卡賽格倫天線由反射面系統(tǒng)和一個(gè)照射器組成, 反射面系統(tǒng)包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)拋物面 (簡稱主面)與一個(gè)旋轉(zhuǎn)雙曲面 (簡稱副面),雙曲面有兩焦點(diǎn): 一個(gè)焦點(diǎn) F1(稱為虛焦點(diǎn))與主 面焦點(diǎn) F重合;另一個(gè)焦點(diǎn) F2(稱 為實(shí)焦點(diǎn)),照射器就放置于該 F2處。這種天線是把照射器輻射的 球面波,經(jīng)副面和主面兩次反射后, 最終以平面波沿天線軸輻射出去。
卡塞格倫天線的原理如圖所示,當(dāng)輻射器位于旋轉(zhuǎn)雙曲面的實(shí)焦點(diǎn)F1處時(shí),由F1發(fā)出的射線經(jīng)過雙曲面反射后的射線,就相當(dāng)于由雙曲面的虛焦點(diǎn)直接發(fā)射出的射線。因此只要是雙曲面的虛焦點(diǎn)與拋物面的焦點(diǎn)相重合,就可使副反射面反射到主反射面上的射線被拋物面反射成平面波輻射出去。
卡塞格倫天線相對(duì)于拋物面天線來講,它將饋源的輻射方式由拋物面的前饋方式改變?yōu)楹箴伔绞,這使天線的結(jié)構(gòu)較為緊湊,制作起來也比較方便。另外卡塞格倫天線可等效為具有長焦距的拋物面天線,而這種長焦距可以使天線從焦點(diǎn)至口面各點(diǎn)的距離接近于常數(shù),因而空間衰耗對(duì)饋電器輻射的影響要小,使得卡塞格倫天線的效率比標(biāo)準(zhǔn)拋物面天線要高。
卡賽格倫天線與普通拋物面天線相比,其主要優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)因?yàn)橛懈泵婧椭髅鎯蓚(gè)的先后反射,便于設(shè)計(jì)得使主面 口面場分布最佳化,以提高口面利用系數(shù),改善天線增益。
。2)由于照射器是放置在靠近主面頂點(diǎn)處,可方便地從主面 后面伸出,大大縮短了饋線長度,不僅使得結(jié)構(gòu)緊湊,而且使得 接收機(jī)高頻部分可以直接放在主面后面成為可能,這在低噪聲系 統(tǒng)中有重要意義;
(3)由于雙鏡面天線用短焦距拋物面實(shí)現(xiàn)了長焦距拋物面的 性能,所以卡賽格倫天線能以縮短了的天線縱向尺寸,去解決存 在于單鏡面天線中的焦距大時(shí)性能好但結(jié)構(gòu)復(fù)雜的矛盾;
。4)由于雙曲面反射是擴(kuò)散型的,所以,雙鏡面系統(tǒng)中,返 回饋源的能量較單鏡面天線要小,從而減弱了對(duì)饋源匹配的影響。