[科普中国]-后馈式天线

后馈式天线又称卡塞格伦天线，是一种在微波通信中常用的天线，它是从抛物面天线演变而来的。

简介如果在抛物面天线的正面再放一个反射面，将信号反射到锅后面（锅要在正中间挖一个洞放置馈源），就成了后馈式天线。

气象卫星和电视台由于对信号要求非常严格，也就是专业的需要，必须使用大型甚至巨型抛物面天线，许多天线比两层楼还高，如果采用正馈天线，安装馈源和高频头的时候，必须使用梯子，甚至采用吊臂车，但是这样调星就变成一件非常麻烦的事情，如果锅安装在高楼的顶层，采用梯子也是非常危险的作业方式，因此为了解决这个问题，后馈式天线就诞生了。因此只有大型卫星天线才有采用后馈式的必要。1

工作原理后馈式天线由三部分组成，即主反射器、副反射器和辐射源。其中主反射器为旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面。在结构上，双曲面的一个焦点与抛物面的焦点重合，双曲面焦轴与抛物面的焦轴重合，而辐射源位于双曲面的另一焦点上。它是由副反射器对辐射源发出的电磁波进行的一次反射，将电磁波反射到主反射器上，然后再经主反射器反射后获得 方向的平面波波束，以实现定向发射。

当辐射器位于旋转双曲面的实焦点F1处时，由F1发出的射线经过双曲面反射后的射线，就相当于由双曲面的虚焦点直接发射出的射线。因此只要是双曲面的虚焦点与抛物面的焦点相重合，就可使副反射面反射到主反射面上的射线被抛物面反射成平面波辐射出去。1

优点后馈式天线相对于抛物面天线来讲，它将馈源的辐射方式由抛物面的前馈方式改变为后馈方式，这使天线的结构较为紧凑，制作起来也比较方便。另外卡塞格伦天线可等效为具有长焦距的抛物面天线，而这种长焦距可以使天线从焦点至口面各点的距离接近于常数，因而空间衰耗对馈电器辐射的影响要小，使得卡塞格伦微波通信的效率比标准抛物面天线要高。

后馈式天线的主要优点有：·

（1）结构紧凑，馈电方便，又便于维修。

（2）由于利用了双反射面，抛物面的焦距变短，因此缩短了天线纵向尺寸。

（3）由于馈源对着天空，从而减小了地面反射噪声和地面干扰电波的进入，降低了外来噪声。但在降雨和降雪季节时，馈源中积水会影响波纹喇叭的辐射特性和交叉极化特性。因此，要及时排除积水，最好是罩一个塑料套加以保护。

（4）效率高。1

与前馈式的区别馈源的作用是使被反射面所反射收集到的电磁波能最大限度地转换并为高频头所吸收。通常馈源安装在抛物面的焦点处（因为该处的能量密度最大），这种结构的天线称为前馈式天线。在后馈式天线上，馈源并不安装在抛物面的焦点上。在抛物面焦点上安装的是凸形的反射体，称为副反射体，它使被抛物面反射收集到的电磁波在其焦点上被副反射体再次反射，而馈源安装在凸形副反射体的焦点处，也就是说前馈式天线，电磁波经过一次反射就被馈源吸收，而后馈式天线，电磁波是经过两次反射才被馈源吸收，所以后馈式天线馈源所能得到的信号能量密度更大。尽管后馈式在安装、调试时较为复杂，但由于其天线增益高和接收效果好，仍然被广泛采用。馈源通过其内部的极化转换器将信号转换成高频头能接收的模式信号，并通过波导管与高频头相连。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所