Антената на Касегрейн е двурефлекторна антена с основен рефлектор ротационен параболоид и допълнителен рефлектор ротационен хиперболоид.Д. Д. Дамянов – Антенни устройства, Военно издателство, София, 1978 г.Михайлов М. А. – Специализирани антени, Шумен, 2001 г.

Устройство и принцип на работа Единият от фокусите на хиперболоида съвпада с фокуса на параболоида, а другият – с фазовия център на облъчвателя, разположен най-често във върха на основния рефлектор и насочен към спомагателния рефлектор. Отразените вълни от хиперболоида падат върху параболоида и от него се отразяват в желаната посока. При такава конструкция на двурефлекторната антенна система посоката на двукратно отразените лъчи от малкия и големия рефлектор е както при разполагане на облъчвателя във фокуса на големия рефлектор – успоредни по фокалната ос (фиг. 2, III ред).

Аналогично, при приемане (фиг. 3) лъчите се отразяват от основния рефлектор М1 към фокуса му, срещат спомагателния рефлектор М2, който има същия фокус и ги отразява към другия си фокус F, където се събират фокусирани в облъчвателя (в случая като приемна антена).

Първоначалната конструкция на такъв телескоп, както е отбелязано в Енциклопедия Британика, е изобретен през 1672 г. от френския астроном Лоран Касегрейн, който работил върху усъвършенстването на класическия телескоп на Нютон. Оттогава телескопите с двойно огледало се наричат ​​телескопи Касегрейн и това наименование е разширено до антени с подобна конструкция на отражателя.Encyclopedia Britanica, „Cassegrain reflector“.

Предимства Антената на Касегрейн имат предимството на многорефлекторните антени по-малки размери, загуби на мощност и нисък шум, защото облъчвателят не е във фокуса на основния рефлектор, а във върха му, което значително намалява дължината на фидерната линия, свързваща антената с предавателя и приемника. Това е особено важно при необходимост от висок коефициент на усилване, постижим при големи размери на антената, включващи и фокусното разстояние. Ако за целта се използва обикновена огледална антена (фиг. 2 – I, II ред), необходимостта от разполагането на облъчвателя в отдалечения фокус на рефлектора би удължила значително фидерния тракт с недопустимо увеличаване на загубите на мощност.

Важни предимства на двурефлекторната антена на Касегрейн са голямото зрително поле на антената поради фокусното разстояние на малкия рефлектор и значителните допуски за разположението на облъчвателя, което допринася за появата на разнообразни конструкции на антени. В миналото опорите на рефлекторите не са били дълги, така че извитата повърхност на главното огледало е била увеличена и фокусът е бил близо до основната огледална повърхност за сметка на зрителното поле.

Освен това възможността за възвратно постъпателно секторно завъртане на малкия рефлектор около фокуса му дава възможност антената да бъде конструирана за сканиране в широки граници.

Недостатъци Недостатък на тази антена е, че захранващият(ите) рупор(и) /облъчвателят/ трябва да имат по-тясна ширина на лъча (по-високо усилване), за да фокусират лъчението си върху по-малкия вторичен рефлектор, вместо върху по-широкия първичен рефлектор, както е при антените с предно захранване. Ъгловата ширина, която вторичният рефлектор обхваща от излъчването на захранващия рупор, обикновено е 10–15°, за разлика от 120–180°, които обхваща основният рефлектор при класическата огледална антена с директно облъчване. Следователно, захранващият рупор трябва да е по-дълъг за дадена дължина на вълната.

Освен това спомагателният рефлектор засенчва основния, поглъщайки излъчването от централната му част. Това намалява ефективната площ на антената и коефициента на усилване.

Антена Касегрейн с вълноводен перископ

Антената с вълноводен перископ е вид сложна антена на Касегрейн с дълъг път на радиовълните, който преминава през перископ, съставен от рефлектори във вълноводи (фиг. 4). Лъчите от входящите радиовълни, събрани от големия първичен рефлектор, се отразяват от вторичния рефлектор към система от допълнителни огледала, образуващи вълноводен перископ, по дълъг зигзагообразен път, извиващ се през осите на алт-азимутална монтировкаАлт-азимуталната монтировка е монтировка на телескоп, която има вертикална и хоризонтална ос на въртене, позволявайки на телескопа да се завърта по височина (алт) и азимут и да се насочва към желаната точка на небесната сфера., което позволява разполагането на захранващата електроника на нивото на земята. Така антената може да се управлява без прекъсване на лъча и да се спусне през антенната кула до сграда за захранване на нивото на земята. Използва се в много големи управляеми радиотелескопи и наземни сателитни антени с висок коефициент на усилване, където захранващата електроника е твърде сложна и обемиста или изисква твърде много поддръжка и промени, за да се разположи върху антената; например тези, които използват криогенно охлаждани усилватели и изискват често пълнене с течен азот.

Приложение Антената на Касегрейн е намерила приложение в антенни системи с обемисти или сложни захранвания, като например сателитни наземни антени и радиотелескопи. Тя е широко използван тип антена в комуникационните системи за милиметрови вълнови.

Често се използва за сателитна комуникация, която не позволява лека турбуленция на насочеността. Конструкцията с рупорно-параболичен облъчвател във върха на рефлектора, използвана в радиоастрономията, има коефициент на насочено действие 59 dB.

Поради високото си усилване и много тясната диаграма на насоченост, антената се употребява предимно за безжични комуникационни системи от точка до точка. Използват се също в радарни и сателитни комуникационни системи. Популярността на този тип антена се основава на икономически изчисления: с диаметър на първичния рефлектор, по-голям от 100 дължини на вълната, антената на Касегрейн е по-рентабилна за производство от много други видове антени.

Вижте също Антена на Грегори Рефлекторен телескоп

Външни препратки Проектиране на антени Касегрейн (англ.)

Източници

Категория:Антени