Reflektorska antena: delovanje, vrste in njena uporaba

Antene z visokim ojačenjem so potrebne za radijske komunikacije na dolge razdalje, radioastronomijo, radarje z visoko ločljivostjo itd. Najpogosteje uporabljene antene z visokim ojačenjem antene so reflektorske antene, ker zlahka dosežejo ojačanje nad 30 dB za višje in mikrovalovne frekvence. Tako lahko načrtovanje reflektorjev za številne aplikacije povzroči spektakularen napredek pri razvoju prefinjenih analitičnih in eksperimentalnih tehnik z oblikovanjem površin reflektorjev in optimizacijo osvetlitve nad njihovimi zaslonkami za povečanje ojačanja. Ta članek torej obravnava pregled a reflektorska antena – delo z aplikacijami.

Kaj je reflektorska antena?

Definicija reflektorske antene je; antena, ki je zasnovana za odboj vpadnih elektromagnetnih signalov, ki izvirajo iz ločenega vira. Ta antena je zasnovana predvsem za delovanje pri visokih mikrovalovnih frekvencah. Zaradi svoje lahke in preproste zgradbe je najbolj priljubljen v antenskih sistemih vesoljskih plovil. to antena je izdelan z različnimi reflektorji, katerih površina je hiperbolična, parabolična, sferoidna ali elipsoidna. Parabolična je torej najpogosteje uporabljena antena. The diagram reflektorske antene je prikazano spodaj.

Kako deluje reflektorska antena?

Načelo delovanja reflektorske antene je; ta antena deluje na visokem območju mikrovalovnih frekvenc. Elektromagnetno valovanje pri tej frekvenci deluje kot svetlobni val, tako da se ta svetlobni val odbije, ko zadene površino. Vendar pa je ta antena kombinacija odbojne površine in dovajalnega elementa, kar pomeni, da je za vzbujanje odbojnega elementa potrebna odbojna površina z antenskim elementom. Torej je sestavljen iz aktivnega in pasivnega elementa.

Antena, ki se uporablja za vzbujanje, se imenuje aktivni element medtem ko je tisti, ki ponovno oddaja oddano energijo skozi aktivni element, znan kot pasivni element ali odbojna površina. Torej je aktivni element dovod, medtem ko je pasivni element reflektor.

Na splošno ima ta antena bistveno vlogo pri širjenju radijskih valov, ker spreminja sevalni vzorec sevalnega elementa. Te antene delujejo tako, da je dovajana energija usmerjena na zrcalno površino, ki se nahaja na ustreznem mestu. Nadalje, ko pridobiva energijo, jo reflektor vodi v točno določeno smer.

Tu je treba opozoriti, da antene z velikim ojačenjem delujejo na mikrovalovnih frekvencah in imajo majhno fizično velikost, ki zagotavlja prednostno usmerjenost. Kljub temu, da ponuja več geometrijskih konfiguracij, obstaja nekaj priljubljenih oblik, kjer je oblikovana odbojna površina antene. Na podlagi tega so nadalje razvrščene reflektorske antene.

Vrste reflektorskih anten

Reflektorske antene so razvrščene v različne vrste, kot so palične, ravninske, kotne, valjaste, sferične in parabolične, vsaka vrsta pa je obravnavana spodaj.

Ravninski reflektor

Ravna reflektorska antena vključuje primarno anteno in odbojno površino, ki je zelo uporabna za oddajanje elektromagnetne energije v prednostni smeri, vendar ni izvedljiva za kolimacijo energije v smeri naprej. Ta reflektor je znan tudi kot ploščati reflektor in velja za enega izmed preprostih reflektorjev, ki usmerjajo elektromagnetno valovanje v ustrezno smer.

V tej anteni je ravna kovinska plošča razporejena na določeni razdalji od dovodne točke. Za notranje radijske valove deluje kot ravno zrcalo in jim omogoča, da doživijo odsev v njem. Ravni reflektor ima težave pri kolimiranju celotne energije v smeri naprej. Torej, za obravnavo značilnosti vzorca, impedance, usmerjenosti in ojačanja sistema se uporablja polarizacija aktivnega elementa z njegovim položajem glede na odsevno površino.

Kotni reflektor

Kotna reflektorska antena vključuje najmanj dve ali tri prevodne ravne površine, ki se med seboj sekajo. Pri tej vrsti antene je dovodni element dipol ali zbirka kolinearnih dipolov. Kotna reflektorska antena se uporablja predvsem za doseganje kolimacije elektromagnetne energije v smeri naprej. Zato se uporablja za zatiranje sevanja v stranskih in vzvratnih smereh.

Ta reflektor je spremenjena različica ravninskega reflektorja, ki prikazuje največje sevanje v smeri naprej. Večinoma se oblika ravnega reflektorja spremeni tako, da se združita dve ravni plošči, da tvorita vogal. Ti se uporabljajo za izboljšanje zmogljivosti usmerjanja EM energije v smeri naprej, da se zmanjša ojačanje nazaj odbitega valovanja.

Cilindrični reflektor

Antenski reflektor, ki je izdelan s cilindrično obliko, je znan kot cilindrični reflektor. Cilindrična oblika reflektorja preprosto omogoča fokusiranje signala na površino antene. Ti reflektorji se široko uporabljajo povsod, kjer sta potrebna širokokotna navpična pokritost in ostri azimutni žarki, kot so linijski viri in zračne navigacijske antene.

Sferični reflektor

Sferični reflektor je oblikovan s sferično površino, podobno cilindričnemu reflektorju, kar pomeni, da so ti reflektorji elementi sferičnih površin. Velikost reflektorja v tej anteni je polovica kroglic. Uporabljajo se predvsem za kolimiranje energije iz aktivnih elementov v smeri naprej.

Parabolični reflektor

Vrsta reflektorske antene, ki je zasnovana v paraboloidni strukturi z uporabo lastnosti parabole, je znana kot parabolični reflektor. V tej anteni je prisoten aktivni element, ki usmeri glavno os, da odbije sevano valovanje v smeri, ki je vzporedna z glavno osjo.

Kot je prikazano na zgornjem diagramu, valovi, ki jih proizvaja antena, vpadajo čez reflektor. Ta reflektor jih preprosto odbija in tvori ravno valovno fronto. Ti valovi so izničeni v drugih smereh zaradi razlik v poti in fazah. Na ta način se parabolična reflektorska antena spremeni iz sferičnega v ravni val.

Palični reflektor

Vrsta antene, ki ima paličasti reflektor, je znana kot paličasta reflektorska antena. Palični reflektor se večinoma uporablja v a Antena Yagi-Uda . Ta reflektor je nameščen na določeni razdalji na zadnji strani gnanega elementa znotraj antene in na splošno ima dolžino nad dolžino gnanega elementa, ki je polvalovni dipol. Reflektor v anteni preprosto zagotavlja induktivno reaktanco in tako vodi sevano polje v smeri nazaj do gnanega elementa, da se zmanjšajo izgube zaradi povratno odbitega vala. Torej pomaga pri izboljšanju dobička.

Prednosti

The Prednosti reflektorske antene vključujejo naslednje.

• Ti so vsestranski.
• Imajo izjemne lastnosti sevanja.
• Antena paraboličnega tipa ima visoko ojačanje in visoko usmerjenost.
• Parabolični reflektor zmanjša manjše režnje.
• Količina izgubljene energije je dokaj nizka v primerjavi z drugimi antenami.
• Zagotavlja fleksibilnost pri razporejanju podajalnega elementa.
• Parabolični reflektor omogoča enostavno prilagajanje snopa.

Slabosti

The slabosti reflektorskih anten vključujejo naslednje.

• Reflektorsko anteno je treba uravnotežiti, da ne ovira dovodne točke.
• Zasnova antene paraboličnega tipa je zapleten postopek.
• Površinska popačenja v parabolični reflektorski anteni se lahko pojavijo v izjemno velikem krožniku. Tako je to mogoče zmanjšati s široko mrežo namesto neprekinjene površine.
• Ta velikost antene je precej velika in tudi skupni stroški so visoki.
• Da bi dosegli najboljše rezultate delovanja, je treba dovod postaviti točno v žarišče parabolične antene. To je praktično težko doseči.

Aplikacije

The uporaba reflektorske antene e vključujejo naslednje.

• Reflektorska antena se v veliki meri uporablja v satelitskih komunikacijah, radarjih, telemetriji globokega vesolja, radijski astronomiji in daljinskem zaznavanju.
• Vrsta reflektorja je bistveni del komunikacijskih in radarskih sistemov.
• Te antene se v veliki meri uporabljajo v komunikaciji od točke do točke, daljinskem zaznavanju, satelitski komunikaciji, telemetriji globokega vesolja in oddajanju televizijskega signala.
• Vrste reflektorjev se uporabljajo v radioastronomiji, vremenskih radarjih in sistemih vesoljskih plovil.
• Učinkovitost antene je mogoče izboljšati z reflektorji. Tako se reflektorska antena uporablja za izboljšanje usmerjenosti.
• Ta antena se uporablja v aplikacijah vesoljskih plovil.

Torej, to je pregled reflektorja antena – delo z aplikacijami. Te antene so znane kot mikrovalovne antene in območje delovne frekvence, ki jo ponuja ta antena, je običajno nad 1 MHz, zato se te antene uporabljajo v brezžičnih aplikacijah. Tukaj je vprašanje za vas, kakšna je funkcija antene?