抛物面天线

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抛物面天线由旋转抛物面和辐射源（馈源）两部分组成，其结构类似于探照灯，它是利用放置在抛物面焦点处的辐射源发射出的球面波，经抛物面反射形成定向的平面波束射向空间。图（a）为抛物面天线的结构图。根据几何学原理，其工作原理如下：

抛物面的方程可由下式表示

式中 f ——焦距，即焦点F到抛物面顶点的距离。

由于旋转抛物面具有对称性，因此我们只需研究平面内的情况，此时下式可写成抛物线方程。

它可用图（b）表示。假设P为抛物线上的任意一点，过P点作平行Z轴的直线，过焦点F作平行于X轴的直线，两者交于M点。作P点处法线PS，则PS与PM的夹角为θ1，PF与OF的夹角为θ0。只要证明θ0＝2θ1 ，即FP与PS之间的夹角也为θ1，就可以得出PM为FP的反射线。

抛物线上P点处的斜率为

即

亦即

根据三角函数关系有

由图中可知

由此可以得出

θ0=2θ1

根据这一结果可以得出，PM即为FP的反射线。进一步推算有

则

也就是说

长与P点的位置无关，这说明MF平面是一个等相位面。因此抛物面天线发射出的电磁波在方向是一个平面波。

通过以上的分析可以得出，当信号的辐射源位于抛物面天线的焦点上时，有辐射器发射的电磁波经抛物面反射后产生一个高方向性的波束。旋转抛物面天线具有两个非常重要的特性：（1）由焦点发出的电磁波经抛物面反射后，传播方向与轴线平行；反之，平行于轴线的电磁波经抛物面反射后会聚于焦点。（2）由焦点发出的电磁波经抛物面反射后，到达抛物面天线口径平面及其任一平行面时，所有射线行程相等，即焦点发出的球面波经抛物面反射后转换为平面波，反之亦然。实际中，卫星天线普遍采用旋转抛物面天线。