偏饋天線分析介紹

偏饋天線是相對于正饋天線而言，是指偏饋天線的饋源和高頻頭的安裝位置不在與天線中心切面垂直且過天線中心的直線上。因此，就沒有所謂饋源陰影的影響，在天線面積，加工精度，接收頻率相同的前提下，偏饋天線的增益大于正饋天線。 但無論正饋天線，還是偏饋天線，它們都是旋轉拋物面的截面，只是截取的位置不同而已。

偏饋天線是相對于正饋天線而言，是指偏饋天線的饋源和高頻頭的安裝位置不在與天線中心切面垂直且過天線中心的直線上。因此，就沒有所謂饋源陰影的影響，在天線面積，加工精度，接收頻率相同的前提下，偏饋天線的增益大于正饋天線。

但無論正饋天線，還是偏饋天線，它們都是旋轉拋物面的截面，只是截取的位置不同而已。正饋天線是旋轉拋物面被與旋轉拋物面旋轉軸同心的圓柱面截得的那部分曲面，偏饋天線則是旋轉拋物面被與旋轉拋物面旋轉軸不同心的圓柱面截得的那部分曲面。

此外，正饋天線和偏饋天線的饋源和高頻頭的安裝位置必定在旋轉拋物面的焦點上。這是由旋轉拋物面的特性所決定的。即當旋轉拋物面的旋轉軸指向衛星時，電波經拋物面反射后會聚于焦點，且行程相等，在此給出這個結論的數學證明，設有旋轉拋物面

Y2+Z2=4fX，旋轉拋物面的旋轉軸即X軸指向衛星，衛星在空間直角坐標系中的坐標為（a，0，0），由于a的數值非常大，可以認為電波的入射方向與 X軸平行。不失一般性，以曲面同 XOY 平面相交的曲線 Y2=4fX 為例，如圖3 所示。在此曲線上任取一點A（X1，Y1），則衛星電波經 A 點反射后到焦點的行程 L=AF+AC，即，

L=a-X1+［Y12+（X1-f ）2］1/2

= a-X1+［4fX1+X12-2X1f+f2］1/2

= a-X1+［X12+2X1f+f2］1/2

= a-X1+X1+f

= a+f

可見，從衛星發射的電波經拋物面任一點反射后再到焦點的行程是一個定值。由此還可以看到，有關“只有當焦距與天線口徑之比，即f/D=1/4時，從衛星發射的電波經拋物面任一點反射后再到焦點的行程才是一個定值”的說法是一個錯誤的概念。但f/D 是設計天線的一個重要參數，在饋源已經確定的前提下，若 f/D的值過大，會造成天線后面的環境噪聲進入饋源；若 f/D 的值過小，則導致天線邊緣反射的電波進入不了饋源，降低天線的有效面積，如圖4所示。

偏饋天線作為旋轉拋物面的一個截面，也一定服從上述結論。因此，當旋轉拋物面的旋轉軸指向衛星時，電波經偏饋天線反射后，一定會聚于焦點，且電波行程相等，由于電波行程相等，因而到達饋源的電波都是同相的，使進入波導的電波振幅加大，從而起到了能量會聚的作用。

基于這樣的原理，后來發展出一種多焦距的板式天線，但由于這種天線有帶寬的限制，應用不廣。它的工作原理將在以后的文章中給予介紹。

今天，由于生產工藝的提高和產量的增加，雖然一個偏饋天線價格占整個接收系統的比重已愈來愈小，但在整個接收系統中卻起著關鍵的作用，因此，正確地認識它的工作原理，對科學地“發燒”有積極的指導意義。

目前，市場上偏饋天線的品牌有很多，大多數產品可能由于廠家原因缺少比較全面的使用，安裝說明，因此也沒有提供廣大愛好者關心的一個參數，焦距。由于不同生產廠生產的天線，其參數不盡一致，故在此給出通過測量，計算偏饋天線焦距的一個方法。

首先，測量偏饋天線長軸與天線外沿的兩個交點 A、B 到饋源 F 的距離AF、BF，再測量 AB 的長度；

其次，將 AF、BF 代入方程組：

{AF = AFcosθ+2fBF = BFcos（θ+△θ）+2f

式中，△θ= arccos［（AF2+BF2-AB2）/2AF*BF］

最后，解此方程組，所求得的結果 f，即為天線焦距