[拼音]:tianxian kuiyuan
[外文]:antenna feed
连续口径天线或天线阵的初级辐射器,如图1a中照射抛物反射面的喇叭辐射器和图1b中相控阵天线的喇叭辐射器等。常用的馈源型式除了喇叭天线外,还有带反射圆盘的振子、缝隙天线、螺旋天线、对数周期天线和返射天线等。
馈源是反射面天线或透镜天线等天线的一个重要组成部分。它的作用是将来自馈线的射频功率以电磁波的形式向反射面或透镜等辐射,使其在口径上产生合适的场分布,以形成所需的锐波束或赋形波束;同时使由反射面或透镜等边缘外漏溢的功率尽量小,以期实现尽量高的增益。以旋转抛物面天线(图1a)为例,对半张角为θm的抛物面,若要求获得高增益,应使馈源照射的功率经反射后在抛物面口径上形成均匀的分布,且只有小量的功率从抛物面边缘向外漏溢。为此,要求馈源的方向图主瓣宽度适当,不宜过宽或过窄,在θm方向的场强一般为轴向(θ=0)场强的1/3左右(即约-10分贝),并且馈源的旁瓣和背瓣应尽量小。同时,还要求馈源辐射的是球面波,以使经抛物面反射后转变为平面波。这就是说,馈源的相位方向图应为一球面。这个球面的中心称为相位中心。许多天线辐射的不是理想的球面波。这时要使在抛物面张角范围内的等相位面尽量接近于球面,这个球面的中心就是它的近似相位中心。此外,还要求馈源只辐射所需极化的波、与馈线匹配、能在给定的频带内保持优良的性能等,用作发射天线的馈源时还应有足够的功率容量。
一些特殊用途的天线对馈源还有特殊的要求。这时馈源往往连同传输线元件一起组成具有特定功能的馈源系统,例如单脉冲馈源系统(见单脉冲天线),多波束馈源系统(见多波束天线),频率扫描馈源系统(见频率扫描天线),频谱复用馈源系统和多频共用馈源系统等。
60年代以来,随着卫星通信、雷达和射电天文等技术的发展,出现了许多高效率馈源。这类馈源具有轴对称的振幅和相位方向图和低旁瓣(在-25甚至-30分贝以下),从而使采用它的反射面天线等实现高增益、低噪声和纯极化。这类新型馈源有:多模喇叭、介质环或介质棒加载喇叭、波纹喇叭,以及综合运用上述技术的复合式多模喇叭等(图2)。多模圆锥喇叭利用喇叭内截面半径或锥角的变化产生与主模TE11成适当比例的高次模(如TM11等),以便合成轴对称的喇叭方向图。介质环或介质棒加载喇叭利用加载效应来产生适当比例的高次模。波纹圆锥喇叭的喇叭壁是带有环形槽的波纹壁,当槽深约为1/4波长时,波纹壁等效导纳接近于零,在槽口处流入槽内的电流也接近为零。这样,在波纹壁上具有电和磁相同的边界条件,从而获得轴向对称的方向图。波纹喇叭虽然造价高,但方向图对称性好、旁瓣低、频带较宽,因而得到广泛应用。
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