Рефлекторна антена: работа, видове и нейните приложения

Антените с високо усилване са необходими за радиокомуникации на дълги разстояния, радиоастрономия, радари с висока разделителна способност и др. Така че най-често използваните антени с високо усилване антени са рефлекторни антени, защото могат лесно да постигнат над 30 dB печалби за по-високи и микровълнови честоти. Така че проектирането на рефлектори за много приложения може да доведе до грандиозен напредък в разработването на сложни аналитични и експериментални техники чрез оформяне на рефлекторните повърхности и оптимизиране на осветеността върху техните отвори, за да се увеличи усилването. Така че тази статия обсъжда общ преглед на a рефлекторна антена – работа с приложения.

Какво е рефлекторна антена?

Дефиницията на рефлекторната антена е; антена, която е проектирана да отразява падащите електромагнитни сигнали, идващи от отделен източник. Тази антена е проектирана да работи главно при високи микровълнови честоти. Той е най-популярен в антенните системи на космически кораби поради своята лека и проста структура. Това антена се прави с различни рефлектори, чиято повърхност е хиперболична, параболична, сфероидна или елипсоидна. И така, параболичната е най-често използваната антена. The схема на рефлекторна антена е показано по-долу.

Как работи рефлекторната антена?

Принципът на работа на рефлекторната антена е; тази антена работи при висок диапазон от микровълнови честоти. Електромагнитната вълна при тази честота действа като светлинна вълна, така че тази светлинна вълна се отразява, след като удари повърхност. Въпреки това, тази антена е комбинация от отразяваща повърхност и захранващ елемент, което означава, че е необходима отразяваща повърхност с антенен елемент, за да се даде възбуждане на отразяващия елемент. Така че се състои както от активен, така и от пасивен елемент.

Антената, използвана за осигуряване на възбуждане, се нарича активен елемент докато този, който отново излъчва излъчената енергия през активния елемент, е известен като пасивен елемент или отразяваща повърхност. И така, активният елемент е захранването, докато пасивният елемент е рефлекторът.

Като цяло тази антена играе съществена роля в разпространението на радиовълните, тъй като променя модела на излъчване на излъчващия елемент. Тези антени работят по такъв начин, че захранващата енергия се насочва към отразяващата повърхност, разположена на подходящо място. След като натрупа енергията, рефлекторът я насочва в точно определена посока.

Тук трябва да се отбележи, че антените с високо усилване работят на микровълнови честоти и имат малък физически размер, който осигурява предпочитаната насоченост. Въпреки че предоставя няколко геометрични конфигурации, има някои популярни форми, при които се формира отразяващата повърхност на антената. Въз основа на това, освен това, рефлекторните антени са класифицирани.

Видове рефлекторни антени

Рефлекторните антени се класифицират в различни типове като пръчковидни, плоски, ъглови, цилиндрични, сферични и параболични и всеки тип е разгледан по-долу.

Самолетен рефлектор

Равнинската рефлекторна антена включва основна антена и отразяваща повърхност, която е много полезна за излъчване на електромагнитна енергия в предпочитаната посока, но не е възможно да се колимира енергия в посоката напред. Този рефлектор е известен също като рефлектор с плосък лист и се счита за един от простите рефлектори, които насочват EM вълната в подходящата посока.

В тази антена плоският метален лист е разположен на определено разстояние от точката на захранване. За насочените навътре радиовълни той действа като плоско огледало и им позволява да изпитат отражение в него. Плосък рефлектор изпитва трудности при колимирането на общата енергия в посоката напред. Така че, за да се справят с характеристиките на шаблона, импеданса, насочеността и усилването на системата, се използва поляризацията на активния елемент с неговата позиция около отразяващата повърхност.

Ъглов рефлектор

Ъгловата рефлекторна антена включва минимум две или три проводящи плоски повърхности, които се пресичат взаимно. Така че в този тип антена захранващият елемент е или дипол, или колекция от колинеарни диполи. Антената с ъглов рефлектор се използва главно за постигане на колимация на електромагнитна енергия в посока напред. Така че се използва за потискане на радиацията в странична и обратна посока.

Този рефлектор е модифицирана версия на плоския рефлектор, за да показва максимално излъчване в посока напред. Най-често формата на плоския рефлектор се променя чрез комбиниране на два равни листа, за да образуват ъгъл. Те се използват за подобряване на насочващия капацитет на ЕМ енергията в посока напред, за да се намали усилването на обратно отразената вълна.

Цилиндричен рефлектор

Антенният рефлектор, който е създаден с цилиндрична форма, е известен като цилиндричен рефлектор. Цилиндричната форма на рефлектора просто ви позволява да фокусирате сигнала върху повърхността на антената. Тези рефлектори се използват широко навсякъде, където са необходими широкоъгълно вертикално покритие и остри азимутални лъчи като линейни източници и бордови навигационни антени.

Сферичен рефлектор

Сферичният рефлектор е проектиран със сферична повърхност, подобна на цилиндричен рефлектор, което означава, че тези рефлектори са елементи от сферични повърхности. Размерът на рефлектора в тази антена е половината от сферите. Те се използват главно за колимиране на енергията от активните елементи в посока напред.

Параболичен рефлектор

Тип рефлекторна антена, която е проектирана в параболоидна структура чрез използване на свойствата на параболата, е известна като параболичен рефлектор. В тази антена присъства активният елемент, който фокусира главната ос, за да отрази излъчената вълна в посока, успоредна на главната ос.

Както е показано на диаграмата по-горе, вълните, произведени от рупорната антена, падат върху рефлектора. Този рефлектор просто ги отразява, за да образува равнинна вълна. Тези вълни се отменят в други посоки поради разликите в пътя и фазите. Така че по този начин параболичната рефлекторна антена се променя от сферична към плоска вълна.

Пръчков рефлектор

Един вид антена, която има рефлектор във формата на пръчка, е известна като антена с пръчков рефлектор. Рефлектор от прътов тип се използва главно в a Антена Yagi-Uda . Този рефлектор е разположен на определено разстояние в задната част на задвижвания елемент в антената и обикновено има дължина над дължината на задвижвания елемент, която е полувълнов дипол. Рефлекторът в антената просто осигурява индуктивно съпротивление, като по този начин насочва излъченото поле в обратна посока към задвижвания елемент, за да намали загубите поради обратно отразената вълна. Така че помага за подобряване на печалбата.

Предимства

The предимства на рефлекторната антена включват следното.

• Те са многостранни.
• Те имат изключителни характеристики на излъчване.
• Антената от параболичен тип има голямо усилване и висока насоченост.
• Параболичният рефлектор намалява малките лобове.
• Количеството загуба на енергия е сравнително ниско в сравнение с други антени.
• Осигурява гъвкавост при подреждане на захранващия елемент.
• Параболичният рефлектор осигурява лесно регулиране на лъча.

Недостатъци

The недостатъци на рефлекторните антени включват следното.

• Рефлекторната антена трябва да бъде балансирана, за да не пречи на точката на захранване.
• Проектирането на параболична антена е сложна процедура.
• Повърхностните изкривявания в параболичната рефлекторна антена могат да възникнат в изключително голяма чиния. Така че това може да се намали с широка мрежа вместо непрекъсната повърхност.
• Този размер на антената е доста голям и общата цена също е висока.
• За постигане на най-добри резултати, захранването трябва да бъде поставено точно във фокуса на параболичната антена. Това е трудно постижимо практически.

Приложения

The приложения на рефлекторна антена e включват следното.

• Рефлекторната антена се използва широко в сателитни комуникации, радари, телеметрия в дълбокия космос, радиоастрономия и дистанционно наблюдение.
• Типът рефлектор е съществена част от комуникационните, както и от радарните системи.
• Тези антени се използват широко в комуникация от точка до точка, дистанционно наблюдение, сателитна комуникация, телеметрия в дълбокия космос и излъчване на телевизионен сигнал.
• Типовете рефлектори са приложими в радиоастрономията, метеорологични радари и в системи за космически кораби.
• Ефективността на антената може да се подобри с рефлектори. Така че рефлекторната антена се използва за подобряване на насочеността.
• Тази антена се използва в приложения за космически кораби.

По този начин, това е преглед на рефлектора антена – работа с приложения. Тези антени са известни като микровълнови антени и обхватът на работната честота, предлаган от тази антена, обикновено е над 1 MHz, така че тези антени се използват в безжични приложения. Ето един въпрос към вас, каква е функцията на антената?