Зеркальная антенна - это антенна, в которой радиоволны отражаются от металлического зеркала и преобразуют электромагнитные волны, направленные источником. Основными элементами зеркальной антенны являются зеркало и облучатель. Металлическое зеркало выступает в роли рефлектора. Источником электромагнитных волн является элементарная антенна, облучатель зер-
кала. Зеркало изготовляют из сплавов алюминия, делая его сплошным или решетчатым. Форма поверхности делается такой, которая обеспечивает формирование необходимой диаграммы направленности.
Выделяют несколько типов зеркальных антенн. Это параболоидные антенны, в частности параболоид, усеченный параболоид и параболический цилиндр. Кроме этого, бывают зеркальные антенны специальной формы, сферические, плоские, угловые зеркала, зеркальнорупорные антенны.
Параболические зеркальные антенны используются в оптических, коротковолновых, сантиметровых и дециметровых диапазонах волн. Зеркальные антенны сконструированы достаточно просто, их достоинство заключается в хороших диапазонных свойствах. Параболическую зеркальную антенну составляют металлическая поверхность и слабонаправленная антенна.
Зеркальная антенна входит в состав апертурных антенн. Апертура, или раскрыв антенны, возникает при проекции зеркала на перпендикулярную лучам плоскость. Если антенна имеет размер раскрыва 2-2,5 м, то она изготавливается, как правило, по однозеркальной, или офсетной, схеме. Облучатель такой антенны выносится за зону действия основного луча. Таким образом, он не загораживает раскрыв антенны, и при малом уровне боковых лепестков достигается мощное усиление. Чем меньше антенна, тем эффективней вынос облучателя.
У многих антенн раскрыв имеет форму эллипса или другой, не круглой фигуры. В линии передачи облучателя в таких зеркальных антеннах распространяется только специфический для нее тип электромагнитной волны. В раскрыв облучателя из окружающего пространства электромагнитная волна поступает в несимметричное поле. Чтобы изменить несимметричность распределения волн, зеркало должно иметь не круглую форму. Офсетные антенны с раскрывом зеркала в форме эллипса наиболее распространены в России, особенно зеркала серии СТВ (№ 1).
Зеркальная апланатическая антенна состоит из двух зеркал, управляемого изменения диаграммы направленности. Применяется такая антенна в радионавигации и радиолокации для волн сантиметрового диапазона. Облучатель перемещается по определенной кривой, что приводит к сканированию, изменению диаграммы направления. Вспомогательное зеркало отражает на основное энергию, которая подводится к облучателю. Ширину диаграммы направленности определяет размер главного зеркала.
Вспомогательное зеркало представляет собой систему проводов, которые располагаются параллельно вектору напряженности. Этот вектор принадлежит к электрической составляющей электромагнитного поля облучателя. Вектор напряженности составляющей электромагнитного поля отражается от основного зеркала. Через вспомогательное зеркало он свободно проходит, так как находится перпендикулярно его проводам.
Степень искажения диаграммы направленности определяет соотношение расстояний лучей. Если расстояния всех лучей одинаковы, то искажения получаются минимальными, за счет чего антенна становится апланатической.
Наравне с зеркальными антеннами существуют не зеркальные — фазированные антенные решетки. Они отличаются от зеркальных антенн меньшим объемом и лучшими радиотехническими параметрами. Масса фазированных антенных решеток обычно больше массы зеркальных антенн. Дискретные излучатели распределяют поле в разрыве антенных решеток. Основным достоинством фазированных антенных решеток является то, что их можно преобразовать в активные решетки, в которых усилительный элемент соответствует каждому излучателю. Луч антенны можно передвигать в пространстве, изменяя фазировку между несколькими усилительными элементами. Благодаря такому свойству фазированные антенные решетки смогут принимать спутниковое телевидение, транслирующееся для пассажиров авиалайнера.
На территории России, в городе Уссурийске, находится самая большая зеркальная антенна, диаметр основного зеркала которой составляет 70 м.