衛星電視接收天線的饋源
說到衛星天線,就不得不提到衛星饋源(衛星集波器),在衛星電視接收天線中,衛星饋源作為天線的初級輻射器,是天線的心臟。其作用是對經反射面反射來的電磁波進行整理,使其極化方向一致。并進行阻抗變換,使饋源中由圓波導傳播的電磁波變換成高頻頭中由矩形波導傳播的電磁波,從而提高天線的效率。
根據天線結構的不同,饋源也分為兩大類:一類是前饋型饋源,適于普通前饋式拋物面天線使用,常用的前饋型饋源有環形槽饋源和單環槽饋源;另一類為后饋型饋源,適于卡塞格倫天線配套使用。常用的后饋型饋源有圓錐喇叭饋源、階梯喇叭饋源、變張角喇叭饋源和圓錐介質加載喇叭饋源等。
下面主要介紹環形槽前饋型饋源的結構。
環形槽饋源由帶環形槽的主波導、介質移相器和圓一矩波導變換器三部分構成,如下圖所示。主波導是直徑為(0.6~11lA(A為接收電波的波長)的一段圓波導,在其外端口配有一個有3~4圈環形槽的空心圓盤,稱為波導環(或稱扼流槽,我們稱之為饋源盤)。
介質移相器由移相介質片按一定方向插在圓波導中構成。介質移相器的7④5、天線的極化電磁波在空間傳播時。其電場矢量的瞬時取向稱為電磁波的極化方向。如果電磁波在傳播過程中由電場矢量描出的軌跡,沿電磁波傳播的方向看去可有線極化波、水平極化波、垂直極化波、斜極極化波、右旋圓極極化波、左旋極化波之分。
作用是,當傳輸電波經過介質片時。使電波產生一定的相移量,從而使電波完成極化的變換。
圓一矩波導變換器是由圓形波導向矩形波導過渡的過渡波導段,通過它完成電波的阻抗變換和模式轉換。
環形槽饋源是一種大張角喇叭。不同焦距口徑比(f/D)的天線,配用不同口徑的環形槽饋源,以提供不同的照射張角。這種饋源的優點是:結構簡單,加工容易,尺寸小,對電波遮擋小。由于現在的衛星節目大部分都是以線極化方式工作的。只有圓極化時才需要介質移相器的。
Ku波段的高頻頭大部分是一體化結構,它的波導環一般采用梯形多環式,并緊密固定在波導管周圍。Ku波段正饋源和偏饋源的區別就在于波紋槽的結構不同。C波段分體結構饋源的矩形波導管有一段在高頻頭上,天線振子內置在高頻頭上的矩形波導管內,其安裝位置如下圖所示。它的作用是將拋物面天線(實質上應該是天線的反射面)反射過來的電磁波聚焦到饋源內置天線上,并耦合到高頻頭的高放電路。
饋源中的天線振子屬于線性單諧振天線的對稱型半波天線。它的長度應該是接收電波波長的1/4左右。單極化饋源中有一個天線振子,雙極化饋源中有兩個相同但相互垂直,互成一90度角的天線振子。
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