Antenă reflector: funcționare, tipuri și aplicații

Antenele cu amplificare ridicată sunt necesare pentru comunicații radio pe distanțe lungi, radioastronomie, radare de înaltă rezoluție etc. Așadar, cele mai frecvent utilizate antene sunt antene reflectoare, deoarece pot atinge cu ușurință câștiguri de peste 30 dB pentru frecvențe mai mari și cu microunde. Deci, proiectarea reflectoarelor pentru multe aplicații poate duce la progrese spectaculoase în dezvoltarea tehnicilor analitice și experimentale sofisticate prin modelarea suprafețelor reflectoarelor și optimizarea iluminării peste deschiderile lor pentru a crește câștigul. Deci, acest articol discută o prezentare generală a unui antenă reflector – lucrul cu aplicații.

Ce este antena reflector?

Definiția antenei reflectorului este; o antenă care este proiectată pentru a reflecta semnalele electromagnetice incidente care provin dintr-o sursă separată. Această antenă este proiectată în principal să funcționeze la frecvențe înalte de microunde. Este cel mai popular în sistemele de antene ale navelor spațiale datorită structurii sale ușoare și simple. Acest antenă este realizat cu diverse reflectoare a căror suprafață este hiperbolic, parabolic, sferoidian sau elipsoid. Deci, parabolica este antena cel mai des folosită. The diagrama antenei reflectorului este prezentat mai jos.

Cum funcționează o antenă reflector?

Principiul de funcționare al antenei reflector este: această antenă funcționează la o gamă mare de frecvențe de microunde. Unda electromagnetică la această frecvență funcționează ca o undă luminoasă, astfel încât această undă luminoasă este reflectată odată ce lovește o suprafață. Cu toate acestea, această antenă este o combinație de suprafață reflectorizantă și element de alimentare, ceea ce înseamnă că este necesară o suprafață reflectorizante cu un element de antenă pentru a da excitație elementului reflector. Deci, este compus atât dintr-un element activ, cât și unul pasiv.

Antena folosită pentru a furniza excitația se numește element activ în timp ce cel care radiază din nou energia emisă prin elementul activ este cunoscut sub numele de element pasiv sau suprafață reflectorizantă. Deci, elementul activ este alimentarea, în timp ce elementul pasiv este reflectorul.

În general, această antenă joacă un rol esențial în propagarea undelor radio, deoarece modifică modelul de radiație al elementului radiant. Aceste antene funcționează în așa fel încât energia de alimentare să fie direcționată către suprafața reflectorizante situată într-o poziție adecvată. În continuare, după obținerea energiei, reflectorul îl ghidează într-o direcție exactă.

Aici, este de remarcat faptul că antenele cu câștig mare funcționează la frecvențe de microunde și au o dimensiune fizică mică care oferă directivitate preferată. În ciuda faptului că oferă mai multe configurații geometrice, există câteva forme populare în care se formează suprafața de reflectare a antenei. Deci, pe baza acestui fapt, în continuare, antenele reflectoare sunt clasificate.

Tipuri de antenă reflector

Antenele reflectoare sunt clasificate în diferite tipuri, cum ar fi tijă, plană, colț, cilindrice, sferică și parabolice, iar fiecare tip este discutat mai jos.

Reflector de avion

Antena cu reflector plan include o antenă primară și o suprafață reflectorizantă, care este foarte utilă pentru a emite energie electromagnetică în direcția preferată, dar nu este fezabilă să colimeze energia în direcția înainte. Acest reflector este, de asemenea, cunoscut sub numele de reflector plat și este considerat unul dintre reflectoarele simple care direcționează unda EM în direcția potrivită.

În această antenă, foaia metalică plană este dispusă la o anumită distanță de punctul de alimentare. Pentru undele radio interioare, funcționează ca o oglindă plană și le permite să experimenteze reflexia în întreaga ea. Un reflector plan are dificultăți în colimarea energiei totale în direcția înainte. Deci, pentru a gestiona caracteristicile modelului, impedanța, directivitatea și câștigul sistemului, se folosește polarizarea elementului activ cu poziția sa în jurul feței reflectorizante.

Reflector de colț

Antena reflector de colț include cel puțin două sau trei suprafețe plate conducătoare care se intersectează reciproc. Deci, în acest tip de antenă, elementul de alimentare este fie un dipol, fie o colecție de dipoli coliniari. Antena de tip reflector de colț este utilizată în principal pentru a obține colimarea energiei electromagnetice în direcția înainte. Deci este folosit pentru a suprima radiația în direcțiile laterale și înapoi.

Acest reflector este o versiune modificată a reflectorului plan pentru a afișa radiația maximă în direcția înainte. În mare parte, forma reflectorului plan este modificată prin combinarea a două foi de nivel pentru a forma un colț. Acestea sunt folosite pentru a îmbunătăți capacitatea de direcționare a energiei EM în direcția înainte pentru a scădea câștigul undei reflectate înapoi.

Reflector cilindric

Reflectorul de antenă care este creat cu o formă cilindrică este cunoscut sub numele de reflector cilindric. Forma cilindrică a reflectorului vă permite pur și simplu să focalizați semnalul pe suprafața antenei. Aceste reflectoare sunt utilizate pe scară largă oriunde sunt necesare acoperire verticală cu unghi larg și fascicule azimutale ascuțite, cum ar fi sursele de linie și antenele de navigație aeropurtate.

Reflector sferic

Un reflector sferic este proiectat cu o suprafață sferică similară cu un reflector cilindric, ceea ce înseamnă că acești reflectori sunt elemente ale suprafețelor sferice. Dimensiunea reflectorului din această antenă este de jumătate din sfere. Acestea sunt utilizate în principal pentru colimarea energiei de la elementele active către direcția înainte.

Reflector parabolic

Un tip de antenă reflector care este proiectat într-o structură paraboloidă utilizând proprietățile parabolei este cunoscut sub numele de reflector parabolic. În această antenă, este prezent elementul activ care focalizează axa principală pentru a reflecta unda radiată într-o direcție paralelă cu axa principală.

După cum se arată în diagrama de mai sus, undele produse de antena corn sunt incidente peste reflector. Acest reflector le reflectă pur și simplu pentru a forma un front de undă plan. Aceste unde sunt anulate în alte direcții din cauza diferențelor de cale și fază. Deci, în acest fel, antena reflector parabolic se schimbă de la undă sferică la undă plană.

Tijă reflector

Un fel de antenă care are reflectorul în formă de tijă este cunoscut sub numele de antenă reflector de tijă. Un reflector tip tijă este utilizat în principal în a Antena Yagi-Uda . Acest reflector este aranjat la o anumită distanță în spatele elementului condus în interiorul antenei și, în general, are o lungime peste lungimea elementului condus care este un dipol cu ​​jumătate de undă. Reflectorul din antenă oferă pur și simplu reactanță inductivă, ghidând astfel câmpul radiat în direcția înapoi către elementul antrenat pentru a reduce pierderile din cauza undei reflectate înapoi. Deci ajută la îmbunătățirea câștigului.

Avantaje

The Avantajele antenei reflectoare includ următoarele.

• Acestea sunt versatile.
• Au performanțe remarcabile de radiație.
• Antena de tip parabolic are câștig mare și directivitate ridicată.
• Reflectorul parabolic scade lobii minori.
• Cantitatea de risipă de energie este destul de mică în comparație cu alte antene.
• Oferă flexibilitate în timp ce aranjează elementul de alimentare.
• Reflectorul parabolic asigură o reglare ușoară a fasciculului.

Dezavantaje

The dezavantajele antenelor reflectoare includ următoarele.

• Antena reflector trebuie să fie echilibrată pentru a fi departe de obstrucția punctului de alimentare.
• Proiectarea antenei de tip parabolic este o procedură complexă.
• Distorsiunile de suprafață în antena reflector parabolic pot avea loc într-o antenă extrem de mare. Deci aceasta poate fi redusă cu o plasă largă în locul unei suprafețe continue.
• Această dimensiune a antenei este destul de mare și costul total este, de asemenea, mare.
• Pentru a obține cele mai bune rezultate de performanță, alimentarea trebuie plasată exact în centrul antenei parabolice. Acest lucru este greu de realizat practic.

Aplicații

The aplicații ale antenei reflectoare e includ următoarele.

• O antenă reflector a fost utilizată pe scară largă în comunicații prin satelit, radare, telemetrie în spațiu adânc, radioastronomie și teledetecție.
• Un tip de reflector este o parte esențială a comunicațiilor, precum și a sistemelor radar.
• Aceste antene sunt utilizate pe scară largă în comunicațiile punct-la-punct, teledetecție, comunicații prin satelit, telemetrie în spațiu adânc și transmisie de semnal TV.
• Tipurile de reflectoare sunt aplicabile în radioastronomie, radare meteo și în sistemele de nave spațiale.
• Performanța antenei poate fi îmbunătățită cu reflectoare. Deci antena reflector este folosită pentru a îmbunătăți directivitatea.
• Această antenă este utilizată în aplicațiile navelor spațiale.

Astfel, aceasta este o privire de ansamblu asupra reflectorului antenă – lucrul cu aplicații. Aceste antene sunt cunoscute ca antene cu microunde iar gama de frecvență de operare oferită de această antenă este de obicei peste 1 MHz, astfel încât aceste antene sunt utilizate în aplicații wireless. Iată o întrebare pentru tine, care este funcția unei antene?