Parabolice telescop radio Observatorul Arecibo Observatory din Puerto Rico. diametru reflector - 305 de metri, câștig - 70 dBi, funcționează la o frecvență de aproximativ 2,38 GHz. [1]
reflector antenă - antenă. în care câmpul electromagnetic în orificiul format prin reflexia undelor electromagnetice de pe suprafața metalică a unei oglinzi speciale (reflectorul). Lungimea de undă sursă este, de obicei, un transmițător mic, situat în centrul oglinzii. În rolul său poate fi orice alt centru de fază al antenei, radiază un val sferic. Scopul principal al antenelor reflector este redus pentru a transforma frontul undei sferice sau cilindrice într-un front plan [2].
Prima antenă parabolică, dezvoltat Genrihom Gertsem
Antena parabolica a fost inventat de fizicianul german Genrihom Gertsem în 1887. Hertz a folosit reflectoare parabolice cilindrice pentru antene dipol scânteie excitație în timpul experimentelor. Dimensiunea aperturii antenei avea o lățime de 1,2 metri și a fost utilizat la o frecvență de aproximativ 450 MHz. Reflectorul a fost realizat dintr-o tablă de oțel de zinc. Cu două astfel de antene, este de care a fost transferat, iar cealaltă - la recepție, Hertz a demonstrat cu succes existența undelor electromagnetice, care de 22 de ani în urmă a fost prezis de Maxwell.
Dezvoltarea radarului în timpul al doilea război mondial a dat un impuls pentru dezvoltarea unor noi forme de antene parabolice au fost stabilite cu modele de radiații antenă sector. După război, antene parabolice au fost create cu un diametru de 60 de metri oglindă (Ursul Lacul în URSS), 100 de metri telescop radio în Green Bank, Virginia de Vest, și altele.
În 1960 reflector antene au fost utilizate pe scară largă pentru rețelele terestre cu microunde. Prima antenă parabolică pentru comunicații prin satelit folosit a fost construit în 1962 pe Goonhilly în Cornwall, Anglia, pentru a lucra cu Telstar de comunicații prin satelit. Antena Cassegrain antena a fost dezvoltat în Japonia, în 1963, în NTT, KDDI și Mitsubishi Electric. Apariția în 1980, calculatoarele, capabile să efectueze calcule modele complexe antene parabolice, a dus la dezvoltarea unor antene complexe și multimirrors asimetrice.
reflector antenă Structură
O diagramă tipică totală diferență de lobi laterali antena parabolica
reflector antenă se taie lateral decalat față de paraboloidului de rotație
Antenele reflector sunt printre cele mai frecvente antene cu fascicul îngust VHF [2].
De obicei antena reflector este convertit diagrama directivitate mai largă a iluminatorului într-o diagramă directivitate îngustă a antenei în sine [2].
Marginea oglinzii și formează o suprafață plană oglindă deschidere numit-Z. Raza R se numește raza diafragmei, iar unghiul 2ψ - unghiul de deschidere al oglinzii. Din unghiul de deschidere depinde de tipul de oglindă [3]:
- dacă ψ <π/2 — зеркало называют мелким или длиннофокусным;
- dacă ψ> π / 2 - adâncime sau cursă scurtă,
- dacă ψ = π / 2 - mediu.
Focus ca un radiator de antenă poate fi poziționată la punctul central al oglinzii F, și să fie deplasate în raport cu acesta. În cazul în care radiatorul este punctul central al antenei de focalizare, aceasta se numește focal directă. Antenele focale directe există diferite dimensiuni, în timp ce osenesimmetrichnye iradiatorul antena care nu este în punctul central al oglinzii, în general, să nu depășească un diametru mai mare de 1,5 m [4]. Aceste antene sunt adesea denumite offset. Avantajul acestei antene offset mai mare câștig antenă, din cauza lipsei de umbrire iradiatorul deschidere oglindă [4]. antene reflector decalare este tăierea laterală dintr-un paraboloid de rotație. Iradiatori Focus în astfel de antene situate în planul focal al reflectorului.
Oglinda poate avea o oglindă eliptică antenă suplimentară (Gregory de circuit cu două oglinzi) sau oglindă hiperbolice suplimentară (două oglinzi Cassegrain diagrama), cu focare dispuse în planul focal al unei antene reflector. Atunci când acest iluminator se află în centrul de oglinzi suplimentare.
antena oglinda poate avea mai multe iluminatoare dispuse în planul focal al antenei. Fiecare beamforms iluminator încordat în direcția dorită. Reflectoare pot lucra în diferite intervale de lungimi de undă (S. Ku. Ka) sau fiecare simultan la mai multe benzi.
Poziția focală și planul focal al antenelor oglindă nu depinde de banda de frecvență de operare.
În funcție de sarcinile și antena iluminatorului reflectorului formează un total compartimentate, model sumă diferență fasciculului (pentru finders direcție) sau mai multe diagrame multidirecționale - atunci când se utilizează mai multe illuminators.
Tehnica a constatat mai larg următoarele tipuri de oglinzi:
- oglinzi parabolice transformate cilindrice sau sferice de undă într-un plan. Pentru un val cilindric - oglinda este un cilindru parabolic. pentru un val sferic - un paraboloid de revoluție [2].
- oglinzi sferice difera putin de oglinda parabolică cu o distanță focală egală cu jumătate din raza sferei [2].
- oglinzi plate sunt utilizate în principal pentru dipol antene și, uneori, cu periscop mare directivitate și [2]. în care sistemul de două oglinzi situate la un unghi predeterminat unul de celălalt, formează împreună o antenă unghi simetric vibrator (iluminator) (oglinzi de tip, în acest caz, se numește Angle) [5].
- oglinzi adesea profil special sunt oglinzi parabolice cu deviația calculată de la suprafața parabolică. Scopul principal al utilizării unor astfel de antene - beamforming formă specială, de exemplu, kosekansnoy [2], sau orice formă dorită. forme speciale de oglinzi pot fi de asemenea folosite pentru a crea o zonă model de radiații CONFORMAL de acoperire în care operează radio (de exemplu: satelit, stație de bază celulară). Scopul principal al utilizării unor astfel de oglinzi - economisire sursă de energie REF cu o calitate maximă de recepție - transmisie în zona de servicii.
-
antenă reflector parabolic focală directă
Principalele tipuri de proiectare antene parabolice
Oglinda constă de obicei dintr-un substrat dielectric (CFRP - antene pentru spațiu), care este acoperit cu foi de metal, cerneală conductoare, folie [5]. Astfel foile sunt adesea perforate sau care constituie o rețea care este cauzată de dorința de a reduce greutatea structurii, precum și pentru a minimiza rezistența la vânt și precipitații. Cu toate acestea, o astfel de oglindă discontinuă conduce la următoarele consecințe: energia pătrunde oglinda, ceea ce duce la o slăbire a câștigului directivei antenei și amplificarea radiației în spatele reflectorului. Eficiența antenei cu oglindă discontinuu se calculează cu formula T = P p r P p a d >>>>. unde P p r> - un reflector în spatele puterii de radiație și P p o d> - radiație putere reflector (incident de val) [5]. În cazul în care T <0. 01 . несплошное зеркало считают хорошим. Данное условие обычно выполняется при диаметре отверстий перфорированного зеркала менее 0. 2 λ и суммарной площади отверстий до 0. 5 − 0. 6 от всей площади зеркала [5]. Для сетчатых зеркал диаметр отверстий не должен превышать 0. 1 λ [5] .Figura antenă parabolică iradiatorul format. Elementele pentru hrana animalelor în antena poate fi una sau mai multe, respectiv, în antena este format dintr-unul sau mai multe modele. Acest lucru se face, de exemplu, pentru a primi semnale simultan de la mai mulți sateliți de comunicații spațiale.
Extinderea Iradiatori situate în centrul unui reflector parabolic sau în planul său focal, dacă există mai multe elemente de alimentare într-o singură antenă. Mai multe Iradiatori sunt formate într-un modele de radiații antena mai mult, este necesar atunci când mutați o antenă la mai mulți sateliți de comunicații.
Parametrii de antenă parabolice. Lățime Nam, nivelul lobilor laterali, câștig
Lățimea unghiulară a fasciculului antenei și modelul de radiație este independent dacă antena la primirea sau transmiterea de lucrări. Lățimea fasciculului este determinată de nivelul fasciculului jumătate de putere, adică nivelul (-3 dB) din valoarea sa maximă. Pentru antene parabolice, acest nivel este determinat prin formula:
unde K este un factor care variază ușor în funcție de forma de reflector, iar reflectorul Ad- diametru cuprins în lățime de metri, la jumătatea maximă θ graficul puterii în grade. Pentru 2 - metru antena satelit interval de operare C (3 - 4 GHz la recepție și 5 - .. 6 GHz pentru transmisie), această formulă dă o beamwidth de aproximativ 2,6 °.
Câștigul antenei este dată de:
În acest caz, există o relație inversă între câștigul și lățimea fasciculului.
antene parabolice, cu diametru mare forma un grinzi foarte înguste. Ghid pentru astfel de grinzi de comunicații prin satelit este o problemă, deoarece este posibil să se pună antena lobului lateral în locul lobului principal.
Diagrama de radiație a antenei este o grindă principală îngust și lobi laterali. Polarizarea circulară a fasciculului principal este stabilit în conformitate cu obiectivele, nivelul de polarizare, în diferite locuri ale fasciculului principal este diferită, în primul polarizare al lobului lateral este inversată, stânga - pe dreapta, dreapta - la stânga.
Caracteristici reflectorului antene
- Unghiul fasciculului (NAM), în planuri predeterminate (E, H) sau în toate direcțiile
- Forma NAM (contur, circular)
- factor de directivitate
- Câștigul modelului de antenă la maxim [6]
- Suprafața efectivă a antenei [7]
- eficiența antenei
- amplitudinea lobului lateral
- raport de undă staționară
- Polarizare (circulară, eliptică, liniar) și izolarea între polarizări ortogonale.
- antenă direcția de rotație câmp
- indicele de polarizare
- gama de frecvențe
- loturile de vânt admisibile
- Greutate (Spațiu pentru antene)
- Antena oglinda iluminator polarizat circular trebuie să aibă o direcție de rotație câmp opusă direcției de rotație predeterminate a câmpului de antenă.
- antena oglindă cu direcția obiectului în mișcare pe NAM au de obicei un element de acționare de urmărire pentru direcția unghiulară a obiectului.
- Măsurătorile Nam antena mare reflector în domeniul de departe este asociată cu dificultăți mari asociate cu distanța semnificativă de la antenă la locurile de măsurare a semnalelor lor. Nam folosit pentru semnale de măsurare a zgomotului de la soare, sateliții de comunicații, antena mare de colimare.
- Antenele de vase mari situate în diferite locuri ale planetei Pământ, sunt utilizate ca elemente de matrice de antenă pentru explorarea spațiului adânc.
antene parabolice sunt utilizate ca antene cu câștig mare pentru următoarele tipuri de comunicare: comunicare radio releu între orașele din apropiere, linii de comunicații WAN / LAN fără fir pentru transmiterea de date și pentru legături de comunicații prin satelit între nave spațiale. Acestea sunt, de asemenea, folosite pentru telescoape radio.
Antenele parabolice sunt, de asemenea, folosite ca o antenă radar, controlul navelor, avioane și rachete ghidate. Odată cu apariția de receptoare de televiziune prin satelit la domiciliu, antene de satelit au devenit caracteristici ale peisajului orașelor moderne.
articole similare