www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Антена тип Касегрейн

Фигура 1: Принцип на действие на антената тип Касегрен

Фигура 1: Принцип на действие на антената тип Касегрен

Антена тип Касегрейн

Касегрейновите антени са антени, конструирани в стила на едноименния огледален телескоп.

Сиер Гийом Касегрейн (Sieur Guillaume Cassegrain) е френски скулптор, който изобретява вид огледален телескоп. Телескопът на Касегрейн се състои от основно (първично) и вторично отразяващо огледало. В традиционния огледален телескоп светлината се отразява от основното огледало и с помощта на плоско огледало, разположено във фокуса на основното огледало, се отвежда навън към окуляра на наблюдателя. В телескопа Касегрейн има отвор в главното огледало. Светлината, която влиза в апертурата на първичното огледало, се отразява в обратна посока към вторичното огледало. Наблюдателят наблюдава образа на вторичното огледало през отвора на първичното огледало.

Фигура 2: Касегренова антена, използвана в радара за управление на огъня

Фигура 2: Касегренова антена, използвана в радара за управление на огъня

Използвана в телекомуникациите и радарните системи, антената на Касегрен е антена, при която осветител се поставя върху или близо до повърхността на вдлъбнато параболично основно огледало и се насочва към изпъкнал хиперболичен подрефлектор (вторично огледало). И двата рефлектора имат общ фокус. Енергията от облъчвателя (обикновено рупор) постъпва във вторичния рефлектор, който я отразява обратно към основния рефлектор, който формира желания лъч в права посока.

Предимства:
  • По-лесен монтаж на осветителя и по-компактна геометрия на антената;
  • Осигуряват се по-ниски загуби, тъй като приемникът може да се постави в непосредствена близост до рупора.
Недостатъци:
  • Вторичното огледало се монтира с помощта на стойки (скоби). Скобите и самото вторично огледало са пречка за лъчите, идващи от основния рефлектор в най-ефективната посока.

кръгла
наляво
правая
круговая
кръгла
надясно
линейно вертикално

Фигура 3: Принцип на преобразуване на поляризационната равнина

кръгла наляво
кръгла надясно
линейно-
хоризон-
тално
линейно вертикално

Фигура 3: Принцип на преобразуване на поляризационната равнина

Възможно е да се избегне отрицателното влияние на засенчването на основния рефлектор от вторичния рефлектор и неговите монтажни елементи. Подходящо решение е приложено например в антената на проследяващия радар SkyGuard, произвеждан от Oerlikon/Contraves AG. Субрефлекторът отразява само хоризонтално поляризирани вълни и позволява преминаването на вертикално поляризирани вълни. Основното огледало отразява всички вълни с всякаква поляризация. Тази система използва плосък рефлектор пред главното огледало вместо хиперболичен вторичен рефлектор. Плоският рефлектор има два слоя: първият е с прорези или жици, наклонени под ъгъл 45º спрямо равнината на поляризация (поляризационен преобразувател), а вторият - с хоризонтално ориентирана метална мрежа (поляризационен филтър).

Сондиращият импулс се излъчва от рупора, например под формата на вълна с лява кръгова поляризация. След като премине през първия слой, поляризацията на вълната се преобразува в линейна хоризонтална поляризация. Вълна с тази поляризация ще се отрази от поляризационния филтър. След това вълната отново преминава през поляризационния преобразувател, но вече в обратна посока. По този начин плоскостта на поляризация се обръща с 90º и вълната с лява кръгова поляризация попада върху основния параболичен отражател.

Фигура 4: Радарни антени на ЗРК 9K33 «Оса»

Фигура 4: Радарни антени на ЗРК 9K33 «Оса»

Посоката на въртене на вектора на поляризационната вълна се променя от ляво на дясно, докато тя се отразява от металния рефлектор. След третото преминаване през поляризационния преобразувател поляризацията на вълната става линейно вертикална. Вълната с тази поляризация преминава свободно през поляризационния филтър и се излъчва към целта. В режим на приемане вълната се движи в обратен ред.

Преобразуването на поляризационната равнина се осъществява и в антената на станцията за следене на цели и антените на станциите за наблюдение на ракети от зенитно-ракетната система 9К33 «Оса» (по класификацията на НАТО — SA-8 «Gecko»).