Антена Кассегрена
Рисунок 1. Принцип роботи антени Кассегрена
Антена Кассегрена
Сьєр Гійом Кассегрен (Sieur Guillaume Cassegrain) був французьким скульптором, який винайшов форму дзеркального телескопа. Телескоп Кассегрена складається з головного (первинного) і вторинного відбиваючих дзеркал. В традиційному дзеркальному телескопі світло відбивається від головного дзеркала та за допомогою плаского дзеркала, розташованого в фокусі головного дзеркала, виводиться назовні до окуляра спостерігача. В телескопі Кассегрена в головному дзеркалі є отвір. Світло, що потрапляє в апертуру головного дзеркала, відбивається у зворотній бік, до вторинного дзеркала. Спостерігач через отвір в головному дзеркалі спостерігає зображення на вторинному дзеркалі.
Рисунок 2. Антена Кассегрена, що використовується в радіолокаторі управління вогнем
Рисунок 2. Антена Кассегрена, що використовується в радіолокаторі управління вогнем
Антена Кассегрена, що використовується в телекомунікаційних та радіолокаційних системах, являє собою антену, в якій опромінювач розміщується на поверхні увігнутого параболічного головного рефлектора або поблизу нього і направлений на опуклий гіперболічний субрефлектор (вторинне дзеркало). Обидва рефлектори мають спільний фокус. Енергія від опромінювача (як правило, рупорного) попадає на вторинний рефлектор, який відбиває її назад на головний рефлектор, що формує потрібний промінь в прямому напрямку.
Переваги:
- простіше встановлення опромінювача і компактніша геометрія антени;
- забезпечуються менші втрати, оскільки приймач може бути розміщений у безпосередній близькості від рупора.
Недоліки:
- вторинний рефлектор встановлюється за допомогою кріплень (кронштейнів). Кріплення й сам вторинний рефлектор є перешкодами для променів, що виходять від головного рефлектора у найбільш ефективному напрямку.
кругова
кругова
Рисунок 3. Принцип перетворення площини поляризації
кругова
тальна
Рисунок 3. Принцип перетворення площини поляризації
Існує можливість уникнути негативного впливу затінення головного рефлектора вторинним рефлектором та елементами його кріплення. Відповідне рішення реалізоване, наприклад, в антені радіолокатора супроводження SkyGuard виробництва компанії Oerlikon/Contraves AG. Субрефлектор відбиває тільки горизонтально поляризовані хвилі і пропускає крізь себе хвилі з вертикальною поляризацією. Головний рефлектор відбиває всі хвилі, з будь-якою поляризацією. В такій системі замість гіперболічного вторинного рефлектора використовується плоский рефлектор, розташований перед головним рефлектором. Плоский рефлектор має два шари: перший – з прорізями або проволоками, нахиленими під кутом 45º до площини поляризації (перетворювач поляризації), другий – з горизонтально орієнтованою металевою сіткою (поляризаційний фільтр).
Зондувальний імпульс випромінюється рупорним випромінювачем, наприклад, у вигляді хвилі з лівою круговою поляризацією. Після проходження першого шару поляризація хвилі перетворюється в лінійну горизонтальну поляризацію. Хвиля з такою поляризацією буде відбиватися від поляризаційного фільтру. Далі хвиля знов проходить крізь перетворювач поляризації, але тепер в протилежному напрямку. Це призводить до розвороту площини поляризації на 90º і хвиля з лівою круговою поляризацією падає на головний параболічний рефлектор.
Рисунок 4. Антени радіолокаційних станцій бойової машини ЗРК 9К33 «Оса»
При відбитті від металевого рефлектора напрямок обертання вектору поляризації хвилі змінюється з лівого на правий. Після проходження перетворювача поляризації в третій раз поляризація хвилі стає лінійною вертикальною. Хвиля з такою поляризацією вільно проходить крізь поляризаційний фільтр і випромінюється в напрямку цілі. В режимі приймання хвиля проходить шлях в зворотному порядку. При відбитті від металевого рефлектора напрямок обертання вектору поляризації хвилі змінюється з лівого на правий. Після проходження перетворювача поляризації в третій раз поляризація хвилі стає лінійною вертикальною. Хвиля з такою поляризацією вільно проходить крізь поляризаційний фільтр і випромінюється в напрямку цілі. В режимі приймання хвиля проходить шлях в зворотному порядку.
Перетворення площини поляризації реалізоване також в антені станції супроводження цілі і антенах станцій візування ракет бойової машини зенітного ракетного комплексу 9К33 «Оса» (за класифікацією НАТО – SA-8 «Gecko»).