用“准抛物面”体制做正馈天线

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用“准抛物面”体制做正馈天线

2008-07-09 20:07

众所周知，正馈天线都为抛物面，其目的是使来自卫星上的电磁波经它的反射，聚焦在馈源的开口处（抛物线的焦点）。好的天线之所以效率很高，是因为抛物面的精度相当高，使到达抛物面上每点的电磁波都能准确的反射到一点上（焦点）。在业余制做中是很难做到的。本文介绍的天线，也不例外。只作为业余制做的一种尝试，同时也为调整变了形的成品天线提供一些最基础的理论依据。

那么，什么是“准”抛物线呢？这里的“准”理解为“接近”。也就是说，选择的反射物，用肉眼看接近抛物面。本人选择的是930mm（20印）的铝质锅盖。其“准抛物面”的直径为830mm（制作完成后，经测量有效直径为700mm，相当于0.75m成品天线）。

材料已经选定，关键就是测量它的焦点了。笔者采用做图法来确定焦点（这是撰此文的目的所在）。 一、绘图法求焦点：

1、制作抛物线样板（如图1）

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将铝锅盖开口向上放平，找来一张大小合适的硬纸板（笔者选用的是文具商店有售的2mm厚的白板纸，尺寸为830×600mm），垂直放在铝锅盖内，使之通过铝锅盖的圆心。然后用剪刀按锅盖的“准抛物面”细心的剪出“准抛物线”样板，要求越精确越好，这是制作此类天线成功与否的第一关键。

2、确定大玄与焦轴（如图2）

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取下抛物线样板，在抛物线最大直径上用直尺画一条直线（下称大玄）。再在这条直线上画出垂直平分线，此垂直平分线就是焦点所在的轴线（下称焦轴）。将来组装调整时，高频头就在这条焦轴上进行前后微调，以达最佳接受效果。

3、确定相应数量的小玄、入射点及法线（如图3）

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根据平行光的反射原理“入射角与反射角以法线为轴线，大小相等，左

右对称”，沿抛物线样板的抛物线边缘，依此画出100mm（此数值越小，求出的焦点越精确）长的玄，再在这些玄上做垂直平分线作为法线。玄与法线的垂直交点，做为平行光的入射点。

理论上讲，应该做光在抛物线上的入射点的切线，再做通过切点的法线。做切线的难度较大，业余条件下很难作到准确无误，其方法就不予阐述了。以100mm玄的垂直平分点为光的入射点所生成的焦点，误差不是很大，可以忽略不计。

4、做经过各入射点光的入射线及反射线并求焦距（如图4）

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做垂直于大玄且通过各入射点的直线，用量角器测出入射角（光的入射线与法线的夹角），再做光的反射线，使反射角（光的反射线与法线的夹角）等于入射角。延长反射线，使之与焦轴相交。各反射线在焦轴上的交点密集处，既为此天线的焦点。测出焦点至“准抛物线”顶点（焦轴与抛物线样板边缘的交点）间的距离，就得到了焦距。记下数值，以后备用。

到此，焦点及焦距的确定完成。 二、天线的制做

1、选材

A、22印（直径930mm，准抛物面直径830mm，实测焦点所对应的有效直径700mm）铝锅盖一片

B、馈源支撑赶3根（适当长度且长度一致，误差越小越好）。笔者选用解放141汽车的气刹车铁管，其直径为12mm，每根长700mm。 C、1寸合页3个

D、内径12.5mm、外径20mm铁套3个（可车床加工） E、自制高频头夹具一个（车床加工） F、摩托车钢圈一个（制做底盘） G、1寸钢管一段（制做主支撑赶） H、直径12mm钢筋若干 I、螺丝若干

J、100 mm宽的槽钢200mm长一段，60×40mm方钢管180mm长一段，φ16丝杠300mm长一段，内径10mm外径20mm铁套20mm长 4个、60mm长2个、15mm长2个、30mm长1个、内径16.5mm外径25mm长20mm铁套1个，一端加工成φ21mm的φ25mm圆钢160mm长一段，构成仰角、方位角调整机构（见图5）

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2、制做与组装

具体的结构与安装见图6、图7。