反射器天线的历史

反射面天线的出现是天线工作频率不断提高的结果。早期天线的工作频段是短波和超短波,波长尺度很大,不能像光一样反射和汇聚。因此,天线的主要形式是线天线,这也是“天线”一词的历史来源。但随着技术的进步,特别是两次世界大战后,军事需求极大地推动了人类频率空间的发展,进入了微波频段(300MHz ~ 3000GHz)。微波的波长在1米以下,散射特性接近于光,因此将光学领域早已成熟的反射面技术应用于微波频段。

在光学领域,牛顿望远镜(又称反射式望远镜)是人们最早掌握的技术,之后又掌握了卡塞格林、格里高利等几种典型的反射式望远镜技术。这些技术本质上是通过增加辐射孔径来获得高角度分辨率,后来被用于天线领域。最简单的反射面天线类似于牛顿望远镜,将馈源放在抛物面的焦点上,形成高增益的定向波束。卡塞格林和格雷戈里反射器系统用于天线,成为两种主要类型的双反射器天线。

反射面天线的广泛应用不仅得益于频率的不断提高,还得益于馈电技术的进步。反射面天线的馈源是一个低增益天线。早期一般使用线状天线,比如半波振荡器。但这种天线作为馈源,由于方向性弱,能量泄漏多,无法提高反射面天线的效率。使用喇叭天线(也是“口径天线”的一种)作为馈源可以提供更好的照射,尤其是1960 s之后出现的波纹喇叭天线技术,大大提高了反射面天线的效率,也拓展了反射面天线的应用领域,成为获得高增益的主要途径。