天线基本知识及应用--天馈系统和极化问题

天馈系统除了保证足够高的增益和尽可能低的天线噪声，将接收到的微弱电波有效地馈给高频头的低噪声放大器外，还应提供正确的天线指向和极化方式。另外，天线系统要具有足够高的承受风荷的能力。

一 天线的类型

天线分旋转极化天线和非旋转极化天线。旋转极化天线有螺旋线天线和抛物面天线两种。后者又有两种基本形式，一种称为主焦点抛物面天线，它只有一个

此外，还有平板天线和环焦天线等，前者使用轻便，适合家庭接收用；后者减小了天线旁瓣，提高了接收效率。为了灵活地接收不同卫星上的电视节目，还生产出一种电动极轴天线。该天线除了原有的天线、馈源外，还设有电动机减速传动天线机构和微机控制的天线控制器。

有些有线电视系统采用多焦点抛物面天线，用一个固定天线同时接收多颗卫星的电视信号。这种天线装有多个馈源，可以形成多个波束，每个馈源分别接收来自不同卫星的信号。其反射器使用变形的球面或抛物面，例如用球面上截取的矩形，或用两种曲线构成反射器，水平方向是园弧，垂直方向是抛物线的一部分。

大型卫星通信站的抛物面天线直径为15~30m，中型为4~10m，家用直播卫星电视Ku频段接收天线可小至0.5m。目前我国C频段卫星电视接收站多用1.5~3m天线，Ku波段用0.75~1.5m天线。随着天线、馈源的效率和性能的提高，以及低噪声放大器噪声温度的降低，天线直径可减小。

二 天线的馈源系统

馈源是天线的心脏，它用作高增益聚集天线的初级辐射器，为抛物面天线提供有效的照射。

(1)有合适的方向图。馈源初级方向图不能太窄，否则抛物面不能被全部照射；但也不能太宽，以免功率泄漏过多。另外，初级方向图应接近于旋转对称，最好没有旁瓣和尾瓣。

(2)有理想的波前。圆抛物面天线要求馈源的波前为球面，以确保该相位中心与焦点重合时抛物面口径场的相位均匀分布。否则，会引起天线方向图畸变、增益下降、旁瓣升高。

(3)无交叉极化。即无干扰主极化的交叉分量，要求馈源辐射场的交叉化分量尽可能小。

(4)阻抗变化平稳。要求在工作频段内，馈源的输入阻抗不应变化过大，以保证和馈线匹配。

(5)尺寸尽量小。完整的馈源系统主要由馈源喇叭、90°移相器和圆矩变换器几部分组成。馈源按使用的方式可分为前馈馈源和后馈馈源。按卫星频段可分为C频段馈源和Ku频段馈源；目前已开发出C和Ku频段的共用馈源。前馈馈源一般应用于普通的抛物面天线，后馈馈源一般应用于卡塞格伦天线。

抛物面天线常用馈源形式有角锥喇叭、圆锥喇叭、开口波导和波纹喇叭等。前馈馈源中使用最多的是波纹槽馈源；再有一种叫带扼流槽的同轴波导馈源。后馈馈源喇叭常用的是介质加载型喇叭，它是在普通圆锥喇叭里面加上一段聚四氟乙烯衬套构成的。偏馈天线要选用偏馈馈源，偏馈馈源盘的波纹呈漏斗状，而正馈馈源的波纹盘为水平状。