Teori Antena - Reflektor Parabola

Parabolic Reflectorsadalah antena microwave. Untuk pemahaman yang lebih baik tentang antena ini, konsep reflektor parabola harus didiskusikan.

Rentang frekuensi

Rentang frekuensi yang digunakan untuk aplikasi antena reflektor Parabola adalah above 1MHz. Antena ini banyak digunakan untuk aplikasi radio dan nirkabel.

Prinsip operasi

Definisi standar parabola adalah - Lokus suatu titik, yang bergerak sedemikian rupa sehingga jaraknya dari titik tetap (disebut focus) ditambah jaraknya dari garis lurus (disebut directrix) konstan.

Gambar berikut menunjukkan geometri reflektor parabola. Inti nyaF adalah fokus (umpan diberikan) dan Vadalah puncaknya. Garis yang menghubungkan F dan V adalah sumbu simetri. PQ adalah sinar yang dipantulkan dimanaLmewakili garis directrix di mana titik yang dipantulkan berada (untuk mengatakan bahwa mereka sedang collinear). Oleh karena itu, sesuai definisi di atas, jarak antara F dan L tetap konstan sehubungan dengan gelombang yang difokuskan.

Gelombang yang dipantulkan membentuk bagian depan gelombang yang terkollimasi, keluar dari bentuk parabola. Rasio panjang fokus ke ukuran apertur (mis., F / D) dikenal sebagai“f over D ratio”adalah parameter penting dari reflektor parabola. Nilainya bervariasi dari0.25 to 0.50.

Hukum refleksi menyatakan bahwa sudut datang dan sudut refleksi adalah sama. Hukum ini bila digunakan bersama dengan parabola, membantu fokus sinar. Bentuk file

parabola bila digunakan untuk tujuan refleksi gelombang, menunjukkan beberapa sifat parabola, yang berguna untuk membangun antena, menggunakan gelombang yang dipantulkan.

Properti Parabola

  • Semua gelombang yang berasal dari fokus, dipantulkan kembali ke sumbu parabola. Karenanya, semua gelombang yang mencapai aperture berada dalam fase.

  • Saat gelombang berada dalam satu fase, berkas radiasi di sepanjang sumbu parabola akan menjadi kuat dan terkonsentrasi.

Mengikuti titik-titik ini, reflektor parabola membantu dalam menghasilkan pengarahan tinggi dengan lebar berkas yang lebih sempit.

Konstruksi & Kerja Reflektor Parabola

Jika antena Parabolic Reflector digunakan untuk mentransmisikan sinyal, sinyal dari feed, keluar dari antena dipol atau horn, untuk memfokuskan gelombang ke parabola. Artinya, gelombang keluar dari titik fokus dan mengenai reflektor Paraboloid. Gelombang ini sekarang direfleksikan sebagaicollimated wave front, seperti yang telah dibahas sebelumnya, untuk ditransmisikan.

Antena yang sama digunakan sebagai penerima. Ketika gelombang elektromagnetik mengenai bentuk parabola, gelombang tersebut dipantulkan ke feed point. Dipol atau antena horn, yang bertindak sebagai antena penerima pada umpannya, menerima sinyal ini, untuk mengubahnya menjadi sinyal listrik dan meneruskannya ke sirkuit penerima.

Gambar berikut menunjukkan Antena Reflektor Parabola.

Keuntungan paraboloid adalah fungsi rasio aperture (D/λ). Kekuatan Radiasi Efektif(ERP) antena adalah penggandaan daya input yang diumpankan ke antena dan penguatan dayanya.

Biasanya antena horn pemandu gelombang digunakan sebagai feed radiator untuk antena reflektor paraboloid. Bersamaan dengan teknik ini, kami memiliki jenis umpan lain yang diberikan ke antena reflektor paraboloid, yang disebut umpan Cassegrain.

Pakan Cassegrain

Casse grain adalah jenis feed lain yang diberikan ke antena reflektor. Dalam jenis ini, umpan terletak di puncak paraboloid, tidak seperti di reflektor parabola. Reflektor berbentuk cembung, yang bertindak sebagai hiperboloid, ditempatkan berlawanan dengan umpan antena. Itu juga dikenal sebagaisecondary hyperboloid reflector atau sub-reflector. Itu ditempatkan sedemikian rupa sehingga salah satu fokusnya bertepatan dengan fokus paraboloid. Dengan demikian, gelombang akan dipantulkan dua kali.

Gambar di atas menunjukkan model kerja pakan cassegrain.

Bekerja dari Antena Cassegrain

Ketika antena bertindak sebagai antena pemancar, energi dari umpan meradiasi melalui antena tanduk ke reflektor cekung hiperboloid, yang memantulkan kembali ke reflektor parabola. Sinyal dipantulkan ke ruang angkasa dari sana. Oleh karena itu, pemborosan daya dikendalikan dan pengarahan ditingkatkan.

Ketika antena yang sama digunakan untuk penerimaan, gelombang elektromagnetik menghantam reflektor, dipantulkan ke hiperboloid cekung dan dari sana, mencapai umpan. Sebuah antena horn pemandu gelombang hadir di sana untuk menerima sinyal ini dan mengirimkan ke sirkuit penerima untuk penguatan.

Coba lihat gambar berikut. Ini menunjukkan reflektor paraboloid dengan umpan cassegrain.

Keuntungan

Berikut ini adalah keuntungan dari antena reflektor parabola -

  • Reduksi lobus minor

  • Pemborosan daya berkurang

  • Panjang fokus ekivalen tercapai

  • Pakan dapat ditempatkan di lokasi mana pun, sesuai dengan kenyamanan kami

  • Penyesuaian balok (penyempitan atau pelebaran) dilakukan dengan menyesuaikan permukaan pemantul

Kerugian

Berikut ini adalah kerugian dari antena reflektor parabola -

  • Beberapa daya yang dipantulkan dari reflektor parabola terhalang. Ini menjadi masalah dengan paraboloid dimensi kecil.

Aplikasi

Berikut ini adalah aplikasi antena reflektor parabola -

  • Reflektor parabola umpan cassegrain terutama digunakan dalam komunikasi satelit.

  • Juga digunakan dalam sistem telekomunikasi nirkabel.

Mari kita lihat jenis umpan lain yang disebut sebagai umpan Gregorian untuk reflektor parabola.

Pakan Gregorian

Ini adalah jenis pakan lain yang digunakan. Sepasang konfigurasi tertentu ada di sana, di mana beamwidth feed secara progresif meningkat sementara dimensi antena dipertahankan. Jenis pakan seperti itu dikenal sebagai pakan Gregorian. Di sini hiperboloid casssegrain berbentuk cembung diganti dengan reflektor parabola berbentuk cekung yang tentunya berukuran lebih kecil.

Ini Gregorian feed jenis reflektor dapat digunakan dengan empat cara -

  • Sistem Gregorian menggunakan reflektor ellipsoidal sub-reflektor pada fokus F1.

  • Sistem Gregorian menggunakan reflektor elipsoidal sub-reflektor pada fokus F2.

  • Sistem Cassegrain menggunakan sub reflektor hiperboloid (cembung).

  • Sistem Cassegrain menggunakan sub-reflektor hiperboloid (cekung tetapi umpan berada sangat dekat dengannya.)

Ini semua hanya untuk disebutkan karena tidak populer dan tidak banyak digunakan. Mereka punya keterbatasan.

Gambar tersebut dengan jelas menggambarkan pola kerja semua jenis reflektor. Ada jenis Reflektor paraboloid lainnya seperti -

  • Potong- paraboloid
  • Silinder parabola
  • Parabola kotak pil

Namun, semuanya jarang digunakan karena keterbatasan dan ketidaksenangan yang mereka miliki dalam kondisi kerja mereka.

Oleh karena itu, dari semua jenis antena reflektor, reflektor parabola sederhana dan reflektor parabola umpan cassegrain adalah yang paling umum digunakan.