http___radartutorial.de_06.antennas_Cassegrain-Anten.tr.html_2.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 5.1 6.1 7.1 7.2 7.3 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 14.1 14.2 14.3 15.1 16.1
The Cassegrain Antenna Figure 1: Principle of a Cassegrain telescope Figure 1: Principle of a Cassegrain telescope Sieur Guillaume Cassegrain was a French sculptor who invented a form of reflecting telescope. A Cassegrain telescope consists of primary and secondary reflecting mirrors. In a traditional reflecting telescope, light is reflected from the primary mirror up to the eye-piece and out the side the telescope body. In a Cassegrain telescope, there is a hole in the primary mirror. Light enters through the aperture to the primary mirror and is reflected back up to the secondary mirror. The viewer then peers through the hole in the primary reflecting mirror to see the image. Figure 2: A Cassegray antenna used in a fire-control radar. Figure 2: A Cassegray antenna used in a fire-control radar. In telecommunication and radar use, a Cassegrain antenna is an antenna in which the feed radiator is mounted at or near the surface of a concave main reflector and is aimed at a convex subreflector. Both reflectors have a common focal point. Energy from the feed unit (a feed horn mostly) illuminates the secondary reflector, which reflects it back to the main reflector, which then forms the desired forward beam. horizontal Figure 3: Principle of a polarization changing plate horizontal Figure 3: Principle of a polarization changing plate There is a possibility to avoid the disadvantage the shadow of the secondary reflector and its mounting struts. The solution is found in antennae such as the tracking radar SkyGuard, manufactured in the company Oerlikon/Contraves AG. The subreflector reflects only horizontally polarized waves and let vertically polarized ones pass. The primary reflector reflects all waves. To achieve that, a plate is appropriately placed in front of the primary reflector instead of a hyperbolic metal reflector. This reflector consists of quart-wave plate (λ /4) with slits at an angle of 45° and a horizontally oriented metal grid. The transmitted pulse leaves the horn radiator as, for instance, a left-hand circular polarized wave. The wave passes first the quarter-wave-plate and is transformed into a linear-horizontally polarized wave. This wave will be reflected on the horizontal strained wires. The wave passes the quarter-wave-plate again but from the other side. The orientation of the fins is mirrored now and appears rotated by 90 degrees. This has the effect, that the former change of polarization is rescinded. Therefore, a left-hand circular polarized wave travels back to the primary parabolic reflector. The metallic reflection on the primary parabolic reflector will change the left-hand circularly polarized wave to a right-hand one. After passing the quarter-wave-plate a third time, this right-hand circular polarized wave will become a linear vertically polarized wave. This one can cross the subreflector grid without interaction and is emitted therefore vertically polarized toward targets. In reception mode, the inverse path is followed. The polarization changing plates you can see by the antennae of the tracking and command guidance radar system for the SA-8 “Gecko” surface-to-air missile (NATO reporting name “Land Roll”).
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1
Cassegrain- Anten Resim 1: Bir Cassegrain- antenin çalışma prensibi Cassegrain- Anten Cassegrain- antenler, aynı adı taşıyan yansıtmalı teleskobun prensibi esas alınarak geliştirilmiş antenlerdir. Fransız heykeltıraş Sieur Guillaume Cassegrain yansıtmalı teleskobun özel bir biçimini icat etti. Bir Cassegrain-teleskop iki aynadan oluşur: bir ana ayna ve bir ikincil ayna. Geleneksel bir yansıtmalı-teleskopta ışınlar yalnızca ana aynaya odaklanır ve merceğe yönlendirilir. Işık, teleskobun yanından çıkarak gözlemciye gelir. Cassegrain-teleskopta aynanın ortasında bir delik bulunur. Işık, ana ayna (dönel paraboloit) vasıtasıyla toplanır ve ikinci aynanın (hiperboloit) gözlem deliğine yönlendirilir. Gözlemci, resmi, ana aynadaki delik vasıtasıyla ikinci aynada görür. Resim 2: Bir Atış Kontrol Radarında kullanılan Cassegrain- anteni Resim 2: Bir Atış Kontrol Radarında kullanılan Cassegrain- anteni İletişim ve radar uygulamalarında kullanılan Cassegrain- antenlerde ışıyıcı içbükey biçimli yansıtıcının yüzeyinde yer alır ve ışınlar, ana yansıtıcının odak noktasının hemen önünde bulunan dışbükey ikincil yansıtıcıya doğru yayılır. Işıyıcının (çoğu kez boynuz ışıyıcı) enerjisi ikincil yansıtıcıdan ana yansıtıcıya doğru dağılır ve orada ışınlar bir daha yansıtılır ve bir demet biçiminde anteni terk eder. Üstünlüğü - Işıyıcıya bakım için ulaşmak kolaydır ve antenin yapısı oldukça topludur. - Alıcı doğrudan ışıyıcıya monte edilebilir. Böylece hat kayıpları da önlenmiş olur. Sakıncası - Cassegrain tipi bir antenin ikincil yansıtıcısı ve bu parçayı tutan kollar ana yansıtıcıya gelen ışınları keserek antenin en etkili bölgesinde gölgelenmelere sebep olur. yatay Resim 3: Polarizasyon değiştiren plakası bulunan Cassegrain- anteninin prensibi yatay Resim 3: Polarizasyon değiştiren plakası bulunan Cassegrain- anteninin prensibi Bununla beraber, bu „Gölgeleme” olumsuzluğunun Oerlikon/Contraves AG firmasınca imal edilen SkyGuards model çoklu-izleme radarında uygulandığı gibi halledilmesi mümkün olabilmiştir. İkincil yansıtıcı sadece yatay polarizeli dalgaları, birincil yansıtıcı ise metal yüzeyiyle tüm elektromanyetik dalgaları yansıtır. Burada, bir dairesel polarizeli dalganın yansıma sonrasında dönüş yönünü değiştirmesi gibi bir özelliğinden bahsetmek gerekir. İkincil yansıtıcı olarak, birincil yansıtıcının önüne bir levha konulur. Bu levha iki farklı düzlemden meydana gelmiştir: İlki polarizasyon düzlemine 45° lik bir açıyla, λ/4lük bir uzaklığa konulmuş, düz fakat enli lamellerden oluşan bir polarizasyon değiştirici katman. Bu levhadan ilk geçişlerde sola dönen dairesel polarizeli dalgalardan bir doğrusal yatay polarizeli dalga meydana gelir. İkinci katmanda ise doğrusal yatay polarizeli dalgalar için bir yansıtıcı gibi çalışan ince yatay teller gerilmiştir. İkinci geçişte ikincil yansıtıcı için bir engelleme yapmayan sağa dönen dairesel polarizeli dalgalar bir doğrusal düşey polarizeli dalga meydana getirir. Örneğin, boynuz ışıyıcıyı terk eden dalgalar sola dönüşlü dairesel polarizeli dalgalar olsun, polarizasyon değiştirici levhayı ilk geçişte bir doğrusal yatay polarizeli meydana gelir ve bu ikincil yansıtıcıda yansıtılır. Aynı levha diğer tarafından geçildiğinde, dalgalar için bu sefer bir aynalama görevi yapar. Böylece levha, dalgalara göre sanki 90° kadar döndürülmüş gibidir! Bu durumda dalgalar geldiği özgün polarizasyonuna dönüşür, yani sola dönüşlü dairesel polarizasyona. Dalga birincil yansıtıcıda yansıdığı sırada dönüş yönünü değiştirir ve polarizasyon değiştiren plakadan tekrar geçer ve şimdi bir doğrusal düşey polarizasyonlu dalga haline gelir. Bu dalga ikincil ışıyıcıyı ince tellerden geçebilir ve böylece düşey polarizasyonla yayılır. Resim.4 de SA-8 „Gecko” Atış Kontrol Radarının antenlerinde polarizasyon değiştirici plakalar belirgin biçimde görülmektedir.