移）立方律相位偏移）立方律相位偏移）立方律相位偏移（1）直线律相位偏移（2）平方律相位偏移（3）立方律相位偏移39直线律相位偏移的矩形口径方向图直线律相位偏移的矩形口径方向图直线律相位偏移的矩形口径方向图直线律相位偏移的矩形口径方向图直线律相位偏移带来了直线律相位偏移带来了直线律相位偏移带来了直线律相位偏移带来了最大辐射方向的偏移最大辐射方向的偏移，可以利用此特点，可以利用此特点，可以利用此特点，可以利用此特点产生电扫描效应。产生电扫描效应。产生电扫描效应。产生电扫描效应。直线律相位偏移的矩形口径方向图 直线律相位偏移带来了最大辐射40平方律相位偏移的矩形口径方向图平方律相位偏移的矩形口径方向图平方律相位偏移的矩形口径方向图平方律相位偏移的矩形口径方向图平方律相位偏移带来了平方律相位偏移带来了平方律相位偏移带来了平方律相位偏移带来了零点模糊、主瓣展宽、主瓣分裂零点模糊、主瓣展宽、主瓣分裂以及方向系数下降以及方向系数下降，在天线设计中应力求避免。，在天线设计中应力求避免。，在天线设计中应力求避免。，在天线设计中应力求避免。平方律相位偏移的矩形口径方向图平方律相位偏移带来了零点模糊、41立方律相位偏移的矩形口径方向图立方律相位偏移的矩形口径方向图立方律相位偏移的矩形口径方向图立方律相位偏移的矩形口径方向图立方律相位偏移不仅产生了立方律相位偏移不仅产生了立方律相位偏移不仅产生了立方律相位偏移不仅产生了最大辐射方向偏转，而且还会导最大辐射方向偏转，而且还会导致方向图不对称，在主瓣的一侧产生了较大的副瓣致方向图不对称，在主瓣的一侧产生了较大的副瓣，对雷达，对雷达，对雷达，对雷达而言，此种情况极易混淆目标。而言，此种情况极易混淆目标。而言，此种情况极易混淆目标。而言，此种情况极易混淆目标。立方律相位偏移的矩形口径方向图 立方律相位偏移不仅产生了最大42五、常见的几种平面天线五、常见的几种平面天线五、常见的几种平面天线五、常见的几种平面天线1 1、喇叭天线、喇叭天线、喇叭天线、喇叭天线 喇喇喇喇叭叭叭叭天天天天线线线线是是是是最最最最广广广广泛泛泛泛使使使使用用用用的的的的微微微微波波波波天天天天线线线线之之之之一一一一。喇喇喇喇叭叭叭叭天天天天线线线线除除除除了了了了大大大大量量量量用用用用作作作作反反反反射射射射面面面面天天天天线线线线的的的的馈馈馈馈源源源源以以以以外外外外，也也也也是是是是相相相相控控控控阵阵阵阵天天天天线线线线的的的的常常常常用用用用单单单单元元元元天天天天线线线线，还还还还可可可可以以以以用用用用做做做做对对对对其其其其它它它它高高高高增增增增益益益益天天天天线线线线进进进进行行行行校校校校准准准准和和和和增增增增益益益益测测测测试试试试的的的的通通通通用用用用标标标标准准准准。它它它它的的的的优优优优点点点点是是是是具具具具有有有有结结结结构构构构简简简简单单单单、馈馈馈馈电电电电简简简简便便便便、频频频频带带带带较较较较宽、功率容量大和高增益的整体性能。宽、功率容量大和高增益的整体性能。宽、功率容量大和高增益的整体性能。宽、功率容量大和高增益的整体性能。喇叭天线由逐渐张开的波导构成，逐渐张开的过渡段保喇叭天线由逐渐张开的波导构成，逐渐张开的过渡段保喇叭天线由逐渐张开的波导构成，逐渐张开的过渡段保喇叭天线由逐渐张开的波导构成，逐渐张开的过渡段保证波导与空间的良好匹配，可以获得较大的口径尺寸，以加证波导与空间的良好匹配，可以获得较大的口径尺寸，以加证波导与空间的良好匹配，可以获得较大的口径尺寸，以加证波导与空间的良好匹配，可以获得较大的口径尺寸，以加强辐射的方向性。喇叭天线根据口径的形状可分为矩形喇叭强辐射的方向性。喇叭天线根据口径的形状可分为矩形喇叭强辐射的方向性。喇叭天线根据口径的形状可分为矩形喇叭强辐射的方向性。喇叭天线根据口径的形状可分为矩形喇叭天线和圆形喇叭天线等，图天线和圆形喇叭天线等，图天线和圆形喇叭天线等，图天线和圆形喇叭天线等，图(a a)保持了矩形波导的窄边尺寸保持了矩形波导的窄边尺寸保持了矩形波导的窄边尺寸保持了矩形波导的窄边尺寸不变，逐渐展开宽边而得到不变，逐渐展开宽边而得到不变，逐渐展开宽边而得到不变，逐渐展开宽边而得到HH面扇形喇叭；图面扇形喇叭；图面扇形喇叭；图面扇形喇叭；图(b b)保持了矩形保持了矩形保持了矩形保持了矩形波导的宽边尺寸不变，逐渐展开窄边而得到波导的宽边尺寸不变，逐渐展开窄边而得到波导的宽边尺寸不变，逐渐展开窄边而得到波导的宽边尺寸不变，逐渐展开窄边而得到E E面扇形喇叭；面扇形喇叭；面扇形喇叭；面扇形喇叭；(a a)HH面面面面喇喇喇喇叭叭叭叭；(b b)E E面面面面喇喇喇喇叭叭叭叭(c)(c)角角角角锥锥锥锥喇喇喇喇叭叭叭叭；(d)(d)圆圆圆圆锥锥锥锥喇喇喇喇叭叭叭叭 五、常见的几种平面天线1、喇叭天线 喇43矩形喇叭天线的口径场与方向图矩形喇叭天线的口径场与方向图矩形喇叭天线的口径场与方向图矩形喇叭天线的口径场与方向图喇叭天线可以作为口径天线来处理，喇叭天线可以作为口径天线来处理，喇叭天线可以作为口径天线来处理，喇叭天线可以作为口径天线来处理，L LE E、L LHH分别为分别为分别为分别为E E面和面和面和面和HH面面面面长度长度长度长度;a a、b b为波导的宽边和窄边尺寸为波导的宽边和窄边尺寸为波导的宽边和窄边尺寸为波导的宽边和窄边尺寸;a ah h、b bh h为相应的口径尺寸。为相应的口径尺寸。为相应的口径尺寸。为相应的口径尺寸。L LE E L LHH时，为楔形角锥喇叭；当时，为楔形角锥喇叭；当时，为楔形角锥喇叭；当时，为楔形角锥喇叭；当L LE E=L LHH时，为尖顶角锥喇叭；时，为尖顶角锥喇叭；时，为尖顶角锥喇叭；时，为尖顶角锥喇叭；当当当当a ah h=a a或或或或L LHH=时，为时，为时，为时，为E E面喇叭；当面喇叭；当面喇叭；当面喇叭；当b bh h=b b或或或或L LE E=时，为时，为时，为时，为HH面喇面喇面喇面喇叭。喇叭天线的口径场可近似地由矩形波导至喇叭结构波导的叭。喇叭天线的口径场可近似地由矩形波导至喇叭结构波导的叭。喇叭天线的口径场可近似地由矩形波导至喇叭结构波导的叭。喇叭天线的口径场可近似地由矩形波导至喇叭结构波导的相应截面的导波场来决定。相应截面的导波场来决定。相应截面的导波场来决定。相应截面的导波场来决定。1 1、喇叭天线、喇叭天线、喇叭天线、喇叭天线矩形喇叭天线的口径场与方向图喇叭天线可以作为口径天线来处理，44喇叭天线可以作为口径天线来处理，喇叭天线可以作为口径天线来处理，喇叭天线可以作为口径天线来处理，喇叭天线可以作为口径天线来处理，L LE E、L LHH分别为分别为分别为分别为E E面和面和面和面和HH面面面面长度长度长度长度;a a、b b为波导的宽边和窄边尺寸为波导的宽边和窄边尺寸为波导的宽边和窄边尺寸为波导的宽边和窄边尺寸;a ah h、b bh h为相应的口径尺寸。为相应的口径尺寸。为相应的口径尺寸。为相应的口径尺寸。L LE E L LHH时，为楔形角锥喇叭；当时，为楔形角锥喇叭；当时，为楔形角锥喇叭；当时，为楔形角锥喇叭；当L LE E=L LHH时，为尖顶角锥喇叭；时，为尖顶角锥喇叭；时，为尖顶角锥喇叭；时，为尖顶角锥喇叭；当当当当a ah h=a a或或或或L LHH=时，为时，为时，为时，为E E面喇叭；当面喇叭；当面喇叭；当面喇叭；当b bh h=b b或或或或L LE E=时，为时，为时，为时，为HH面喇面喇面喇面喇叭。喇叭天线的口径场可近似地由矩形波导至喇叭结构波导的叭。喇叭天线的口径场可近似地由矩形波导至喇叭结构波导的叭。喇叭天线的口径场可近似地由矩形波导至喇叭结构波导的叭。喇叭天线的口径场可近似地由矩形波导至喇叭结构波导的相应截面的导波场来决定。相应截面的导波场来决定。相应截面的导波场来决定。相应截面的导波场来决定。喇叭天线可以作为口径天线来处理，LE、LH分别为E面和H面45 在在在在忽忽忽忽略略略略波波波波导导导导连连连连接接接接处处处处及及及及喇喇喇喇叭叭叭叭口口口口径径径径处处处处的的的的反反反反射射射射及及及及假假假假设设设设矩矩矩矩形形形形波波波波导导导导内内内内只只只只传传传传输输输输T TE E1010模模模模式式式式的的的的条条条条件件件件下下下下，喇喇喇喇叭叭叭叭内内内内场场场场结结结结构构构构可可可可以以以以近近近近似似似似看看看看作作作作与与与与波波波波导导导导的的的的内内内内场场场场结结结结构构构构相相相相同同同同，只只只只是是是是因因因因为为为为喇喇喇喇叭叭叭叭是是是是逐逐逐逐渐渐渐渐张张张张开开开开的的的的，所所所所以以以以扇扇扇扇形形形形喇喇喇喇叭叭叭叭内内内内传传传传输输输输的的的的为为为为柱柱柱柱面面面面波波波波，尖尖尖尖顶顶顶顶角角角角锥锥锥锥喇喇喇喇叭叭叭叭内内内内传传传传输输输输的的的的近近近近似似似似为为为为球球球球面面面面波波波波;因因因因此此此此在在在在一一一一级级级级近近近近似似似似的的的的条条条条件件件件下下下下，喇喇喇喇叭叭叭叭口口口口径径径径上上上上场场场场的的的的相相相相位位位位分分分分布布布布为为为为平方律平方律平方律平方律，角锥喇叭口径场为，角锥喇叭口径场为，角锥喇叭口径场为，角锥喇叭口径场为 在忽略波导连接处及喇叭口径处的反射及46有了口径场的表达式，就可以分别计算角锥喇叭有了口径场的表达式，就可以分别计算角锥喇叭有了口径场的表达式，就可以分别计算角锥喇叭有了口径场的表达式，就可以分别计算角锥喇叭的的的的E E面和面和面和面和HH面的辐射场。尽管写出其解析表达式比较面的辐射场。尽管写出其解析表达式比较面的辐射场。尽管写出其解析表达式比较面的辐射场。尽管写出其解析表达式比较困难，但是却可以依靠计算软件求出数值解。困难，但是却可以依靠计算软件求出数值解。困难，但是却可以依靠计算软件求出数值解。困难，但是却可以依靠计算软件求出数值解。?有了口径场的表达式，就可以分别计算角锥喇叭的47E E面喇叭和角锥喇叭的通用面喇叭和角锥喇叭的通用面喇叭和角锥喇叭的通用面喇叭和角锥喇叭的通用E E面方向图面方向图面方向图面方向图 E面喇叭和角锥喇叭的通用E面方向图 48s s反映了喇叭口径的反映了喇叭口径的反映了喇叭口径的反映了喇叭口径的E E面的相位偏移的严重程度。面的相位偏移的严重程度。面的相位偏移的严重程度。面的相位偏移的严重程度。s s越大，相位偏越大，相位偏越大，相位偏越大，相位偏移越严重，方向图上零点消失，主瓣变宽，甚至移越严重，方向图上零点消失，主瓣变宽，甚至移越严重，方向图上零点消失，主瓣变宽，甚至移越严重，方向图上零点消失，主瓣变宽，甚至=0=0方向不方向不方向不方向不再是最大辐射方向。再是最大辐射方向。再是最大辐射方向。再是最大辐射方向。s反映了喇叭口径的E面的相位偏移的严重程度。s越大，相位偏49 为为为为了了了了获获获获得得得得较较较较好好好好的的的的方方方方向向向向图图图图，工工工工程程程程上上上上通通通通常常常常规规规规定定定定E E面面面面允允允允许许许许的的的的最最最最大大大大相相相相差为差为差为差为HH面允许的最大相差为面允许的最大相差为面允许的最大相差为面允许的最大相差为 由由由由于于于于HH面面面面的的的的口口口口径径径径场场场场为为为为余余余余弦弦弦弦分分分分布布布布，边边边边缘缘缘缘场场场场幅幅幅幅小小小小，所所所所以以以以 mmHH可可可可大于大于大于大于 mmE E。为了获得较好的方向图，工程上通常规定E面允许50第7章-面天线课件51E E面方向系数面方向系数面方向系数面方向系数E面方向系数52HH面方向系数面方向系数面方向系数面方向系数H面方向系数53可以看出，在喇叭长度一定的条件下，可以看出，在喇叭长度一定的条件下，可以看出，在喇叭长度一定的条件下，可以看出，在喇叭长度一定的条件下，起初增大口径尺寸起初增大口径尺寸起初增大口径尺寸起初增大口径尺寸可以增大口径面积，进而增大了方向系数，但是当口径尺寸增可以增大口径面积，进而增大了方向系数，但是当口径尺寸增可以增大口径面积，进而增大了方向系数，但是当口径尺寸增可以增大口径面积，进而增大了方向系数，但是当口径尺寸增大到超过某定值后，继续再增大口径尺寸，方向系数反而减小。大到超过某定值后，继续再增大口径尺寸，方向系数反而减小。大到超过某定值后，继续再增大口径尺寸，方向系数反而减小。大到超过某定值后，继续再增大口径尺寸，方向系数反而减小。这表明扇形喇叭存在着最佳喇叭尺寸这表明扇形喇叭存在着最佳喇叭尺寸这表明扇形喇叭存在着最佳喇叭尺寸这表明扇形喇叭存在着最佳喇叭尺寸(L LE E,b bhopthopt)()(L LHH,a ahopthopt)，对于对于对于对于此尺寸，可以得到最大的方向系数。实际上，最佳尺寸即为此尺寸，可以得到最大的方向系数。实际上，最佳尺寸即为此尺寸，可以得到最大的方向系数。实际上，最佳尺寸即为此尺寸，可以得到最大的方向系数。实际上，最佳尺寸即为E E面和面和面和面和HH面分别允许的最大相差尺寸。面分别允许的最大相差尺寸。面分别允许的最大相差尺寸。面分别允许的最大相差尺寸。满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳E E面扇形喇叭面扇形喇叭面扇形喇叭面扇形喇叭的的的的E E面主瓣宽度为面主瓣宽度为面主瓣宽度为面主瓣宽度为其其其其HH面主瓣宽度仍然如表示为面主瓣宽度仍然如表示为面主瓣宽度仍然如表示为面主瓣宽度仍然如表示为 可以看出，在喇叭长度一定的条件下，起54满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳E E面扇形喇叭面扇形喇叭面扇形喇叭面扇形喇叭的的的的E E面主瓣宽度为面主瓣宽度为面主瓣宽度为面主瓣宽度为其其其其HH面主瓣宽度仍然如表示为面主瓣宽度仍然如表示为面主瓣宽度仍然如表示为面主瓣宽度仍然如表示为最佳最佳最佳最佳HH面扇形喇叭的面扇形喇叭的面扇形喇叭的面扇形喇叭的HH面主瓣宽度为面主瓣宽度为面主瓣宽度为面主瓣宽度为 E E面主瓣宽度也仍然表所示为面主瓣宽度也仍然表所示为面主瓣宽度也仍然表所示为面主瓣宽度也仍然表所示为 满足最佳尺寸的喇叭称为最佳喇叭。此时最佳E面扇形55 设设设设计计计计喇喇喇喇叭叭叭叭天天天天线线线线时时时时，首首首首先先先先应应应应根根根根据据据据工工工工作作作作带带带带宽宽宽宽，选选选选择择择择合合合合适适适适的的的的波波波波导导导导尺尺尺尺寸寸寸寸。如如如如果果果果给给给给定定定定了了了了方方方方向向向向系系系系数数数数，则则则则应应应应根根根根据据据据方方方方向向向向系系系系数数数数曲曲曲曲线线线线，将将将将喇喇喇喇叭叭叭叭天线设计成最佳喇叭。天线设计成最佳喇叭。天线设计成最佳喇叭。天线设计成最佳喇叭。对对对对于于于于角角角角锥锥锥锥喇喇喇喇叭叭叭叭，还还还还必必必必须须须须做做做做到到到到喇喇喇喇叭叭叭叭与与与与波波波波导导导导在在在在颈颈颈颈部部部部的的的的尺尺尺尺寸寸寸寸配配配配合合合合。必须使必须使必须使必须使R RE E=R RHH=R R，于是由几何关系可得，于是由几何关系可得，于是由几何关系可得，于是由几何关系可得 设计喇叭天线时，首先应根据工作带宽，562 2、旋转抛物面天线、旋转抛物面天线、旋转抛物面天线、旋转抛物面天线 旋转抛物面天线是应用最广泛的天线之一旋转抛物面天线是应用最广泛的天线之一旋转抛物面天线是应用最广泛的天线之一旋转抛物面天线是应用最广泛的天线之一,它由馈源和反射面组成。它由馈源和反射面组成。它由馈源和反射面组成。它由馈源和反射面组成。天线的天线的天线的天线的反射面反射面反射面反射面由形状为旋转抛物面的由形状为旋转抛物面的由形状为旋转抛物面的由形状为旋转抛物面的导体表面或导线栅格导体表面或导线栅格导体表面或导线栅格导体表面或导线栅格网构成网构成网构成网构成;馈馈馈馈源源源源是是是是放放放放置置置置在在在在抛抛抛抛物物物物面面面面焦焦焦焦点点点点上上上上的的的的具具具具有有有有弱弱弱弱方方方方向向向向性性性性的的的的初初初初级级级级照照照照射射射射器器器器，它它它它可可可可以以以以是是是是单单单单个个个个振振振振子子子子或或或或振子阵，单喇叭或多喇叭，开槽天线振子阵，单喇叭或多喇叭，开槽天线振子阵，单喇叭或多喇叭，开槽天线振子阵，单喇叭或多喇叭，开槽天线等。等。等。等。利利利利用用用用抛抛抛抛物物物物面面面面的的的的几几几几何何何何特特特特性性性性，抛抛抛抛物物物物面面面面天天天天线线线线可可可可以以以以把把把把方方方方向向向向性性性性较较较较弱弱弱弱的的的的初初初初级级级级辐辐辐辐射射射射器器器器的的的的辐辐辐辐射射射射反反反反射射射射为方向性较强的辐射。为方向性较强的辐射。为方向性较强的辐射。为方向性较强的辐射。2、旋转抛物面天线 旋转抛物面天线是应572 2、旋转抛物面天线、旋转抛物面天线、旋转抛物面天线、旋转抛物面天线（1 1）、几何特性及工作原理）、几何特性及工作原理）、几何特性及工作原理）、几何特性及工作原理 f f为为为为抛抛抛抛物物物物线线线线的的的的焦焦焦焦距距距距；为为为为抛抛抛抛物物物物线线线线上上上上任任任任一一一一点点点点MM到到到到焦焦焦焦点点点点的的的的连连连连线线线线与与与与焦焦焦焦轴轴轴轴(O(Oz z)之之之之间间间间的的的的夹夹夹夹角角角角；为为为为点点点点MM与与与与焦焦焦焦点点点点F F之之之之间间间间的的的的距距距距离离离离。一一一一条条条条抛抛抛抛物物物物线线线线绕绕绕绕其其其其焦焦焦焦轴轴轴轴(O(Oz z)旋旋旋旋转转转转所所所所得得得得的的的的曲曲曲曲面面面面就就就就是是是是旋旋旋旋转转转转抛抛抛抛物物物物面面面面。旋旋旋旋转转转转抛抛抛抛物物物物面面面面所所所所满满满满足足足足的的的的直直直直角坐标方程为角坐标方程为角坐标方程为角坐标方程为x x2 2+y y2 2=4=4fz fz2、旋转抛物面天线（1）、几何特性及工作原理 58旋转抛物面天线具有以下两个重要性质：旋转抛物面天线具有以下两个重要性质：旋转抛物面天线具有以下两个重要性质：旋转抛物面天线具有以下两个重要性质：（1 1）点点点点F F发发发发出出出出的的的的光光光光线线线线经经经经抛抛抛抛物物物物面面面面反反反反射射射射后后后后，所所所所有有有有的的的的反反反反射射射射线线线线都都都都与与与与抛抛抛抛物面轴线平行，即物面轴线平行，即物面轴线平行，即物面轴线平行，即 （2 2）由由由由F F点点点点发发发发出出出出的的的的球球球球面面面面波波波波经经经经抛抛抛抛物物物物面面面面反反反反射射射射后后后后成成成成为为为为平平平平面面面面波波波波。等等等等相相相相面是垂直面是垂直面是垂直面是垂直OFOF的任一平面。即的任一平面。即的任一平面。即的任一平面。即 旋转抛物面天线具有以下两个重要性质：（2）59 以以以以上上上上两两两两个个个个光光光光学学学学性性性性质质质质是是是是抛抛抛抛物物物物面面面面天天天天线线线线工工工工作作作作的的的的基基基基础础础础。如如如如果果果果馈馈馈馈源源源源是是是是理理理理想想想想的的的的点点点点源源源源，抛抛抛抛物物物物面面面面尺尺尺尺寸寸寸寸无无无无限限限限大大大大，则则则则馈馈馈馈源源源源辐辐辐辐射射射射的的的的球球球球面面面面波波波波经经经经抛抛抛抛物物物物面面面面反反反反射射射射后后后后，将将将将成成成成为为为为理理理理想想想想的的的的平平平平面面面面波波波波。考考考考虑虑虑虑到到到到一一一一些些些些实实实实际际际际情情情情况况况况，如如如如反反反反射射射射面面面面尺尺尺尺寸寸寸寸有有有有限限限限，口口口口径径径径边边边边缘缘缘缘的的的的绕绕绕绕射射射射和和和和相相相相位位位位畸畸畸畸变变变变，尽尽尽尽管管管管馈馈馈馈源源源源的的的的辐辐辐辐射射射射经经经经抛抛抛抛物物物物面面面面反反反反射射射射以以以以后后后后不不不不是是是是理理理理想想想想的的的的平平平平面面面面波波波波，但但但但是是是是反反反反射射射射以以以以后后后后的的的的方方方方向向向向性性性性也也也也会会会会大大大大大大大大加加加加强。强。强。强。第7章-面天线课件60抛物面天线常用的结构参数有：抛物面天线常用的结构参数有：抛物面天线常用的结构参数有：抛物面天线常用的结构参数有：f f：抛物面焦距；：抛物面焦距；：抛物面焦距；：抛物面焦距；2 20 0：抛物面口径张角；：抛物面口径张角；：抛物面口径张角；：抛物面口径张角；R R0 0：抛物面反射面的口径半径；：抛物面反射面的口径半径；：抛物面反射面的口径半径；：抛物面反射面的口径半径；D D：抛物面反射面的口径直径：抛物面反射面的口径直径：抛物面反射面的口径直径：抛物面反射面的口径直径,D D=2=2R R0 0。抛物面天线常用的结构参数有：61 抛抛抛抛物物物物面面面面的的的的形形形形状状状状分分分分为为为为三三三三种种种种。一一一一般般般般而而而而言言言言，长长长长焦焦焦焦距距距距抛抛抛抛物物物物面面面面天天天天线线线线电电电电特特特特性性性性较较较较好好好好，但但但但天天天天线线线线的的的的纵纵纵纵向向向向尺尺尺尺寸寸寸寸太太太太长长长长，使使使使机机机机械械械械机机机机构构构构复复复复杂杂杂杂。焦焦焦焦距距距距口口口口径径径径比比比比f f/D D是是是是一一一一个个个个重重重重要要要要的的的的参参参参数数数数。从从从从增增增增益益益益出出出出发发发发确确确确定定定定口口口口径径径径D D以以以以后后后后，如如如如再再再再选选选选定定定定f f/D D，则则则则抛抛抛抛物物物物面面面面的的的的形形形形状状状状就就就就可可可可以以以以确确确确定定定定了了了了。再再再再求求求求出出出出馈馈馈馈源源源源需需需需要照射的角度要照射的角度要照射的角度要照射的角度2 20 0，也就给定了设计馈源的基本出发点。，也就给定了设计馈源的基本出发点。，也就给定了设计馈源的基本出发点。，也就给定了设计馈源的基本出发点。抛物面的形状分为三种。一般而言，长焦距62（2 2）、抛物面天线的口径场）、抛物面天线的口径场）、抛物面天线的口径场）、抛物面天线的口径场 抛抛抛抛物物物物面面面面的的的的分分分分析析析析设设设设计计计计有有有有一一一一套套套套成成成成熟熟熟熟的的的的方方方方法法法法,基基基基本本本本上上上上采采采采用用用用几几几几何何何何光光光光学学学学和和和和物物物物理理理理光光光光学学学学导导导导出出出出口口口口径径径径面面面面上上上上的的的的场场场场分分分分布布布布，然然然然后后后后依依依依据据据据口口口口径径径径场场场场分分分分布布布布，求求求求出辐射场。由于抛物面是电大尺寸出辐射场。由于抛物面是电大尺寸出辐射场。由于抛物面是电大尺寸出辐射场。由于抛物面是电大尺寸,用这种方法计算是合理的。用这种方法计算是合理的。用这种方法计算是合理的。用这种方法计算是合理的。利用几何光学法计算口径面上场分布时作如下假定：利用几何光学法计算口径面上场分布时作如下假定：利用几何光学法计算口径面上场分布时作如下假定：利用几何光学法计算口径面上场分布时作如下假定：（1 1）馈源的相位中心置于抛物面的焦点上，且辐射球面波；）馈源的相位中心置于抛物面的焦点上，且辐射球面波；）馈源的相位中心置于抛物面的焦点上，且辐射球面波；）馈源的相位中心置于抛物面的焦点上，且辐射球面波；（2 2）抛抛抛抛物物物物面面面面的的的的焦焦焦焦距距距距远远远远大大大大于于于于一一一一个个个个波波波波长长长长，因因因因此此此此反反反反射射射射面面面面处处处处于于于于馈馈馈馈源源源源远远远远区，且对馈源的影响忽略；区，且对馈源的影响忽略；区，且对馈源的影响忽略；区，且对馈源的影响忽略；（3 3）服从几何光学的反射定律（）服从几何光学的反射定律（）服从几何光学的反射定律（）服从几何光学的反射定律（f f时满足）。时满足）。时满足）。时满足）。（2）、抛物面天线的口径场 抛物面的分63 根根根根据据据据抛抛抛抛物物物物面面面面的的的的几几几几何何何何特特特特性性性性，口口口口径径径径场场场场是是是是一一一一同同同同相相相相口口口口径径径径面面面面，设设设设馈馈馈馈源源源源的的的的总总总总辐辐辐辐射射射射功功功功率率率率为为为为P Pr r，方方方方向向向向系系系系数数数数为为为为D Df f(,),)，则则则则抛抛抛抛物物物物面面面面上上上上MM点的场强为点的场强为点的场强为点的场强为 根据抛物面的几何特性，口径场是一同相口64因而由因而由因而由因而由MM点反射至口径上点反射至口径上点反射至口径上点反射至口径上MM 的场强为（平面波不扩散）的场强为（平面波不扩散）的场强为（平面波不扩散）的场强为（平面波不扩散）因而由M点反射至口径上M的场强为（65 此此此此式式式式即即即即为为为为抛抛抛抛物物物物面面面面天天天天线线线线口口口口径径径径场场场场振振振振幅幅幅幅分分分分布布布布的的的的表表表表示示示示式式式式，可可