Cassegrain-antenne
Figuur 1: Principe van een Cassegrain-antenne
Cassegrain-antenne
Cassegrain-antennes zijn antennes die zijn gebouwd in de stijl van een spiegeltelescoop met dezelfde naam.
Sieur Guillaume Cassegrain was een Franse beeldhouwer die een vorm van spiegeltelescoop heeft uitgevonden. Een Cassegrain-telescoop bestaat uit primaire en secundaire spiegels. In een traditionele spiegeltelescoop weerkaatst het licht van de primaire spiegel naar het oogstuk en de zijkant van de telescoopbehuizing. In een Cassegrain-telescoop zit er een opening in de primaire spiegel. Het licht komt door de opening in de primaire spiegel en wordt gereflecteerd naar de secundaire spiegel. De kijker kijkt dan door het gat in de primaire spiegel om het beeld te zien.
Figuur 2: Een Cassegrain-antenne die wordt gebruikt in een vuurleidingsradar.
Figuur 2: Een Cassegrain-antenne die wordt gebruikt in een vuurleidingsradar.
Voor telecommunicatie en radargebruik is een Cassegrain-antenne een antenne waarbij de voedingsradiator zich op of nabij het oppervlak van een concave paraboloïde hoofdreflector bevindt en gericht is op een convexe hyperboloïde subreflector. Beide reflectoren hebben een gemeenschappelijk focuspunt. De energie van de voeding (meestal een hoornradiator) verlicht de secundaire reflector, die deze reflecteert naar de hoofdreflector, die vervolgens de gewenste voorwaartse bundel vormt.
Voordelen:
- De voedingsradiator is gemakkelijker te ondersteunen en de antenne is geometrisch compact..
- De verliezen zijn minimaal omdat de ontvanger direct bij de hoorn kan worden gemonteerd.
Nadelen:
- De subreflectoren van een Cassegrain type antenne zijn bevestigd met staven. Deze staven en de secundaire reflector vormen een obstakel voor de stralen die in de meest effectieve richting van de primaire reflector komen.
horizontaal
Figuur 3: Principe van een polarisatieveranderende plaat
horizontaal
Figuur 3: Principe van een polarisatieveranderende plaat
Er is echter een mogelijkheid om het nadeel van de schaduw te vermijden, zoals bijvoorbeeld wordt toegepast bij de antenne van de volgradar van de SkyGuard van Oerlikon/Contraves AG. De secundaire reflector reflecteert alleen horizontaal gepolariseerde golven, de primaire reflector met zijn metalen oppervlak reflecteert alle elektromagnetische golven. Bijzonder is echter dat wanneer een circulair gepolariseerde golf wordt gereflecteerd, deze na reflectie een omgekeerde draairichting heeft.
Figuur 4: Antennes van de doelvolg- en vuurleidingsradar voor de SA-8 „Land Roll“.
Voor de primaire reflector is een plaat gemonteerd als secundaire reflector. Deze bestaat uit twee verschillende vlakken: een polariserende laag van platte maar brede lamellen, die op een afstand van 45° van het polarisatievlak bij λ/4 zijn geplaatst. Deze plaat verandert de linksdraaiende circulair gepolariseerde golf in een lineair horizontaal gepolariseerde golf bij de eerste penetratie. Als tweede vlak zijn dunne horizontale draden gespannen die fungeren als reflectoren voor lineair-horizontaal gepolariseerde golven. De tweede doordringing verandert de rechtsdraaiend circulair gepolariseerde golf in een lineair-verticaal gepolariseerde golf waarvoor de secundaire reflector geen obstakel vormt.
De golf die de hoornradiator verlaat, bijvoorbeeld linksdraaiend circulair gepolariseerd, produceert bij de eerste penetratie in de polarisatieveranderende plaat een horizontaal lineair gepolariseerde golf, die wordt gereflecteerd in de secundaire reflector. Dezelfde plaat wordt nu van de andere kant doorkruist, de plaat is nu gespiegeld voor de golf. De plaat voor de golf ziet er dus uit alsof hij 90° gedraaid is! In dit geval keert de golf terug naar precies de polarisatie waarmee hij aankwam, d.w.z. linkshandig circulair gepolariseerd.
Bij de primaire reflector verandert de golf tijdens de reflectie van draairichting en dringt opnieuw door in de van polarisatie veranderende plaat, waar hij nu een lineair-verticaal gepolariseerde golf wordt. Deze golf kan de secundaire straler van de dunne draden binnendringen en wordt dus verticaal gepolariseerd uitgestraald.
In de ontvangstmodus wordt de omgekeerde weg gevolgd.
De van polarisatie veranderende platen kunt u zien bij de antennes van SA-8 „Land Roll“. Dit is een doelvolg- en vuurleidingsradarsysteem voor grond-luchtraketten.