アンテナ理論-放物面反射鏡

Parabolic Reflectorsマイクロ波アンテナです。これらのアンテナをよりよく理解するには、放物面反射鏡の概念について説明する必要があります。

周波数範囲

パラボラリフレクターアンテナのアプリケーションに使用される周波数範囲は above 1MHz。これらのアンテナは、無線および無線アプリケーションに広く使用されています。

動作原理

放物線の標準的な定義は次のとおりです。-点の軌跡。これは、固定点からの距離が次のように移動します（ focus）プラス直線からの距離（ directrix）は一定です。

次の図は、放物面反射鏡の形状を示しています。ポイントF フォーカス（フィードが与えられます）であり、 Vは頂点です。FとVを結ぶ線が対称軸です。PQは反射光線です。L反射された点が存在する線の母線を表します（それらが同一線上にあると言います）。したがって、上記の定義によれば、FとLの間の距離は、集束される波に対して一定になります。

反射波は、放物線形状から、統合された波面を形成します。焦点距離と絞りサイズの比率（つまり、f / D）は、“f over D ratio”放物面反射鏡の重要なパラメータです。その値は0.25 to 0.50。

反射の法則は、入射角と反射角が等しいと述べています。この法則を放物線と一緒に使用すると、ビームの焦点を合わせるのに役立ちます。の形

放物線は、波の反射を目的として使用すると、反射した波を使用してアンテナを構築するのに役立つ放物線のいくつかの特性を示します。

放物線の特性

焦点から発生するすべての波は、放物線軸に反射して戻ります。したがって、開口部に到達するすべての波は同相です。
波は同相であるため、放物線軸に沿った放射ビームは強く集中します。

これらの点に続いて、放物面反射鏡は、より狭いビーム幅で高い指向性を生み出すのに役立ちます。

放物面反射鏡の構築と動作

信号の送信にパラボラリフレクターアンテナを使用する場合、フィードからの信号はダイポールアンテナまたはホーンアンテナから出て、波をパラボラに集中させます。これは、波が焦点から出て放物面反射板に当たることを意味します。この波は次のように反射されますcollimated wave front、前述のように、送信されます。

同じアンテナが受信機として使用されます。電磁波が放物線の形状に当たると、波は給電点に反射します。フィードで受信アンテナとして機能するダイポールまたはホーンアンテナは、この信号を受信して電気信号に変換し、受信回路に転送します。

次の画像は、パラボラリフレクターアンテナを示しています。

放物面のゲインは、開口率の関数です (D/λ)。実効放射電力(ERP) アンテナのは、アンテナに供給される入力電力とその電力利得の乗算です。

通常、導波管ホーンアンテナは放物面反射アンテナの給電放射器として使用されます。この手法に加えて、カセグレンフィードと呼ばれる、放物面反射アンテナに与えられる別のタイプのフィードがあります。

カセグレンフィード

カセグレンは、リフレクターアンテナに与えられる別のタイプのフィードです。このタイプでは、放物面反射鏡とは異なり、フィードは放物面の頂点に配置されます。双曲面として機能する凸型の反射板は、アンテナの給電の反対側に配置されます。としても知られていますsecondary hyperboloid reflector または sub-reflector。焦点の1つが放物面の焦点と一致するように配置されます。したがって、波は2回反射されます。

上の図は、カセグレン飼料の作業モデルを示しています。

カセグレンアンテナの動作

アンテナが送信アンテナとして機能する場合、フィードからのエネルギーはホーンアンテナを介して双曲面凹面反射鏡に放射され、双曲面反射鏡は再び放物面反射鏡に反射します。信号はそこから空間に反射されます。したがって、電力の浪費が抑制され、指向性が向上します。

同じアンテナを受信に使用すると、電磁波は反射板に当たり、凹型双曲面で反射され、そこからフィードに到達します。導波管ホーンアンテナは、この信号を受信するためにそこに存在し、増幅のために受信回路に送信します。

次の画像を見てください。これは、カセグレンフィードを備えた放物面反射鏡を示しています。

利点

パラボラリフレクターアンテナの利点は次のとおりです。

マイナーローブの削減
電力の浪費が削減されます
同等の焦点距離が達成されます
フィードは、私たちの都合に応じて、任意の場所に配置できます
ビームの調整（狭小化または拡大）は、反射面を調整することによって行われます。

不利益

以下は、パラボリックリフレクターアンテナの欠点です。

放物面反射鏡から反射される電力の一部が遮られます。これは、小さな寸法の放物面で問題になります。

アプリケーション

以下はパラボラリフレクターアンテナの用途です-

カセグレンフィード放物面反射鏡は、主に衛星通信で使用されます。
無線通信システムでも使用されます。

放物面反射鏡用のグレゴリオ暦フィードと呼ばれる他のタイプのフィードを見てみましょう。

グレゴリオ暦のフィード

これは、使用される別のタイプのフィードです。アンテナの寸法を固定したまま、フィードビーム幅を徐々に大きくする、特定の構成のペアがあります。このようなタイプの飼料は、グレゴリオ暦の飼料として知られています。ここで、カセグレインの凸型の双曲面は、もちろんサイズが小さい凹型の放物面反射体に置き換えられます。

これら Gregorian feed タイプリフレクターは4つの方法で使用できます-