【BA8AHF】如何让自己可刑可铐(一):整活向|背个抛物面天线,解锁可刑可铐新姿势

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当你想要引起注意并获得举报时,背个抛物面天线绝对是个可刑可拷的经典想法。作为火腿圈极具辨识度的硬件,抛物面天线的核心设计藏着电磁波传播的关键原理,其结构优化更是直接影响天线的实际性能,本文将从基础结构、工作原理入手,解析传统抛物面天线的缺陷及偏置式的优化逻辑,为这份“可刑可拷”的选择补上技术细节。

图1

抛物面天线的核心结构

我们常见的抛物面天线(俗称“锅”)核心由两部分组成:

  • 旋转抛物面(反射体):作为天线的核心反射结构,是形成定向波束的基础;
  • 馈源:位于抛物面的焦点位置,负责电磁波的发射或接收,是信号的核心收发端。

二者的位置匹配是抛物面天线正常工作的关键,馈源的相位中心需精准对准抛物面焦点,才能保证电磁波的传播与聚焦效果。

抛物面天线的工作原理:相位同步实现定向波束

抛物面天线能形成高指向性波束,核心依托抛物面的几何特性:从焦点处的馈源发出的球面波,在触碰反射面后,所有电磁波的物理路径长度到口径平面完全相等。

这一特性的核心作用是确保电磁波在口径平面上达到相位同步,从而将原本发散的球面波转化为高度集中的平面波,最终在远场形成指向性极强的窄波束,这也是抛物面天线具备高增益的核心原因。

核心增益计算公式

抛物面天线的增益是其核心性能指标,理论上增益与物理口径面积成正比,与工作波长的平方成反比,工程通用计算公式为:
G = η(πD / λ)²

  • 公式参数解析:D为反射面直径,λ为天线工作波长,η为口径效率
  • 口径效率工程范围:在实际工程应用中,由于馈源无法做到完全理想化,口径效率η通常在0.5~0.7间波动,其数值高低直接取决于馈源与抛物面的匹配度,即馈源相位中心是否精准对准焦点、照射函数是否匹配。

传统中心馈电结构的先天缺陷

传统抛物面天线采用中心馈电设计,虽结构简单,但存在无法避免的硬件缺陷:馈源及其固定的支撑架,正好位于反射波束的正前方。

这种物理遮挡会带来三重性能损耗,直接降低天线实际使用效果:

  1. 削弱主瓣能量,导致天线实际增益低于理论值;
  2. 引起旁瓣电平升高,天线的定向性变差;
  3. 底噪和外界干扰增加,信号收发的信噪比降低。

这一缺陷是中心馈电抛物面天线的固有问题,仅靠优化馈源或反射面精度无法彻底解决,因此偏置抛物面天线成为主流优化方案。

偏置抛物面天线:彻底消除中心遮挡的优化方案

偏置抛物面天线是对传统中心馈电结构的核心优化,其设计逻辑巧妙且直接:从一个完整的大型旋转抛物面上,截取一个偏离轴线的非对称区域作为天线的反射面,馈源依然精准放置在原完整抛物面的焦点位置。

这一设计让反射出的平行波束不再经过馈源及支撑架区域,彻底消除了中心遮挡问题,带来的实际性能提升体现在两方面:

  1. 避免了主瓣能量的遮挡损耗,减少了旁瓣电平升高的问题;
  2. 显著提升了天线的实际口径效率η,在反射面直径D相同的前提下,能获得比传统中心馈电抛物面天线更高的实际增益。

    图2
    图3

为了方便各位可以早日吃上公家饭,我们下次将继续讲解火腿圈更进阶的双反射器天线,解锁更多可刑可拷的硬件玩法。

图4

本文所有内容均参考自《天线理论》,对部分专业内容进行了科普性优化,如果您有任何指正或建议,请及时向作者反馈,谢谢!