안테나 이론-Parabolic Reflector

Parabolic Reflectors마이크로파 안테나입니다. 이러한 안테나에 대한 더 나은 이해를 위해 포물선 반사기의 개념을 논의해야합니다.

주파수 범위

Parabolic 반사체 안테나의 적용에 사용되는 주파수 범위는 다음과 같습니다. above 1MHz. 이 안테나는 라디오 및 무선 애플리케이션에 널리 사용됩니다.

작동 원리

포물선의 표준 정의는 다음과 같습니다.-점의 궤적, 고정 된 점으로부터의 거리만큼 이동합니다. focus) + 직선으로부터의 거리 (라고 함) directrix)는 일정합니다.

다음 그림은 포물선 형 반사기의 형상을 보여줍니다. 요점F 초점 (피드가 제공됨)이고 V정점입니다. F와 V를 연결하는 선은 대칭 축입니다. PQ는 반사 된 광선입니다.L반사 된 점이 놓이는 직선 방향을 나타냅니다 (공 선상에 있음을 나타냄). 따라서 위의 정의에 따라 F와 L 사이의 거리는 초점이 맞춰지는 파도에 대해 일정합니다.

반사파는 포물선 모양에서 평행 한 파동을 형성합니다. 초점 거리와 조리개 크기의 비율 (예 : f / D)“f over D ratio”포물선 반사체의 중요한 매개 변수입니다. 그 가치는0.25 to 0.50.

반사의 법칙은 입사각과 반사각이 같다고 말합니다. 이 법칙을 포물선과 함께 사용하면 빔의 초점을 맞출 수 있습니다. 의 모양

포물선을 파도 반사 목적으로 사용하면 반사 된 파도를 이용하여 안테나를 만드는 데 도움이되는 포물선의 일부 특성을 나타냅니다.

포물선의 속성

초점에서 발생하는 모든 파동은 포물선 축으로 다시 반사됩니다. 따라서 조리개에 도달하는 모든 파동은 동 위상입니다.
파도가 위상이 같을 때 포물선 축을 따라 방사 광선이 강하고 집중됩니다.

이러한 점을 따라 포물선 형 반사기는 더 좁은 빔 폭으로 높은 지향성을 생성하는 데 도움이됩니다.

Parabolic Reflector의 구성 및 작동

Parabolic Reflector 안테나가 신호를 전송하는 데 사용되는 경우 피드의 신호는 다이폴 또는 혼 안테나에서 나오며 파동을 포물선에 집중시킵니다. 즉, 파동이 초점에서 나와 Paraboloidal 반사판에 부딪칩니다. 이 파도는 이제 다음과 같이 반사됩니다.collimated wave front, 이전에 논의한대로 전송됩니다.

동일한 안테나가 수신기로 사용됩니다. 전자기파가 포물선 모양에 닿으면 파동이 피드 포인트에 반사됩니다. 피드에서 수신기 안테나 역할을하는 쌍극자 또는 혼 안테나는이 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하고이를 수신기 회로로 전달합니다.

다음 이미지는 Parabolic Reflector Antenna를 보여줍니다.

포물면의 이득은 조리개 비율의 함수입니다. (D/λ). 효과적인 복사 전력(ERP) 안테나의 입력 전력은 안테나에 공급되는 입력 전력과 전력 이득의 곱입니다.

일반적으로 도파관 혼 안테나는 포물면 반사기 안테나의 피드 라디에이터로 사용됩니다. 이 기술과 함께 Cassegrain 피드라고하는 포물면 반사기 안테나에 제공되는 또 다른 유형의 피드가 있습니다.

카세그레인 사료

Casse Grain은 반사기 안테나에 제공되는 또 다른 유형의 피드입니다. 이 유형에서 피드는 포물선 반사체와 달리 포물선의 꼭지점에 있습니다. 쌍곡선 역할을하는 볼록한 모양의 반사체는 안테나의 피드 반대편에 배치됩니다. 그것은 또한 알려져 있습니다secondary hyperboloid reflector 또는 sub-reflector. 초점 중 하나가 포물선의 초점과 일치하도록 배치됩니다. 따라서 파동은 두 번 반사됩니다.

위 그림은 카세그레인 사료의 작동 모델을 보여줍니다.

Cassegrain 안테나의 작동

안테나가 송신 안테나 역할을 할 때 피드의 에너지는 혼 안테나를 통해 쌍곡선 오목 반사기로 방사되며 다시 포물선 반사기로 다시 반사됩니다. 신호는 거기에서 공간으로 반사됩니다. 따라서 전력 낭비가 제어되고 지향성이 향상됩니다.

동일한 안테나를 수신에 사용하면 전자기파가 반사판에 부딪 히고 오목 쌍곡선으로 반사되어 거기에서 피드에 도달합니다. 도파관 혼 안테나가이 신호를 수신하고 증폭을 위해 수신기 회로로 전송합니다.

다음 이미지를 살펴보십시오. 카세그레인 피드가있는 포물면 반사경을 보여줍니다.

장점

다음은 Parabolic 반사체 안테나의 장점입니다.

소엽 감소
전력 낭비 감소
동등한 초점 거리가 달성됩니다.
우리의 편의에 따라 어떤 위치 에든 사료를 넣을 수 있습니다.
빔 조정 (좁아 지거나 넓혀 짐)은 반 사면을 조정하여 수행됩니다.

불리

다음은 Parabolic 반사체 안테나의 단점입니다.

포물면 반사경에서 반사되는 일부 전력이 차단됩니다. 이것은 작은 치수의 포물면에서 문제가됩니다.

응용

다음은 Parabolic 반사 안테나의 응용 프로그램입니다-

카세그레인 피드 포물선 반사기는 주로 위성 통신에 사용됩니다.
무선 통신 시스템에도 사용됩니다.

포물선 형 반사기에 대해 그레고리 안 피드라고하는 다른 유형의 피드를 살펴 보겠습니다.

그레고리 안 피드

이것은 사용되는 또 다른 유형의 피드입니다. 한 쌍의 특정 구성이 있으며, 여기서 안테나 크기는 고정 된 상태로 피드 빔 폭이 점진적으로 증가합니다. 이러한 유형의 피드를 그레고리 안 피드라고합니다. 여기에서 casssegrain의 볼록한 쌍곡선은 오목한 모양의 포물면 반사기로 대체됩니다. 물론 크기가 더 작습니다.

이들 Gregorian feed 타입 리플렉터는 네 가지 방법으로 사용할 수 있습니다.