卡塞格伦天线的工作原理

标准卡塞格伦天线的组成

标准卡塞格伦天线由主反射面、副反射面和馈源组成。为了获得聚焦特性，主反射面必须是旋转抛物面，副反射面是旋转双曲面，馈源可以是各种形式，但一般用喇叭作馈源，安装在主、副反射面之间，其相位中心应置于旋转双曲面的焦点上，双曲面的安装应使双曲面的虚焦点与抛物面的焦点重合，如图所示。

卡塞格伦天线整个就是一个轴对称结构。副反射面通常置于喇叭馈源的远区。如果喇叭辐射的球面波方向图是旋转对称的，侧卡式天线就具有轴对称性能。

卡塞格伦天线的工作原理

卡式天线的工作原理与抛物面天线的相似，抛物面天线利用抛物面的反射特性，使得由其焦点处的馈源发出的球面波前，经抛物面反射后转变为在抛物面口径上的平面波前，从而使抛物面天线具有锐波束、高增益的性能。

卡式天线在结构上多了一个双曲面。天线作发射时，由馈源喇叭发出的球面波首先由双曲面反射，然后再经主反射面(抛物面)反射出去。根据双曲面和抛物面的性质，由F'发出的任

意一条射线到达某一口径面的波程相等，即，则相位中心在F'处的馈源辐射的球面波前，必将在主反射面的口径上变为平面波前，呈现同相场，即S0面为等相位面，使卡式天线具有锐波束、高增益性能。

天线作接收时的过程正好相反，外来平面波前经主、副反射面反射之后，各射线都将汇聚到馈源所在点F'，由喇叭接收。

卡氏天线的优缺点：

优点：（1）馈线短（2）空间衰减SA小（3）减小漏溢（4）等效焦距长（3）设计灵活（7个参数）等

缺点：（1）副反射面的遮挡大，但对要求G很高的天线来说，主反射面很大的话，这个遮挡相对就小。（2）造价高。

卡塞格伦天线的几何参数

卡式天线的几何参数关系如图所示：

双曲面的四个参量：抛物面有三个参量：

(1) 双曲面直径(1) 抛物面直径dD

(2) 双曲面焦距fc (2) 抛物面焦距f

(3) 双曲面半张角ϕ0 (3) 半张角ψ0

(4) 双曲面顶点到抛物面焦点距离Lv

在这七个参量中，只有四个是独立的，其余三个可根据抛物面和双曲面的几何关系求出。主、副反射面的方程

在XYZ坐标系下，主反射面的曲面方程为：，副反射面的曲面方程为：

，其中，为双叶双曲面两个顶点距离的一半，e为离心率。