Antena de reflector parabólico: 7 datos interesantes para saber

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Bildnachweis – “Freundschaft an Bord"(CC DURCH-NC-ND 2.0) mediante Elfo-8

diskussionspunkte

Einführung in die Parabolreflektorantenne

Antenne oder Strahler ist ein Mittel zum Strahlen und Empfangen elektromagnetischer Informationen. Parabolreflektorantenne ist aine der weit verbreiteten Antennen. Es ist ein besonderer Typ von Reflektorantennen. Der Einsatz von Reflektorantennen comenzó con el Beginn des Zweiten Weltkriegs mit der Weiterentwicklung der Kommunikationstechnologien.

El reflector más sencillo y más cómodo de implementar es la antena "Reflector plano". También existen otros tipos de reflectores, como: reflector de esquina, reflector parabólico, cassegrain reflectores, reflectores esféricos. Los reflectores parabólicos tienen otro tipo conocido como 'Antena reflectora parabólica de alimentación frontal'.

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Übersicht der Parabolreflektorantenne

Die Strahlungsparameter einer Reflektorantenne können durch Verbesserung des Strukturmusters des Bodens verbessert werden. Auf diesem Gebiet kommt für diesen Parabolreflektor die optische Wissenschaft ins Spiel. Die optische Mathematik beweist, dass einfallende paralelo Strahlen durch Reflexion an einer parabelförmigen Struktur zu einem bestimmten Punkt (bekannt como Brennpunkt) konvergiert werden können.

Die reflektierten Wellenformen treten als paralelor Strahl aus. Dies ist ein mathematisches Phänomen, das als “Reziprozitätsregel” ist. El Punkt proporcional se aplicará al Scheitelpunkt. Die ausgehenden, reflektierten Strahlen werden als kollimiert bezeichnet (da sie paralelo sind). Obwohl die praktischen Beobachtungen gezeigt haben, dass die austretenden Strahlen nicht als paralelor Strahl bezeichnet werden können, unterscheiden sie sich geringfügig von der richtigen Form.

Der Sender dieser Antenne befindet sich im Allgemeinen an den Brennpunkten der Schale oder des Reflektors. Este art der einrichtung se utiliza como opción “Front-Feed”. Werden im nächsten Teil this Artikels eine Analyse dieser Art von Parabolreflektoren diskutieren.

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Anwendungen der Parabolreflektorantenne

Parabolreflektorantenne

Eine der größten Reflektorantennen in Deutschland für Satellitenkommunikation, Crédito de imagen – Richard Bartz, Múnich también conocido como Makro-freak, Raisting Erdfunkstelle 2, CC BY-SA 2.5

Parabolreflektoren sind eine der weit verbreiteten, hocheffizienten Antennen, deren Nachfrage von Tag zu Tag steigt. Vom Empfang des Signals für unser Fernsehgerät bis zur Übertragung des Signals für die Raumstationen findet dieser Antennentyp Anwendungen in nahezu allen Bereichen der Kommunikationstechnologie. Einige der bemerkenswerten sind – auf Flughäfen, en Satelliten, en Raumstationen, en Teleskopen usw.

Propiedades

Einige signifikante Eigenschaften des Parabolreflektors sind unten angegeben. Die Eigenschaften betreffen Aperturamplitude, Polarisationseigenschaften, Phasenwinkel usw.

  • Der Magnitudenanteil hängt vom Abstand der Einspeisung zur Reflektoroberfläche ab. La proporcionalidad varía entre estructura y estructura. Wie bei un parabelförmigen Form ist sie umgekehrt proporcional zum Quadrat des Radius der Parabel, und bei einer zylindrischen Struktur ist die Beziehung umgekehrt proporcional zu ρ.
  • Der Brennpunkt des Reflektors wirkt für verschiedene Arten von geometrischen Konfigurationen unterschiedlich. Die zylindrische Struktur hat eine Linienquelle und parabolische Strukturen haben eine Punktquelle.
  • Wenn der Vorschub lineare Polarisationen paralelo zur Zylinderachse aufweist, besteht keine Möglichkeit von Kreuzpolarisationen. Parabolische Strukturen haben nicht die gleiche Eigenschaft.
Tipos de antenas parabólicas 2
Arten von Parabolreflektor-Feeds, Bildnachweis – Chetvorno, Parabolantenennentypen2, als gemeinfrei gekennzeichnet, weitere Detalles zu Wikimedia Commons

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Análisis geométrico

     Wenn eine geometrisch perfekte Parabel um ihre Achse gedreht wird, entsteht eine andere Struktur. Esta estructura es también compatible con el reflector de paraguas. Entonces entsteht ein parabolisch geformter Reflektor. Es gibt einen bestimmten Grund für die Form dieses Reflektors. Die parabolische Form hilft, aus den austretenden Strahlen eine einfache und ebene Wellenform zu erzeugen.

Parábola de 435px con foco y línea arbitraria.svg
Geometría de los paraboloides

     Aus dem Bild können wir ersehen, dass die geometrische Länge OP + PQ einen konstanten Wert für das Entwerfen ergibt.

Wir können schreiben, OP + PQ = 2f; 2f ist der konstante Término.

Nehmen wir das an OP = r y así kommt PQ también PQ = r * cosϴ.

Nun ist der Wert von OP + PQ nach dem Ersetzen der Werte,

OP + PQ = r + r * cosϴ = 2f

O r (1 + cosϴ) = 2f

O r = 2f / (1 + cosϴ) = f * seg2(ϴ/2)

In der Antennentheorie müssen wir nun die Grundlagen des Koordinatensystems in Form von Sachleistungen halten. Die obige Gleichung kann in rechteckigen Koordinatensystemen unter Verwendung von x`, y`, z` geschrieben werden. Das ergibt die folgende Form.

r + r * cosϴ = √ [(x`) 2 + (y`) 2 + (z`) 2] + z` = 2f

Lassen Sie uns den Einheitsvektor herausfinden, der senkrecht zur Tangente des Reflexionspunktes ist.

f - r * cos2(ϴ/2) = 0 = S.

Durante las operaciones de búsqueda realizadas se encontrará el vector correspondiente. Es wird unten beschrieben.

norte = norte / | norte | = – (un) `r porque (ϴ / 2) + – (a) `ϴ Sol (ϴ / 2)

Mithilfe der geometrischen Analyse können wir nun einen Ausdruck für den Neigungswinkel finden. Es wird unten beschrieben.

bronceado (ϴ0) = (d/2)Z.0

Das Z0 ist die Messung der Entfernung von der Achse zum Brennpunkt. Mathematische Ausdrücke können es auch darstellen.

Z0 = f - [(x02 + y02) / 4f]

Oder Z.0 = f – [(d / 2)2/ 4f]

Oder Z.0= f - d2 / 16f

Überprüfen wir den Wert von tan (ϴ0) nach dem Ersetzen des Wertes von Z0.

bronceado (ϴ0) = [(f/2d) / {(f/d)2 - (1/16)}]

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Richtwirkung der Parabolreflektorantenne

Si tiene una antena parabólica conectada con el Richtwirkung, informe a las personas sobre el Richtwirkung de una antena.

Die Richtwirkung einer Antenne está definido como das Verhältnis der Strahlungsintensität einer Antenne in einer bestimmten Richtung zur gemittelten Strahlungsintensität über alle Richtungen.

Die Richtwirkung wird als Parameter zur Berechnung der Gütezahl der Antenne trachtet. Der folgende mathematische Ausdruck beschreibt die Richtwirkung.

D = U/U.0 = 4πU/P.rad

Wenn die Richtung nicht angegeben ist, ist die Standardrichtung die Richtung der maximalen Strahlungsintensität.

Dmax = D0 = U.max / U.0 = 4πUmax / Prad

Hier ist 'D' die Richtwirkung und hat keine Richtung, da es sich um ein Verhältnis handelt. U ist die Strahlungsintensität. Ud.max ist die maximale Strahlungsintensität. Ud.0 ist die Strahlungsintensität der isotropen Quelle. PAG.rad ist die gesamte abgestrahlte Leistung. Sena Einheit es Watt (W).

U = ½ r2 * | mi (r, ϴ = π) |2 * √ (ε/μ)

Para U (ϴ = π) y Ersetzen des Energiewerts E wird aus dem vorherigen Wert –

U (ϴ = π) = [16 π2 f2 *Pt* | ∫.0 ϴ tan (ϴ / 2) * √ (G.f (ϴ)) dϴ |2] / 4πλ2

Die Direktivität kommt también – D = U/U.0 = 4πU/P.rad

Oder D = [16 π2 f2 * | ∫.0 ϴ tan (ϴ / 2) * √ (G.f (ϴ)) dϴ |2] /2

Apertureffizienz der Parabolreflektorantenne

Antenas parabólicas de 1083px en una torre de telecomunicaciones en Willans Hill

Mikrowellen-Relaisschalen, eine Art Reflektorantenne, Crédito de la imagen Bidio, Parabolantes en una torre de comunicaciones en Willans Hill, CC BY-SA 2.5 AU

          Der mathematische Ausdruck für die Parabolreflektorantenne ist angegeben.

          εap =s *εt *εp *εx *εb *εr

aquí

εap repräsentiert die Apertureffizienz.

εs ist Spillover-Effizienz. Es kann als der Teil der Leistung definiert werden, der von der Einspeisung übertragen und von der Oberfläche der Reflexion paralelo geschaltet wird.

εt repräsentiert die Effizienz der Verjüngung. Es posible también la singularidad de la distribución del tamaño del Feed-Design sobre la superficie de los reflectores.

εp gibt uns die Effizienz der Phase. Es kann también die Gleichmäßigkeit der praktischen Feldphase über die Ebene der Apertur beschrieben werden.

εx repräsentiert die Effizienz der Polarisation.

εb ist die Effizienz des Rückstands.

y εr Stellt die Fehlereffizienz dar, berechnet über die gesamte Reflektorfläche.

Problema matemático

1. Eine Parabolreflektorantenne hat einen Durchmesser von 10 Metern. Das f/d-Verhältnis wird mit 0.5 angegeben. La frecuencia de transmisión es de 3 GHz incorporada. Die Antenne, die mit dem Dem Reflektor gespeist wird, ist symmetrisch aufgebaut. Es ist auch gegeben, dass –

Gf (ϴ) = 6 porque2ϴ; wo ϴo ≤ ϴ ≤ 90o y null an jedem anderen Punkt.

Berechnen Sie nun i) die Apertureffizienz (εap). ii) Richtwirkung der Antenne. iii) Verjüngungseffizienz und Effizienz des Überlaufens. iv) Ermitteln Sie die Richtwirkung der Antenne, wenn die Aperturphasenabweichung auf π / 4 radianes eingestellt.

solución:

          Wir wissen, dass der Neigungswinkel durch den folgenden Ausdruck gegeben ist.

bronceado (ϴ0) = [(f/2d) / {(f/d)2 - (1/16)}]

Oder bronceado (ϴ0) = [(0.5 · 0.5) / {(0.5 · 0.5) – (1/16)}]

Oder bronceado (ϴ0) = 0.25 / 0.0625

Oder ϴ0 = 53.13o

Die Apertureffizienz ist gegeben as –

εap = 24 [(sol2 (26.57o) + ln {cos (26.57o)}]2 * Kinderbett2(26.57o)

oder εap = 0.75

Der Öffnungswirkungsgrad beträgt también el 75%.

Lassen Sie uns nun die Richtwirkung der Antenne herausfinden.

Es kann wie folgt berechnet werden.

D = 0.75 * [π * (100)]2

Pedido D = 74022.03

Oder D = 48.69 dB.

Die Überlaufffrequenz beträgt εs.

εs = 2 cos3 |0 53.13 / 2 porque3 |0 90 

oder εs = 0.784

Die Spillover-Effizienz der Antenne beträgt también alcanzó el 78.4%.

Jetzt Zeit für die Berechnung der Effizienz des Gewindeschneiders. Die Tapper-Effizienz wird als & epsi; dargestelltt.

εt = (2 · 0.75) / 1.568

oder εt = 0.9566

Der Tapper-Wirkungsgrad für die Parabolreflektorantenne beträgt también 95.66%.

Jetzt wird die Aperturphasenabweichung auf π / 4 Radian eingestellt.

La altura m = π / 4 = 0.7854

Wir wissen, dass D / D.0 ≥ [1 – metro2/ 2]2

Oder D / D.0 ≥ [1 – (0.7854 * 0.7854) / 2]2

Oder D / D.0 ≥ 0.4782737

Orden D ≥ 0.4782737 * D.0.

Orden D = 0.4782737 * 74022.03

Pedido D = 35402.8

Oder D = 45.5 dB.

La intensidad del sonido bajo las condiciones de sonido alcanza un valor de 45.5 dB.