Проектирование однозеркальной параболической антенны (средняя рабочая частота – 10 ГГц, мощность бортового передатчика – 41 Вт)

параболический цилиндр), сферические зеркала, плоские и уголковые зеркала, зеркальные антенны специальной формы, двух и  многозеркальные антенны.

Зеркальная параболическая антенна состоит из металлической поверхности, выполненной в виде параболоида вращения и антенны облучателя, установленного в фокусе параболоида. Параболическая поверхность получается в результате вращения параболы с фокусом в точке F вокруг оси z.

Если в точку F поместить точечный источник электромагнитных волн, излучающий расходящийся пучок лучей, отражающихся от поверхности параболоида по законам геометрической оптики, то все отраженные лучи будут параллельны друг другу. Таким образом параболическая поверхность трансформирует сферическую волну в плоскую.

Формируемая зеркалом волна, вообще говоря, не является плоской, и диаграмму направленности антенны нельзя определить, исходя из представлений геометрической оптики. Однако на небольшом отрезке пути, от зеркала до поверхности его раскрыва, расходимостью лучей можно пренебречь, и поэтому эту поверхность можно считать плоской, синфазно возбужденной излучающей  поверхностью.

Облучатель параболического зеркала представляет собой небольшую слабонаправленную антенну, которая должна облучить всю внутреннюю поверхность раскрыва зеркала и по возможности не создавать поля, проходящего мимо зеркала. Таким образом, антенна в виде параболоида вращения благодаря своим геометрическим свойствам преобразует широкую диаграмму направленности облучателя в узкую диаграмму параболоида.

Диаграммы направленности реальных облучателей таковы, что не вся излученная облучателем энергия попадает на зеркало. Часть энергии облучателя проходит мимо зеркала, что увеличивает боковые лепестки диаграммы направленности зеркальной антенны.

Если при заданной форме зеркала (R₀/f=const) расширять диаграмму направленности облучателя, то облучение зеркала становится более равномерным (коэффициент использования поверхности (КИП) раскрыва зеркала растет), что ведет к росту  коэффициента направленного действия (КНД). Однако вместе с тем увеличивается доля энергии, проходящей мимо зеркала, что уменьшает КИП и КНД. При сужении диаграммы направленности облучателя возрастает неравномерность амплитудного распределения, при этом уменьшается КИП и КНД, но одновременно уменьшается переливание энергии через края зеркала, что вызывает увеличение КИП и КНД.

Два противоположно действующих на КНД антенны фактора при постоянном угле раскрыва зеркала и при изменяемой ширине диаграммы направленности облучателя определяют условие оптимального облучения зеркала, при котором КНД становится максимальным. Для большинства применяющихся на практике облучателей оптимальное условие облучение зеркала выполняется, если диаграмма направленности облучателя обеспечивает (с учетом разных расстояний от фокуса зеркала до его вершины и краев) уменьшение напряженности поля на краях