基本介紹
- 中文名：拋物面反射器
- 外文名：parabolic reflector
- 分類：物理
- 領域：光學
- 基本釋義：軸對稱二次曲面反射鏡
- 學科：物理
氙燈反射器,誤差分析,相關專利,
氙燈反射器
拋物面反射器是一種較為理想的氙燈反射器。將氙燈光源置於拋物面反射器焦點位置時，大部分反射光束平行於光軸，這樣經反射器反射後，可以獲得較小發散角的反射光束，進而得到較高的照射功率密度，因此，選擇拋物面反射器作為氙燈反射器。一個好的反射器，首要的就是儘可能多地收集光源輻射能量並將其投射到遠場。通常，反射器收集光源輻射能量的能力與光源在反射器中的包容角有關，反射器包容角越大，則光源利用率越高，投射到遠場的能量也就越高。對於拋物面反射器，由於受到拋物面反射器深度和焦距的限制，反射器只能反射集中在包容角內的輻射能量而形成有效輻射光束，其餘輻射能量直接射出。拋物面反射器包容角與反射器的焦距、口徑及中心孔直徑有關。文獻根據拋物面反射器的特點，分析了反射器焦距、口徑、軸向離焦等與反射器包容角的關係，同時還分析了軸向離焦對反射器包容角、全發光距離的影響，設計了一個口徑D=140 rnm、中心孔直徑d=28mm、焦距f=15．65mm的氙燈拋物面反射器，經過測試，該反射器可以得到發散角優於1度的氙燈光束，同時，根據對拋物面反射鏡離焦的分析結果可知，為了增加反射器的包容角提高光源利用率，可將光源置於反射器焦前位置，但同時全發光距離變短。因此，在實際使用中，需要綜合考慮離焦位置，以便獲得更好的效果。
誤差分析
實際的反射面總不能與理論反射面完全一致，而有一定的誤差。進行反射體設計時，應當規定以合理的製造誤差，限制誤差在某一範圍內，如果公差定得太小，就會造成結構笨重，製造困難；公差定得過大，電性能變壞。因此，需要研究表面誤差對反射器性能的影響。表面粗糙度是零件表面加工後形成的有較小間距和峰谷組成的微量高低不平的痕跡。表面粗糙度參數值的大小對零件的使用性能和壽命有直接影響。理想情況，饋源的相位中心應與焦點完全重合，但實際上總存在一定偏差，這是由於饋源支架的變形和饋源安裝不準確造成的。在射頻目標仿真中，影響導引頭跟蹤誤差主要有目標模擬器的機械運動和拋物面反射器的機械誤差(包括表面誤差和饋源支架的安裝與變形誤差)。其中拋物面反射器的機械誤差主要影響相位。文獻分析了各種誤差之間的關係，並根據工程設計需要建立了機械誤差與相位關係的數學模型。
相關專利
發明專利公開了一種基於超材料的緊湊平面結構拋物面反射器天線的設計方法，它包括以下步驟：運用變換電磁學原理設計出具有平面邊界的饋源單元；採用平面結構的拋物面反射器替代常規曲面結構的拋物面反射器作為反射器天線的反射面；將平面反射器與饋源單元組合設計成為緊湊的平面反射器天線。本發明反射面採用平面反射器，其反射特性與常規拋物面反射器等效；所設計的饋源單元本身對射線是“透明”的，即對射線不產生遮擋，而置於其中的饋源由於超材料產生的虛擬位移作用，其輻射特性等效於饋源置於距離反射面較遠處產生的輻射特性；該反射器天線中反射器與饋源單元組合在一起形成緊湊型結構，避免了常規反射器天線中反射面與饋源分離的現象。
