便携站及动中通信天线技术研究+文献综述(5)
3.1.4 天线驻波系数
驻波系数是天线重要指标，表征了天线和馈线的匹配情况。电压驻波比与天线反射损耗有着如下的对应关系[ ]
(3.3)
由公式可知，天线的电压驻波比是始终大于 1 的正值。工程应用中，电压驻波比值小于 2 的天线一般是可以使用的。特殊情况下，1.5，1.2 的驻波比要求也常见。1.2 的电压驻波比相当于 99%以上的信号被传输，不到 1%的信号被反射回源端。
3.2卡塞格伦天线
3.2.1卡塞格伦天线的组成
在卡塞格伦光学望远镜的结构启发下，标准卡塞格伦天线由三个部分组成。主反射面是一个旋转抛物面；副反射面是一个旋转双曲面，并用2~4根支撑杆把它固定在抛物面上；馈源一般采用各种形式的喇叭。整个天线系统的相对位置的剖面示意图如图3-1所示。图中的双曲面有两个焦点：其凹面所对的焦点 与抛物面的焦点重合；凸面朝向抛物面和喇叭的口径，喇叭的相位中心被置于凸面所对的焦点 。 和 分别称为天线的实焦点（远焦点）和虚焦点（近焦点）[ ]。
图3-1 卡塞格伦天线的组成示意图
抛物面的焦轴（连接其顶点 和焦点 的直线）通过 点和双曲面的顶点 ，并与抛物面口径、喇叭口径相垂直。抛物面和双曲面由对应的抛物线和双曲线绕焦轴旋转180°形成。主、副反射面形状的轴对称性，加上副反射面通常位于喇叭的远区，要求喇叭应辐射方向图呈轴对称的球面波，使天线具有轴对称的性能，整个卡塞格伦系统的对称轴就是焦轴 。据此，在分析天线性能时，只要研究含轴平面内的任一截面就可以了。
为了方便，常简称主、副反射面为主面（主镜）、副面（副镜），简称卡塞格伦天线为卡式天线[ ]。
3.2.2 卡塞格伦天线的工作原理
卡式天线的工作原理和抛物面天线的相似。抛物面天线利用了抛物面的反射特性，因此由主焦馈源发射的球面波前经抛物面反射后，转变为抛物面口径上的平面波前，从而使抛物面天线具有锐波束、高增益的性能。
卡式天线在结构上多了一个双曲副面。由馈源发出的球面波前首先遇到双曲面的发射。如图3-1，从 点发出的入射线经双曲面和抛物面依次反射后，到达抛物面口径上各点的波程都相等。因而相心在 点的馈源所辐射的球面波前，必将在主面口径上变为平面波前，呈现同相场，使卡式天线同样具有锐波束、高增益的性能。
接收状态正好相反，外来平面波前经抛物面和双曲面依次反射后，各射线都汇聚在 点，外来电波能量进入馈源[ ]。
卡式天线的馈源放在抛物面的顶点附近，有利于在馈源后面紧接高频和差器以用作单脉冲天线，也有利于在馈源后面安放冷参数接收装置以用作低噪声天线。这样不仅使结构合理，而且连接馈线较短，可以减小由于传输中的幅度和相位不平衡所引起的单脉冲雷达的测角误差，降低由馈线损耗产生的噪声温度。
3.3相控阵天线
相控阵天线由许多固定的天线单元组成，这些单元相干馈电，并在每个单元上用可变相位或时延控制使波束扫描到空间给定的角度上[ ]。有时，为了使方向图赋形，还需采取幅度控制[ ]。阵列有时还用来代替固定的口径天线（反射面、透镜），因为多个单元可使辐射方向图的控制更加精密，从而能得到更低的副瓣或更精细的方向图赋形[ ]。然而，使用阵列天线的主要原因在于能够产生一个电控的可重新定位（扫描）的方向性波束[ ]。
3.3.1 阵列天线的基本公式