偏饋天線簡(jiǎn)介
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但無論正饋天線，還是偏饋天線，它們都是旋轉(zhuǎn)拋物面的截面，只是截取的位置不同而已。正饋天線是旋轉(zhuǎn)拋物面被與旋轉(zhuǎn)拋物面旋轉(zhuǎn)軸同心的圓柱面截得的那部分曲面，偏饋天線則是旋轉(zhuǎn)拋物面被與旋轉(zhuǎn)拋物面旋轉(zhuǎn)軸不同心的圓柱面截得的那部分曲面，如圖1、圖2
所示。
此外，正饋天線和偏饋天線的饋源和高頻頭的安裝位置必定在旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點(diǎn)上。這是由旋轉(zhuǎn)拋物面的特性所決定的。即當(dāng)旋轉(zhuǎn)拋物面的旋轉(zhuǎn)軸指向衛(wèi)星時(shí)，電波經(jīng)拋物面反射后會(huì)聚于焦點(diǎn)，且行程相等，在此給出這個(gè)結(jié)論的數(shù)學(xué)證明，設(shè)有旋轉(zhuǎn)拋物面Y2+Z2=4fX，旋轉(zhuǎn)拋物面的旋轉(zhuǎn)軸即X軸指向衛(wèi)星，衛(wèi)星在空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（a,0,0），由于a的數(shù)值非常大，可以認(rèn)為電波的入射方向與 X軸平行。不失一般性，以曲面同 XOY 平面相交的曲線 Y2=4fX 為例，如圖3 所示。在此曲線上任取一點(diǎn)A（X1,Y1），則衛(wèi)星電波經(jīng) A 點(diǎn)反射后到焦點(diǎn)的行程 L=AF+AC，即，
L=a-X1+[Y12+(X1-f )2]1/2
= a-X1+[4fX1+X12-2X1f+f2]1/2
= a-X1+[X12+2X1f+f2]1/2
= a-X1+X1+f
= a+f
可見，從衛(wèi)星發(fā)射的電波經(jīng)拋物面任一點(diǎn)反射后再到焦點(diǎn)的行程是一個(gè)定值。由此還可以看到，有關(guān)“只有當(dāng)焦距與天線口徑之比，即f/D=1/4時(shí)，從衛(wèi)星發(fā)射的電波經(jīng)拋物面任一點(diǎn)反射后再到焦點(diǎn)的行程才是一個(gè)定值”的說法是一個(gè)錯(cuò)誤的概念。但f/D 是設(shè)計(jì)天線的一個(gè)重要參數(shù)，在饋源已經(jīng)確定的前提下，若 f/D的值過大，會(huì)造成天線后面的環(huán)境噪聲進(jìn)入饋源；若 f/D 的值過小，則導(dǎo)致天線邊緣反射的電波進(jìn)入不了饋源，降低天線的有效面積，如圖4
所示。
偏饋天線作為旋轉(zhuǎn)拋物面的一個(gè)截面，也一定服從上述結(jié)論。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)拋物面的旋轉(zhuǎn)軸指向衛(wèi)星時(shí)，電波經(jīng)偏饋天線反射后，一定會(huì)聚于焦點(diǎn)，且電波行程相等，由于電波行程相等，因而到達(dá)饋源的電波都是同相的，使進(jìn)入波導(dǎo)的電波振幅加大，從而起到了能量會(huì)聚的作用。
基于這樣的原理，后來發(fā)展出一種多焦距的板式天線，但由于這種天線有帶寬的限制，應(yīng)用不廣。它的工作原理將在以后的文章中給予介紹。
今天，由于生產(chǎn)工藝的提高和產(chǎn)量的增加，雖然一個(gè)偏饋天線價(jià)格占整個(gè)接收系統(tǒng)的比重已愈來愈小，但在整個(gè)接收系統(tǒng)中卻起著關(guān)鍵的作用，因此，正確地認(rèn)識(shí)它的工作原理，對(duì)科學(xué)地“發(fā)燒”有積極的指導(dǎo)意義。
目前，市場(chǎng)上偏饋天線的品牌有很多，大多數(shù)產(chǎn)品可能由于廠家原因缺少比較全面的使用，安裝說明，因此也沒有提供廣大愛好者關(guān)心的一個(gè)參數(shù)，焦距。由于不同生產(chǎn)廠生產(chǎn)的天線，其參數(shù)不盡一致，故在此給出通過測(cè)量，計(jì)算偏饋天線焦距的一個(gè)方法。
首先，測(cè)量偏饋天線長(zhǎng)軸與天線外沿的兩個(gè)交點(diǎn) A、B 到饋源 F 的距離AF、BF，再測(cè)量 AB 的長(zhǎng)度； 其次，將 AF、BF 代入方程組：
{AF = AFcosθ+2fBF = BFcos(θ+△θ)+2f
式中，△θ= arccos[(AF2+BF2-AB2)/2AF*BF]
最后，解此方程組，所求得的結(jié)果 f，即為天線焦距
評(píng)論