Összegzés - parabolaantennával
parabola antenna
1. Cél a parabolikus antenna
Rádió nevezett antennaeszköz sugárzás vagy vételére az elektromágneses hullámok. Az antenna egy kritikus eleme minden elektronikus rendszer kapcsolódó kibocsátási vagy rádió- hullámok. Ilyen rendszer például :. rádiókommunikációs rendszer, rádió, televízió, rádió, mikrohullámú kommunikációt, radar, a rádiócsillagászat, navigáció, stb szerkezetileg antenna egy vezeték, a fém felületén, dielektrikumra Magnetodielectrics.
Reflektor antenna a leggyakoribb típusú irányított antennák a centiméter, UHF, és részben a mérő hullámhossz tartományokat. Széles körű használata reflektor antenna azzal magyarázható, egyszerű konstrukció, a megszerzésének lehetőségét szinte bármilyen gyakorlatban alkalmazott a sugárzási karakterisztikát, magas hatásfok, alacsony zajszint hőmérsékleten, egy jó sor tulajdonságok, stb A radar alkalmazások, étel antennák segítségével könnyen megkapja a gerendák zóna lehetővé egyidejű képződése összege és különbsége diagramok irányítottság közös tükör. Bizonyos típusú reflektor antenna nyújt egy meglehetősen gyors swing a sugár jelentős szektorának szögek. Reflektor antenna is a leggyakoribb típusú antenna térbeli kommunikáció és a csillagászat.
Klasszikus képviselői reflektor antennák parabola antenna végezhető formájában egy paraboloid forgástest vagy parabolikus hengeres parabolikus henger által határolt párhuzamos vezetőképes síkok.
2. Eszköz parabola antenna
A parabola antenna áll egy fényvisszaverő fémtükör formájában paraboloid forradalom és a jelátalakító található a hangsúly. Bármely pontján a nyílás síkjában parabolatükörre antenna elektromágneses mező fázis határozza meg az ingatlan a parabola: távolságok összege a fókuszt bármely pontján a parabola és ettől a ponttól a nyílás síkja mindig állandó.
Az 1. ábra egy parabola antenna a frekvenciatartomány 1215-1300 MHz. A hangsúly a parabolikus tükör (ábra. 1) be van állítva besugárzó ábrán látható. 2. A parabolikus tükör van szerelve egy forgó bázis, amely lehetővé teszi, hogy rögzítse az antennát a kívánt helyzetben.
Ábra. 1 parabola antenna
1 - 2 keret - tükröző 3 huzalok - besugárzó -homutik 4, 5 - polietilén-6 rúd - a lemezt 7 - gallérral
2. ábra A design a besugárzó
1 - a cső 2 - vibrátor elemek 3- rúd 4 - koaxiális kábel 5 - alátét 6 - dugó, 7 - a mosó
A besugárzó egy osztott félhullámú vibrátor reflektor. A táplálás a besugárzó koaxiális kábel jellemző impedancia 75 ohm. A besugárzó van szerelve egy parabola tükör két ponton keresztül csatok 4. és 5. polietilén rudak 1 m hosszúságú, amelyek telepített végein a csavarok M4 a hossza 25 - 30 mm.
Frame parabolatükör dúralumíniumból huzal átmérője 6-8 mm. A központi része a szövetváz egy parabolikus tükör 6 szerelt tárcsa átmérője 200 mm lemez Dúralumimóium, amelyhez kapcsolódnak besugárzó forgató és a radiális része a keret a tükör. Az összeszerelt keretet a konvex tükör része tükröző húzza huzal 2 (a tükör antenna).
Az antenna egyszerű gyártani, egy kis vitorlás, és gyakorlatilag nem igényel telepítést.
3. A működési elve a parabolikus antenna
Tekintsük a működési elve a reflektor antenna. Az elektromágneses hullám által kisugárzott besugárzó, elérve a vezetőképes felületen, a tükör, gerjeszti áramok abban, hogy létrehoz egy szekunder tér, gyakran nevezik a visszavert hullám területen. Ahhoz, hogy tükör esett a fő része a sugárzás az elektromágneses energia besugárzó sugároz kell csak az egyik félteke irányában a tükör, és nem sugárzik a másik féltekén. Az ilyen kibocsátók nevezzük egyirányú.
Az apertúra az antenna, a visszavert hullám tipikusan egyenletes elülső Éles iránykarakterisztikának vagy az első, amely egy speciális átvételi diagram formában. A nagy (míg a hullámhossz és átmérő tükör) távolságokban az antenna, ez a hullám törvényei szerint a sugárzás válik gömb alakú. A komplex amplitúdója az elektromos mező a hullám által leírt expressziós
ahol - a normalizált iránykarakterisztikának kialakítva egy tükör.
P
A működés elve egyszerű reflektor antenna a 3. ábrán látható:
3. ábra A működési elve a parabola antenna
1 - tükör 2 - besugárzó 3 - gömb alakú hullámfront besugárzó 4 - lapos megvilágító hullámfrontot, 5 - iránykarakterisztikának besugárzó 6 - iránykarakterisztikának tükör.
Spot megvilágító (például egy kis kürt) található a hangsúly a paraboloid, létrehoz egy tükör felülete gömb alakú hullám. Mirror átalakítja azt egy sima, azaz divergens fénysugár átalakítjuk egy párhuzamos, és ez úgy érhető el, éles iránykarakterisztikának.
4. Az parabolatükrös az antenna állása
A besugárzó elemi elektromos vibrátor lapos reflektor - „dipól-reflex” - lehet végrehajtani a látható elrendezés Fig.4a. Dipólus táplálja koaxiális mentén futó szimmetriatengelye a tükör és a hozzá csatlakoztatott révén az üveg, amely az első szimmetrikus teljesítmény. Az egyik felét a vibrátor van csatlakoztatva a külső vezető vonalak, és egy másik - annak meghosszabbítása kialakítva fémes negyede-henger, a Koto-rum alkalmas belső vezető vonal. A korong átmérője általában mintegy kontrreflektora 0,8. A fázisközéppontjának takarmány közelítőleg sík kontrreflek-tórusz.
Szerkezetileg egyszerűbb besugárzó formájában egy kis piramis kürt (4B.). A méretek a nyílás a kürt-vybi rayutsya azzal az elvárással, hogy a szögletes szélessége a fő hurok a sugárzási karakterisztikát közel azonos volt az E- és H-síkok. Meg kell azonban jegyezni, hogy a rádiófrekvenciás táptölcsérrel, eltúlozza a részvény kibocsátási tükör, „helyett” a pro-tér. Ugyanakkor a besugárzás a szájrész kis kereszt-polarizációs területen, mivel a besugárzási mező egyenletesebb.
Ellentétben tekinthető „Vízhullamos kürt» -irradiating Tell »hullámvezető-vibrátor« (ábra. 4c) és »hornyolt rádiófrekvenciás« (ris.4g) fénysugarak takarmány hullámvezetők nélkül árnyékoló km helyet.
Vibrációs izgatott sugárzás hullámvezető (ris.4v) vannak rögzítve egy fémlemezt, amelyet, merőleges a vektor E, nem zavarja a területen. Amikor a rendszer időben intézkedéseket az ábrán jelöltük (ahol az első vibrátor egy kicsit rövidebb, és a második - valamivel hosszabb, mint a fél-hullám), van kialakítva a tükör egyirányú sugárzás. Fázisközéppontjának között fekszik a vibrátorok.
4. ábra típusai fénysugarak
A gyakorlatban, a hatás a egyenetlen besugárzása-TION tükrök vagy a szivárgás tápáram a széle nagyobb, mint a figyelembe vett a közelítő számítást, amelynek eredményeit említették. Ezen kívül, meg kell, hogy vegye figyelembe a fáziseitérésre okozta pontatlanság gyártására tükrök. Ezért általában nem lehet elérni a fent említett maximális érték x = 0,83. Amikor megengedett fáziseitérésre felhasználási arány lehet
Reflektorok parabolikus henger-cal készítmény lyatsya-multiple-poluvol új vibrátorok Mykh-elhelyezkedik gyújtópontjában. Ez különösen akkor lehet schele-TIONS vibrátorok táplált ökör-novodom.
Parabola tükröt lehet használni, mint az antenna egy nagyon széles frekvenciatartományban, amelyet megkötnek alulról Chiva-csökkenő relatív méretei a nyílás és erősítik-niem peremhatások, mint fent - nehézségi megfelelés Thr-bója kialakítás tűrések. Ezért a működési sávban az antenna op redelyaetsya feltételek megfelelő az átviteli vonalon. Ez lényegében „tükör válasz” a besugárzó. Tegyük fel, hogy a besugárzó már megállapodott a vonal nélkül egy tükör. Ezután az eredményeket, azokat, amelyeket a tükör a tápvezetékben megfordítják hullám, t. E. Van némi egyet nem értés. Ha a besugárzó-Tel egyeztetett jelenlétében egy tükör a fix frekvencián, a válasz jelenik meg a tükör frekvencia eltérése. Bizonyos esetekben a különböző technikákat részleges eliminációs reakció tükörben. Például, egy nyílást tett annak középső részén (4a) van elrendezve, vagy egy fém lemez (ábra. 41b). Hajtás a távolság körülbelül egynegyedét hullám tükör hoz létre (a passzív antenna) sugárzási tér, amely ellentétes fázisban a mezőt kell kompenzálni; kívánt Inten-sivnost disk sugárzás kiválasztásával érjük el annak méretét. Vannak azonban olyan közelítő képletek az átmérője a tárcsa d, és a távolság a tükör (lásd 4. ábra.), Amikor a COM-lent felsorolt munkálatokat reakció tükör kell a legjobb:
Az eliminációs reakciók megvilágító tükrök is kell hozni a régióban a nyílás (ábra. 4c).
5. A fő műszaki jellemzői parabola antennák
Az egyik fő jellemzői a földi antennák az aránya antenna nyereség (G), hogy a teljes zajt hőmérséklet (T) bemenetén a fogadó eszköz. Nyilvánvaló, arányának növelésére G / T (zajtényező érdemei a vevőkészülékben) növelni kell az antenna nyereség és csökkenti a teljes zajt hőmérséklet:
Van Tu zaj hőmérséklete kis zajú erősítő LNA, amelyhez kapcsolódik egy antenna (jellemzően Tu
40..60K); TTF - zaj traktus hőmérsékleten mikrohullámú összekötő vonal az antennát az LNA; Ta - egyenértékű antenna zajt hőmérsékleten.
Mindhárom komponens összehasonlítható, és az arány növeléséhez G / T egy adott G érték (és ezáltal a méret a antenna) csökkenteni kell komponensek TTR-t és Ta. Csökkenti Ttr elérni, amivel a LNA lehető legközelebb a besugárzó, azaz lerövidítésére az antenna táplálási utat vagy cseréje nyaláb útmutató hullámvezető csatornás - rendszer periszkóp tükrök közötti gerjesztő és a kis tükör, amely jelentősen csökkenti a jelútvonali veszteség teljesítmény.
Az antenna hőmérséklet Ta csökkenésével növekszik emelkedési szög (közötti szög irányában maximális sugárzás és a vízszintes sík) növekedése miatt felszívódásának rádióhullámok a szomszédos földön hangulatú és fogadására a Föld hősugárzás zaj. Hogy csökkentse a zaj hatása a föld szükséges, hogy az alacsony szintű oldalszirom az antenna. Ez lehetővé teszi a = 5 ... 7, 0 tartományban a 6,4 GHz-es kellően erősen gátolja a föld zajok óta vétel révén történik oldalcsóvák, közel a maximális. Ezen túlmenően, mivel a szög utat a műhold, hogy az antenna húzódó a sűrű légköri rétegek megnyúlik, ami a zaj fokozódásával által generált veszteségek a légkörben. A high-frekvenciasávok 11/14 és 20/30 GHz veszteségek miatt jelentősen megnőtt a munkahelyi légkör minimális emelkedési szöge növekszik körülbelül 10.
* Belépő a pontosság a tengely szerelési besugárzó tükrök kell felelnie a feltétellel, hogy az eltérés a fáziseloszlás nem haladja / 4. Ez megfelel annak a ténynek, hogy a Z / 8 (1-cos).
5. ábra. Felvételi a pontossága a telepítés a segédfény az fokális tengelyen.
Így egy állandó átmérőjű tükör növekvő fókusztávolságú, amely csökkenti a szög . A pontosság telepítéséhez szükséges radiátor csökken. Ez a következtetés fontos gyakorlat, amikor a például a telepítés a megvilágító, amely egy szakasz található.
Mivel a pontatlanságok telepítése megvilágító lehet életlen kényszerült nemcsak tengelye mentén a tükör, hanem merőleges irányban a tengelyével. Az ilyen elmozdulás vezet forgása az antenna minta. ahol az eltérés bekövetkezik az ellentétes irányba, hogy az elmozdulás megvilágító.
^ DeystviyaD faktor irányul, hogy az irányt a legnagyobb a sugárzási a következőképpen számítjuk ki:
A k tényező egy kihasználtsága a blende a paraboloid felülete. A 7. ábra a függését k on 0 / f (f - fókusztávolság), számítva a feltételezés, hogy a besugárzó egy egyszerű reflektor egy vibrátort.
6. ábra. Függése felszíni hasznosítása / f.
Mint látható, van egy optimális arány / f = 1,3, ahol a k, és így az együttható maximális irányítottság kapunk. Amikor f = 1,3, a k értéke 0,83. Az optimális érték / f határozza meg a következő tényezők. Része a kibocsátott energia besugárzó, átmegy a tükör. A több elvesztett energia alakjától függ, és a megvilágító diagramja kapcsolat / f. Egy adott formája az energia elvesztése besugárzó diagramok csökkenésével növekszik aránya / f (ábra7).
7. ábra. Az optimális alakja besugárzó diagram.
Ez ahhoz vezet, hogy a csökkentési együtthatót k csökkentésére kapcsolat / f. Azonban, másrészt arány csökkenésével f növekedése kísérte a egységességét tükör expozícióval, amely kíséri növekedése k együtthatót. Ennek eredményeként e két tényező, az optimális arányt kapunk f,
amelyek esetében az elemi dipólus reflektorral 1.3.
Együttható usileniyaG teljesítményű antenna egy parabolikus reflektorral átmérője ^ D növekszik a hatásos felületét a reflektor és a SEF csökkenő hullám hossz vett jelet. Azt találtuk, a képlet (relatív egységekben):
Ott - kihasználtsága a reflektor felületét. mutatja, hogy mennyi a hatalom a jel által összegyűjtött reflektor belép a besugárzó. A képlet az következik, hogy a jeleket a kimenetek a antennák reflektorok, amelyeknek azonos a hatékony terület a tartományok
különböznek 9 alkalommal. Azonban ebben az esetben harcsa nincs különbség: van egy szabad tér az elektromágneses hullám energia csillapítása meghatározva teljesítmény fluxussűrűség csökken a távolság a forrás (távadó antennák).
ZatuhanieL0 együtt növekszik R és a hullámhossz csökken elektromágneses hullámokat képlet szerint: L0 = 16R / . A 12 GHz-es sávban ( = 2,5 cm) és egyenlő távolságra R. 36000 km, L0 eléri 3,25 csillapítás. Október 20. (
Ennek eredményeként, a fenti két képlet, ebből következik, hogy az ugyanazon a területen a parabolikus és vevőantenna azonos az adóteljesítmény jeleket az antenna kimenet tartományban 4. és 14. GHz lesz megközelítőleg azonos.
Nyílásszög (, fokban) alkalmazásával lehet megbecsülni a vonatkozásában: D.
6. Következtetés
Mirror antenna - antenna, amelyben koncentrálni a nagyfrekvenciás elektromágneses energia használt jelenség tükrös visszaverődés hajlított fém felületek (tükrök). A méret a tükör sokkal nagyobb, mint a hullámhossz. Major módosítások reflektor antenna száma határozza meg a reflektorok: ismert egy-, két- és trohzerkalnye antennával. Szerkezetileg reflektor antenna működnek egy fémes vagy fémezett felületek a különböző formák. Ahhoz, hogy csökkentsék a tömegét tükrök és csökkenti a szél nyomása (szélterhelési) a felszínükön tükrök gyakran nem, amelyek tömör anyagból, és egy rács vezetékek vagy párhuzamos lemezek, valamint a perforált lemezek.