這是《 》的後面部分，主要介紹了傳統的半波天線和拋物面天線。

03半波天線

半波天線(偶極子、赫茲)由兩個長度的線杆或管組成，每個長度為特定頻率的1/4波長。它是構成許多複雜天線的基本單元。對於偶極子，電流在中心最大，在兩端最小。中心電壓最小，兩端電壓最大。

圖8 半波偶極子天線

也可以通過將天線在其中心進行劃分，並將傳輸線從最終發射機輸出級連接到半波天線的兩端，將能量供給半波天線。由於天線是在中心饋電(一個低電壓和高電流的點)，因此這種類型的饋電方式被稱為中心饋電或電流饋電方法。饋電點對於確定要使用的輸電線路類型很重要。

電流和電壓駐波與並聯振盪電路產生的駐波類似。然而，相對於各向同性輻射體的增益恰好為1，半波天線的增益已經達到了1.5左右，而最大輻射來自垂直於天線軸線的方向。

半波偶極子也是由一個簡單的振盪電路產生的。我們簡單地假設振盪電路的電容器板是分開且彎曲一點的。電容量減小了，但電容器仍然是電容器。當電容器板進一步分開時，電場線必須覆蓋越來越大的面積。當電容器的形狀再也認不出來時，電場線穿過自由空間，一個正在中心饋電的半波偶極子就形成了。

圖 9 離散振盪電路中的偶極子天線

04拋物面天線

拋物面天線是雷達工程中最常用的安裝天線類型。圖11展示了拋物線天線。拋物面天線由一個圓形拋物面反射器和位於該反射器焦點上的點源組成。這個點源稱為“主輻射器”或“輻射器”。

圖10 Gematronik公司生產的氣象雷達拋物面天線

圖11 拋物面反射器原理

圓形拋物面(拋物面)反射器是由金屬構成的，通常是由金屬網覆蓋在內側面的框架。金屬網槽的寬度必須小於λ/10。這種金屬覆蓋層形成反射雷達能量的一面鏡子。

根據光學原理和解析幾何原理，這種類型的反射鏡，所有的反射光線都平行於拋物面的軸線，理想情況下，只有一條反射光線平行於主軸，沒有旁瓣。電場使輻射器產生球形波。當波陣面的每一部分到達反射面時，波陣面的相位就會發生180度的相移，並以一定的角度向外發射，使得波陣面的所有部分沿平行路徑傳播

一個理想的雷達天線可以產生一個像鉛筆一樣的光束。如果反射面是橢圓的，那麼它將會產生一個扇形波束。監視雷達在水平和垂直平面採用兩種不同的曲率以實現方位面筆形波束和俯仰面餘割平方扇形波束的功能。

圖11中所示的理想情況在現實中無法實現。由於加工的不平整度，實際拋物線天線的方向圖呈錐形。某些雷達設備中主波束的可能在的1或2度到15至20度之間變化。

拋物面天線的輻射方向圖包括一個沿傳播軸方向的主瓣和幾個小的副瓣。在前一章的圖3和圖4中，這種類型的反射器可以產生非常窄的波束。

拋物面反射器天線的增益G為：

這是一個近似的公式，但在大多數情況下給出了一個很好的指示，同時注意增益會被回波函數修正。

4.1扇形波束天線

扇形波束天線是一種定向天線，其產生的主瓣在一個維度上具有窄波束寬度，在另一個維度上具有寬波束寬度。這種模式可以通過採用拋物面的非對稱部分，如用截斷的拋物面反射器，由於反射鏡在垂直面上窄，在水平面上寬，因此產生了垂直面上寬，水平面上窄的光束。

圖12 扇形波束方向圖 a)側視 b)正視

圖13 截斷拋物面反射器

這種天線系統一般用於測高設備中(如果反射面旋轉90度)，由於反射面在水平面上窄，在垂直面上寬，所以產生的波束在水平面上寬，在垂直面上窄。在外形上，測高雷達波束為水平扇形波束，如圖14所示。輻射面並不是安裝在天線的中間，而是像商業衛星的接收機碟形天線一樣側向安裝。這種天線被稱為偏置天線。

4.2偏置天線

與饋電喇叭有關的一個問題是，如果饋電喇叭在波束的路徑上，它會產生陰影。陰影是饋電喇叭正前方的一個死點。通常，饋電喇叭會阻礙接收拋物面天線反射器的回波。

為了解決這一問題，輻射器可以從中心偏移，在偏置天線中，因為回波在給的路徑之外，所以不會因為孔徑堵塞而導致方向圖惡化。喇叭口面向上對著拋物線的軸線，且拋物線的下半部分被移除。這樣導致是拋物線變短，焦距變大。

圖 14 使用偏置天線形成扇形波束的高度探測器

因此，饋電喇叭位置離反射器更遠，需要更大的方向性，以避免溢出能量。因此，這種設計需要更大的喇叭，通常建設更加困難和昂貴。

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