Le antenne ad alto guadagno sono necessarie per le comunicazioni radio a lunga distanza, la radioastronomia, i radar ad alta risoluzione, ecc. Quindi, le antenne ad alto guadagno più utilizzate antenne sono antenne Reflector perché possono raggiungere facilmente guadagni superiori a 30 dB per frequenze più alte e microonde. Quindi la progettazione di riflettori per molte applicazioni può portare a progressi spettacolari nello sviluppo di sofisticate tecniche analitiche e sperimentali modellando le superfici del riflettore e ottimizzando l'illuminazione sulle loro aperture per aumentare il guadagno. Quindi questo articolo discute una panoramica di a antenna a riflettore – lavorare con le applicazioni.
Cos'è l'antenna riflettente?
La definizione dell'antenna del riflettore è; un'antenna progettata per riflettere i segnali elettromagnetici incidenti provenienti da una sorgente separata. Questa antenna è progettata principalmente per funzionare ad alte frequenze di microonde. È più popolare nei sistemi di antenne di veicoli spaziali grazie alla sua struttura leggera e semplice. Questo antenna è realizzato con vari riflettori la cui superficie è iperbolica, parabolica, sferoide o ellissoidale. Quindi, la parabolica è l'antenna più utilizzata. Il diagramma dell'antenna a riflettore è mostrato di seguito.
Come funziona un'antenna a riflettore?
Il principio di funzionamento di un'antenna a riflettore è; questa antenna funziona su un'ampia gamma di frequenze delle microonde. L'onda elettromagnetica a questa frequenza si comporta come un'onda luminosa, quindi questa onda luminosa viene riflessa una volta che colpisce una superficie. Tuttavia, questa antenna è una combinazione di una superficie riflettente e di un elemento di alimentazione, il che significa che è necessaria una superficie riflettente con un elemento di antenna per dare eccitazione all'elemento riflettente. Quindi è composto sia da un elemento attivo che da uno passivo.
L'antenna utilizzata per fornire l'eccitazione è chiamata elemento attivo mentre quello che irradia nuovamente l'energia emessa attraverso l'elemento attivo è detto elemento passivo o superficie riflettente. Quindi, l'elemento attivo è l'alimentazione mentre l'elemento passivo è il riflettore.
In generale, questa antenna svolge un ruolo essenziale nella propagazione delle onde radio perché modifica il diagramma di radiazione dell'elemento radiante. Queste antenne operano in modo tale che l'energia di alimentazione sia diretta verso la superficie riflettente posta in posizione opportuna. Inoltre, guadagnando energia, il riflettore la guida in una direzione precisa.
Qui, è da notare che le antenne ad alto guadagno operano alle frequenze delle microonde e hanno una piccola dimensione fisica che fornisce la direttività preferita. Nonostante forniscano diverse configurazioni geometriche, ci sono alcune forme popolari in cui si forma la superficie riflettente dell'antenna. Quindi, sulla base di questo, inoltre, le antenne del riflettore sono classificate.
Tipi di antenne riflettore
Le antenne riflettori sono classificate in diversi tipi come asta, piano, angolo, cilindrico, sferico e parabolico, e ogni tipo è discusso di seguito.
Riflettore aereo
L'antenna a riflettore piano include un'antenna primaria e una superficie riflettente che è molto utile per emettere energia elettromagnetica nella direzione preferita, tuttavia non è possibile collimare l'energia nella direzione in avanti. Questo riflettore è anche noto come riflettore a foglio piatto ed è considerato uno dei semplici riflettori che dirigono l'onda EM nella direzione adatta.
In questa antenna, il foglio metallico piano è disposto ad una distanza particolare dal punto di alimentazione. Per le onde radio interne, si comporta come uno specchio piano e consente loro di sperimentare la riflessione attraverso di esso. Un riflettore piano possiede difficoltà nel collimare l'energia complessiva all'interno della direzione in avanti. Quindi, per gestire le caratteristiche del modello, l'impedenza, la direttività e il guadagno del sistema, viene utilizzata la polarizzazione dell'elemento attivo con la sua posizione rispetto alla faccia riflettente.
Riflettore d'angolo
L'antenna a riflettore d'angolo comprende un minimo di due o tre superfici piane conduttrici che si intersecano reciprocamente. Quindi in questo tipo di antenna, l'elemento di alimentazione è un dipolo o un insieme di dipoli collineari. L'antenna del tipo a riflettore angolare viene utilizzata principalmente per ottenere la collimazione dell'energia elettromagnetica all'interno della direzione in avanti. Quindi viene utilizzato per sopprimere le radiazioni nelle direzioni laterali e all'indietro.
Questo riflettore è una versione modificata del riflettore piano per mostrare la massima radiazione in avanti. Principalmente, la forma del riflettore piano viene modificata combinando due fogli di livello per formare un angolo. Questi sono usati per migliorare la capacità di dirigere l'energia EM nella direzione in avanti per diminuire il guadagno dell'onda riflessa all'indietro.
Riflettore cilindrico
Il riflettore dell'antenna che viene creato con una forma cilindrica è noto come riflettore cilindrico. La forma cilindrica del riflettore consente semplicemente di focalizzare il segnale sulla superficie dell'antenna. Questi riflettori sono ampiamente utilizzati ovunque sia necessaria una copertura verticale grandangolare e fasci azimutali nitidi come sorgenti di linea e antenne di navigazione aerea.
Riflettore sferico
Un riflettore sferico è progettato con una superficie sferica simile a un riflettore cilindrico, il che significa che questi riflettori sono elementi di superfici sferiche. La dimensione del riflettore in questa antenna è la metà delle sfere. Questi sono utilizzati principalmente per collimare l'energia dagli elementi attivi verso la direzione in avanti.
Riflettore parabolico
Un tipo di antenna a riflettore progettata in una struttura paraboloide utilizzando le proprietà della parabola è nota come riflettore parabolico. In questa antenna è presente l'elemento attivo che focalizza l'asse principale per riflettere l'onda irradiata in direzione parallela all'asse principale.
Come mostrato nel diagramma sopra, le onde prodotte dall'antenna a tromba incidono sul riflettore. Questo riflettore li riflette semplicemente per formare un fronte d'onda piano. Queste onde vengono annullate in altre direzioni a causa delle differenze di percorso e fase. Quindi, in questo modo, l'antenna a riflettore parabolico cambia da onda sferica a onda piana.
Riflettore a stelo
Un tipo di antenna che ha il riflettore a forma di asta è noto come antenna con riflettore ad asta. Un riflettore a barra viene utilizzato principalmente in a Antenna Yagi-Uda . Questo riflettore è disposto a una distanza particolare nella parte posteriore dell'elemento pilotato all'interno dell'antenna e generalmente ha una lunghezza superiore alla lunghezza dell'elemento pilotato che è un dipolo a semionda. Il riflettore nell'antenna fornisce semplicemente reattanza induttiva guidando così il campo irradiato nella direzione all'indietro verso l'elemento condotto per diminuire le perdite a causa dell'onda riflessa all'indietro. Quindi aiuta a migliorare il guadagno.
Vantaggi
Il vantaggi dell'antenna a riflettore include il seguente.
- Questi sono versatili.
- Hanno prestazioni di radiazione eccezionali.
- L'antenna di tipo parabolico ha un alto guadagno e un'elevata direttività.
- Il riflettore parabolico diminuisce i lobi minori.
- La quantità di spreco di energia è piuttosto bassa rispetto ad altre antenne.
- Fornisce flessibilità durante la disposizione dell'elemento di alimentazione.
- Il riflettore parabolico consente una facile regolazione del fascio.
Svantaggi
Il svantaggi delle antenne riflettenti include il seguente.
- L'antenna del riflettore deve essere bilanciata per evitare l'ostruzione del punto di alimentazione.
- Il design dell'antenna di tipo parabolico è una procedura complessa.
- Le distorsioni superficiali nell'antenna a riflettore parabolico possono avvenire in una parabola estremamente grande. Quindi questo può essere ridotto con una maglia larga al posto di una superficie continua.
- Questa dimensione dell'antenna è piuttosto grande e anche il costo complessivo è elevato.
- Per ottenere i migliori risultati prestazionali, il feed dovrebbe essere posizionato esattamente al centro dell'antenna parabolica. Questo è difficile da raggiungere praticamente.
Applicazioni
Il applicazioni dell'antenna a riflettore e includono quanto segue.
- Un'antenna riflettore è stata ampiamente utilizzata nelle comunicazioni satellitari, nei radar, nella telemetria dello spazio profondo, nella radioastronomia e nel telerilevamento.
- Un tipo di riflettore è una parte essenziale della comunicazione così come dei sistemi radar.
- Queste antenne sono ampiamente utilizzate nella comunicazione punto-punto, nel telerilevamento, nella comunicazione satellitare, nella telemetria dello spazio profondo e nella trasmissione di segnali TV.
- I tipi di riflettori sono applicabili in radioastronomia, radar meteorologici e sistemi di veicoli spaziali.
- Le prestazioni dell'antenna possono essere migliorate con i riflettori. Quindi l'antenna a riflettore viene utilizzata per migliorare la direttività.
- Questa antenna è utilizzata all'interno di applicazioni per veicoli spaziali.
Così, questo è una panoramica del riflettore antenna – lavorare con le applicazioni. Queste antenne sono conosciute come antenne a microonde e la gamma di frequenza operativa offerta da questa antenna è solitamente superiore a 1 MHz, quindi queste antenne sono utilizzate in applicazioni wireless. Ecco una domanda per te, qual è la funzione di un'antenna?
