Anten Teorisi - Parabolik Reflektör

Parabolic ReflectorsMikrodalga antenlerdir. Bu antenlerin daha iyi anlaşılması için parabolik reflektör kavramı tartışılmalıdır.

Frekans aralığı

Parabolik yansıtıcı antenlerin uygulaması için kullanılan frekans aralığı, above 1MHz. Bu antenler, radyo ve kablosuz uygulamalar için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çalışma prensibi

Bir parabolün standart tanımı - sabit noktadan uzaklığı olacak şekilde hareket eden bir noktanın konumudur ( focus) artı düz bir çizgiden uzaklığı ( directrix) sabittir.

Aşağıdaki şekil parabolik reflektörün geometrisini göstermektedir. NoktaF odak (besleme verilir) ve Vtepe noktasıdır. F ve V'yi birleştiren çizgi simetri eksenidir. PQ, yansıyan ışınlardır.LYansıyan noktaların üzerinde bulunduğu doğrudaki çizgiyi temsil eder (bunların eşdoğrusal olduklarını söylemek için). Dolayısıyla, yukarıdaki tanıma göre, F ve L arasındaki mesafe odaklanan dalgalara göre sabittir.

Yansıyan dalga, parabolik şeklin dışında, birleşik bir dalga cephesi oluşturur. Odak uzunluğunun diyafram boyutuna (yani, f / D) oranı olarak bilinen“f over D ratio”parabolik reflektörün önemli bir parametresidir. Değeri,0.25 to 0.50.

Yansıma yasası, geliş açısının ve yansıma açısının eşit olduğunu belirtir. Bu yasa, bir parabol ile birlikte kullanıldığında, ışının odaklanmasına yardımcı olur. Şekli

Parabol, dalgaların yansıması amacıyla kullanıldığında, yansıyan dalgaları kullanarak bir anten inşa etmeye yardımcı olan parabolün bazı özelliklerini sergiler.

Parabolün Özellikleri

  • Odaktan kaynaklanan tüm dalgalar, parabolik eksene geri yansır. Bu nedenle, açıklığa ulaşan tüm dalgalar aynı fazdadır.

  • Dalgalar fazda olduğundan, parabolik eksen boyunca radyasyon ışını güçlü ve yoğunlaşacaktır.

Bu noktaların ardından parabolik reflektörler, daha dar ışın genişliğiyle yüksek yönlülük üretmeye yardımcı olur.

Parabolik Reflektörün Yapısı ve Çalışması

Bir sinyali iletmek için bir Parabolik Reflektör anteni kullanılıyorsa, beslemeden gelen sinyal, dalgayı parabole odaklamak için bir dipolden veya bir huni anteninden gelir. Bu, dalgaların odak noktasından çıkıp Paraboloidal yansıtıcıya çarptığı anlamına gelir. Bu dalga artık şu şekilde yansıtılıyor:collimated wave front, daha önce tartışıldığı gibi, iletilmek için.

Aynı anten bir alıcı olarak kullanılır. Elektromanyetik dalga parabolün şekline çarptığında, dalga besleme noktasına yansıtılır. Beslemesinde alıcı anten görevi gören dipol veya huni anten, bu sinyali alarak elektrik sinyaline dönüştürür ve alıcı devresine iletir.

Aşağıdaki görüntü bir Parabolik Reflektör Antenini göstermektedir.

Paraboloidin kazancı, açıklık oranının bir fonksiyonudur (D/λ). Etkili Yayılan Güç(ERP) Bir antenin, antene beslenen giriş gücünün ve güç kazanımının çarpımıdır.

Genellikle, paraboloit reflektör anten için bir besleme radyatörü olarak bir dalga kılavuz huni anteni kullanılır. Bu teknikle birlikte, Cassegrain beslemesi olarak adlandırılan paraboloit reflektör antene verilen başka bir tür beslememiz var.

Cassegrain Yem

Casse tahıl, reflektör antenine verilen başka bir besleme türüdür. Bu tipte besleme, parabolik reflektörün aksine paraboloidin tepe noktasında bulunur. Antenin beslemesinin karşısına hiperboloit görevi gören dışbükey şekilli bir reflektör yerleştirilir. Olarak da bilinirsecondary hyperboloid reflector veya sub-reflector. Odaklarından biri paraboloitin odağı ile çakışacak şekilde yerleştirilmiştir. Böylece dalga iki kez yansıtılır.

Yukarıdaki şekil, cassegrain beslemesinin çalışma modelini göstermektedir.

Cassegrain Antenin Çalışması

Anten bir verici anten görevi gördüğünde, beslemeden gelen enerji bir huni anten vasıtasıyla hiperboloid içbükey reflektöre yayılır ve bu da yine parabolik reflektöre geri yansır. Sinyal oradan uzaya yansır. Böylece, güç israfı kontrol edilir ve yönlülük geliştirilir.

Alım için aynı anten kullanıldığında elektromanyetik dalgalar reflektöre çarpar, içbükey hiperboloide yansır ve oradan beslemeye ulaşır. Bir dalga kılavuzu huni anteni, bu sinyali almak için orada bulunur ve amplifikasyon için alıcı devresine gönderir.

Aşağıdaki resme bir göz atın. Cassegrain beslemeli paraboloit bir reflektörü gösterir.

Avantajlar

Aşağıdakiler Parabolik reflektör antenin avantajlarıdır -

  • Küçük lobların azaltılması

  • Güç israfı azalır

  • Eşdeğer odak uzaklığı elde edildi

  • Uygunluğumuza göre yem herhangi bir yere yerleştirilebilir

  • Işının ayarlanması (daraltma veya genişletme), yansıtıcı yüzeyler ayarlanarak yapılır.

Dezavantaj

Parabolik reflektör anteninin dezavantajı şudur:

  • Parabolik reflektörden yansıyan gücün bir kısmı engellenir. Bu, küçük boyutlu paraboloidde bir sorun haline gelir.

Uygulamalar

Aşağıdakiler Parabolik reflektör anten uygulamalarıdır -

  • Cassegrain beslemeli parabolik reflektör, esas olarak uydu iletişiminde kullanılır.

  • Ayrıca kablosuz telekomünikasyon sistemlerinde de kullanılır.

Parabolik reflektörler için Gregoryen beslemesi olarak adlandırılan diğer besleme türüne bakalım.

Miladi Yem

Bu, kullanılan başka bir besleme türüdür. Anten boyutları sabit tutulurken besleme ışını genişliğinin kademeli olarak arttığı bir çift belirli konfigürasyon vardır. Böyle bir yem türü, Gregoryen yemi olarak bilinir. Burada, dışbükey şekilli kassamint hiperboloidi, elbette daha küçük boyutta olan içbükey şekilli bir paraboloit reflektör ile değiştirilir.

Bunlar Gregorian feed tip reflektörler dört şekilde kullanılabilir -

  • F1 odak noktalarında reflektör elipsoidal alt reflektör kullanan Gregoryen sistemler.

  • Odak F2'de reflektör elipsoidal alt reflektör kullanan Gregoryen sistemler.

  • Hiperboloid alt reflektör (konveks) kullanan Cassegrain sistemleri.

  • Hiperboloid alt reflektör kullanan Cassegrain sistemleri (içbükey ancak besleme ona çok yakındır.)

Bunların hepsi sadece popüler olmadıkları ve yaygın olarak kullanılmadıkları için belirtilmelidir. Sınırları var.

Şekil, tüm reflektör türlerinin çalışma modelini açıkça göstermektedir. Diğer paraboloit Reflektör türleri de vardır:

  • Kesik-paraboloit
  • Parabolik silindir
  • Hap kutusu paraboloit

Ancak hepsi çalışma koşullarında sahip oldukları sınırlamalar ve dezavantajlar nedeniyle nadiren kullanılmaktadır.

Bu nedenle, tüm reflektör anten türleri arasında, basit parabolik reflektörler ve cassegrain beslemeli parabolik reflektörler en yaygın kullanılanlardır.