Антенны с высоким коэффициентом усиления необходимы для дальней радиосвязи, радиоастрономии, радаров высокого разрешения и т. д. Так, наиболее часто используемые антенны с высоким коэффициентом усиления антенны являются рефлекторными антеннами, потому что они могут легко достигать усиления выше 30 дБ для более высоких и микроволновых частот. Таким образом, проектирование отражателей для многих приложений может привести к впечатляющему прогрессу в разработке сложных аналитических и экспериментальных методов за счет изменения формы поверхностей отражателей и оптимизации освещения по их апертурам для увеличения коэффициента усиления. Итак, в этой статье обсуждается обзор рефлекторная антенна – работа с приложениями.
Что такое рефлекторная антенна?
Определение рефлекторной антенны: антенна, предназначенная для отражения падающих электромагнитных сигналов, исходящих от отдельного источника. Эта антенна в основном предназначена для работы на высоких микроволновых частотах. Он наиболее популярен в антенных системах космических кораблей из-за своей легкой и простой конструкции. Этот антенна изготавливается с различными рефлекторами, поверхность которых имеет гиперболическую, параболическую, сфероидальную или эллипсоидную форму. Итак, параболическая антенна является наиболее часто используемой. схема рефлекторной антенны показано ниже.
Как работает рефлекторная антенна?
Принцип работы рефлекторной антенны: эта антенна работает в высоком диапазоне микроволновых частот. Электромагнитная волна на этой частоте действует как световая волна, поэтому эта световая волна отражается, когда попадает на поверхность. Однако эта антенна представляет собой комбинацию отражающей поверхности и облучающего элемента, что означает, что отражающая поверхность с антенным элементом требуется для возбуждения отражающего элемента. Таким образом, он состоит из активного и пассивного элементов.
Антенна, используемая для возбуждения, называется активный элемент тогда как тот, который снова излучает излучаемую энергию через активный элемент, известен как пассивный элемент или отражающая поверхность. Итак, активный элемент — это облучатель, а пассивный — отражатель.
Как правило, эта антенна играет существенную роль в распространении радиоволн, поскольку она изменяет диаграмму направленности излучающего элемента. Эти антенны работают таким образом, что энергия питания направляется на отражающую поверхность, расположенную в подходящем месте. Далее, набирая энергию, отражатель направляет ее в точном направлении.
Здесь следует отметить, что антенны с высоким коэффициентом усиления работают на микроволновых частотах и имеют небольшой физический размер, что обеспечивает предпочтительную направленность. Несмотря на наличие нескольких геометрических конфигураций, есть несколько популярных форм, в которых формируется отражающая поверхность антенны. Вот исходя из этого далее и классифицируют рефлекторные антенны.
Типы рефлекторных антенн
Рефлекторные антенны подразделяются на различные типы, такие как стержневые, плоские, угловые, цилиндрические, сферические и параболические, и каждый тип обсуждается ниже.
Плоский отражатель
Антенна с плоским отражателем включает в себя первичную антенну и отражающую поверхность, которая очень полезна для излучения электромагнитной энергии в предпочтительном направлении, однако невозможна для коллимации энергии в прямом направлении. Этот отражатель также известен как плоский отражатель и считается одним из простых отражателей, которые направляют электромагнитную волну в подходящем направлении.
В этой антенне плоский металлический лист расположен на определенном расстоянии от точки питания. Для внутренних радиоволн он действует как плоское зеркало и позволяет им отражаться в нем. Плоский рефлектор имеет трудности с коллимацией всей энергии в прямом направлении. Таким образом, для обработки характеристик диаграммы направленности, импеданса, направленности и усиления системы используется поляризация активного элемента с его положением относительно отражающей поверхности.
Угловой отражатель
Антенна с уголковым отражателем включает как минимум две или три плоские проводящие поверхности, пересекающиеся друг с другом. Таким образом, в антенне этого типа облучающий элемент представляет собой либо диполь, либо набор коллинеарных диполей. Антенна с уголковым отражателем в основном используется для достижения коллимации электромагнитной энергии в прямом направлении. Поэтому он используется для подавления излучения в боковом и обратном направлениях.
Этот отражатель представляет собой модифицированную версию плоского отражателя, обеспечивающую максимальное излучение в прямом направлении. Чаще всего форму плоского отражателя изменяют путем объединения двух ровных листов в угол. Они используются для улучшения направляющей способности электромагнитной энергии в прямом направлении, чтобы уменьшить усиление отраженной назад волны.
Цилиндрический рефлектор
Антенный отражатель, имеющий цилиндрическую форму, известен как цилиндрический отражатель. Цилиндрическая форма рефлектора просто позволяет сфокусировать сигнал на поверхности антенны. Эти рефлекторы широко используются везде, где необходимы широкоугольный вертикальный охват и острые азимутальные лучи, такие как линейные источники и бортовые навигационные антенны.
Сферический рефлектор
Сферический отражатель имеет сферическую поверхность, аналогичную цилиндрическому отражателю, что означает, что эти отражатели являются элементами сферических поверхностей. Размер рефлектора в этой антенне составляет половину сферы. Они в основном используются для коллимации энергии от активных элементов в прямом направлении.
Параболический рефлектор
Тип рефлекторной антенны, выполненной в виде параболоида с использованием свойств параболы, известен как параболический рефлектор. В этой антенне присутствует активный элемент, который фокусирует главную ось для отражения излучаемой волны в направлении, параллельном главной оси.
Как показано на диаграмме выше, волны, создаваемые рупорной антенной, падают на отражатель. Этот отражатель просто отражает их, образуя плоский волновой фронт. Эти волны гасятся в других направлениях из-за различий в пути и фазе. Таким образом, параболическая рефлекторная антенна превращается из сферической в плоскую волну.
Стержень Отражатель
Антенна со стержневым отражателем известна как стержневая отражательная антенна. Стержневой отражатель в основном используется в Антенна Яги-Уда . Этот отражатель расположен на определенном расстоянии позади ведомого элемента внутри антенны и, как правило, имеет длину, превышающую длину ведомого элемента, которая представляет собой полуволновой диполь. Рефлектор в антенне просто обеспечивает индуктивное сопротивление, таким образом направляя излучаемое поле в обратном направлении к ведомому элементу, чтобы уменьшить потери из-за отраженной назад волны. Таким образом, это помогает в улучшении усиления.
Преимущества
преимущества рефлекторной антенны включая следующее.
- Они универсальны.
- Они обладают выдающимися характеристиками излучения.
- Антенна параболического типа имеет высокий коэффициент усиления и высокую направленность.
- Параболический отражатель уменьшает мелкие лепестки.
- Количество потерь мощности довольно низкое по сравнению с другими антеннами.
- Это обеспечивает гибкость при размещении элемента подачи.
- Параболический отражатель обеспечивает легкую регулировку луча.
Недостатки
недостатки рефлекторных антенн включая следующее.
- Рефлекторная антенна должна быть сбалансирована, чтобы избежать препятствий в точке подачи.
- Конструкция антенны параболического типа представляет собой сложную процедуру.
- Поверхностные искажения в антенне с параболическим отражателем могут иметь место в очень большой тарелке. Таким образом, это можно уменьшить с помощью широкой сетки вместо сплошной поверхности.
- Этот размер антенны довольно велик, и общая стоимость также высока.
- Для достижения наилучших результатов облучатель должен располагаться точно в фокусе параболической антенны. Этого трудно добиться практически.
Приложения
применение рефлекторной антенны е включают следующее.
- Рефлекторная антенна широко используется в спутниковой связи, радарах, дальней космической телеметрии, радиоастрономии и дистанционном зондировании.
- Рефлекторный тип является неотъемлемой частью систем связи, а также радиолокационных систем.
- Эти антенны широко используются в двухточечной связи, дистанционном зондировании, спутниковой связи, дальней космической телеметрии и телевещании.
- Типы отражателей применимы в радиоастрономии, метеорологических радарах и в системах космических кораблей.
- Характеристики антенны можно улучшить с помощью отражателей. Таким образом, рефлекторная антенна используется для повышения направленности.
- Эта антенна используется в космических аппаратах.
Таким образом, это обзор рефлектора антенна – работа с приложениями. Эти антенны известны как микроволновые антенны а диапазон рабочих частот, предлагаемый этой антенной, обычно превышает 1 МГц, поэтому эти антенны используются в беспроводных приложениях. Вот вопрос к вам, какова функция антенны?
