Antenna riflettore parabolico: 7 fatti interessanti da sapere

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Bildnachweis – “Amicizia e Bord"(CC DURCH-NC-ND 2.0) attraverso Elfo-8

Discussioni sul punto

Einführung in die Parabolreflektorantenne

Antenne oder Strahler ist ein Mittel zum Strahlen und Empfangen elektromagnetischer Informationen. Il proiettore parabola è una delle antenne più verbreite. Es ist ein besonderer Typ von Reflektorantennen. Der Einsatz von Reflektorantennen ha iniziato con l'inizio delle Zweiten Weltkriegs mit der Weiterentwicklung der Kommunikationstechnologien.

Il riflettore più semplice e più comodo da implementare è l'antenna "Plane Reflector". Esistono anche altri tipi di riflettori, come: riflettore angolare, riflettore parabolico, Cassegrana riflettori, riflettori sferici. I riflettori parabolici hanno un altro tipo noto come "antenna riflettore parabolico alimentato frontalmente".

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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 Parabolreflector die optische Wissenschaft ins Spiel. Die optische Mathematik beweist, dass einfallende parallele Strahlen durch Reflexion an einer parabelförmigen Struktur zu einem bestimmten Punkt (bekannt als Brennpunkt) konvergiert werden können.

Die reflektierten Wellenformen treten als paralleler Strahl aus. Questo è un fenomeno matematico che lo rende noto come “Reziprozitätsregel”. Derproporzionaierte Punkt wird als Scheitelpunkt bezeichnet. Die ausgehenden, reflektierten Strahlen werden als kollimiert bezeichnet (da sie parallel sind). Obwohl die praktischen Beobachtungen gezeigt haben, dass die austretenden Strahlen nicht als paralleler 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. Diese Art der Einrichtung wird come “Front-Feed” bezeichnet. Werden im nächsten Teil dieses Artikels eine Analyse dieser Art von Parabolreflektoren diskutieren.

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Anwendungen der Parabolreflektorantenne

Parabolreflectorantenne

Eine der größten Reflektorantennen in Deutschland für Satellitenkommunikation, Credito immagine – Richard Bartz, Monaco di Baviera alias Makro-Freak, Erdfunkstelle Raisting 2, CC BY-SA 2.5

I parabolreflektoren sind eine der weit verbreiteten, hocheffizienten Antennen, deren Nachfrage von Tag zu Tag steigt. Dall'invio dei segnali per la nostra apparecchiatura fino alla rimozione dei segnali per le stazioni radio, troverai queste antenne antenne in tutte le aree della tecnologia di comunicazione. Einige der bemerkenswerten sind – auf Flughäfen, in Satelliten, in Raumstationen, in Teleskopen ecc.

Proprietà

Einige significante Eigenschaften des Parabolreflektors sind unten angegeben. Die Eigenschaften betreffen Aperturamplitude, Polarisationseigenschaften, Phasenwinkel ecc.

  • Der Magnitudenanteil hängt vom Abstand der Einspeisung zur Reflektoroberfläche ab. La proporzionalità varia dalla struttura alla struttura. Wie bei einer parabelförmigen Form ist sie umgekehrt proporzionale zum Quadrat des Radius der Parabel, e bei einer zylindrischen Struktur ist die Beziehung umgekehrt proporzionale zu ρ.
  • Il punto luminoso dei riflettori funziona per diversi tipi di arte dalla configurazione geometrica inspiegabile. Die zylindrische Struktur hat eine Linienquelle und parabolische Strukturen haben eine Punktquelle.
  • Wenn der Vorschub lineare Polarisationen parallel zur Zylinderachse aufweist, besteht keine Möglichkeit von Kreuzpolarisationen. Le strutture paraboliche non hanno avuto la loro essenza.
Tipi di antenna parabolica 2
Arten von Parabolreflektor-Feeds, Bildnachweis – Chetvorno, Tipo di antenna parabola2, als gemeinfrei gekennzeichnet, weitere Details zu Wikimedia Commons

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Analisi geometrica

     Se una parabola geometrica perfetta um ihre Achse gedreht wird, entsteht eine andere Struktur. Questa struttura è come il riflettore parabola. Quindi entsteht ein parabolisch geformter Reflektor. Es gibt einen bestimmten Grund für die Form dieses Reflector. Die parabolische Form hilft, aus den austretenden Strahlen eine einfache und ebene Wellenform zu erzeugen.

435px Parabola con messa a fuoco e linea arbitraria.svg
Geometria dei paraboloidi

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

Wir können schreiben, OP + QP = 2f; 2f è il termine costante.

Nehmen wir das an OP = R e così kommt PQ als Pq = r * cosθ.

Ora è il mondo di OP + PQ nach dem Ersetzen der Werte,

Op + pq = r + r * cosθ = 2f

Ordine r (1 + cosϴ) = 2f

Oder r = 2f / (1 + cosϴ) = f * sec2(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.

Durch einige RechenOperationen finden wir den Einheitsvektor. Es wird unten beschrieben.

n = N / | N | = – (a) `r cos (ϴ / 2) + – (a) `ϴ Sunde (ϴ / 2)

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

marrone chiaro (ϴ0) = (d/2)Z.0

Das Z0 ist die Messung der Entfernung von der Achse zum Brennpunkt. L'errore matematico può essere anch'esso darstellen.

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

Oder Z.0 = f – [(d / 2)2/4f]

Oder Z.0= f - d2 / 16s

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

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

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Richtwirkung der Parabolreflektorantenne

Prima di usare una antenna parabola con l'ausilio di un'antenna parabola, informarti su un'antenna sull'antenna.

Die Richtwirkung einer Antenne ist definiert als das Verhältnis der Strahlungsintensität einer Antenne in einer bestimmten Richtung zur gemittelten Strahlungsintensität über alle Richtungen.

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

D = U/U.0 = 4πU/P.rad

Se la ricchezza non viene modificata, è la standardizzazione della ricchezza massima dell'intensità di intensità.

Dmax = D0 = Umax /U.0 = 4πUmax / Prad

Hier ist 'D' die Richtwirkung und hat keine Richtung, da es sich um ein Verhältnis handelt. U ist die Strahlungsintensität. U.max è la massima intensità di intensità. U.0 ist die Strahlungsintensität der isotropen Quelle. P.rad ist die gesamte abgestrahlte Leistung. Seine Einheit ist Watt (W).

U = ½ giro2 * | E (r, θ = π) |2 * √ (ε/μ)

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

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

La direzione direttiva arriva anche – D = U/U.0 = 4πU/P.rad

Ordine D = [16 π2 f2 *| ∫.0 ϴ marrone chiaro (ϴ / 2) * √ (G.f (Θ)) dθ |2] /2

Apertureffizienz der Parabolreflektorantenne

1083px Antenne paraboliche su una torre di telecomunicazioni su Willans Hill

Mikrowellen-Relaisschalen, eine Art Reflektorantenne, Image Credit- Bidge, Antenna parabola su una torre di telecomunicazioni su Willans Hill, CC BY-SA 2.5 AU

          Der mathematische Ausdruck für die Parabolreflektorantenne ist unten angegeben.

          εap =s *t *p *x *b *r

qui

εap repräsentiert die Apertureffizienz.

εs è l'efficienza di spillover. Es kann als der Teil der Leistung definiert werden, der von der Einspeisung übertragen e von der Oberfläche der Reflexion parallel geschaltet wird.

εt repräsentiert die Effizienz der Verjüngung. Può essere visualizzata la singolarità della dimensione della dimensione del feed design sulla superficie superiore dei riflettori.

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

εx repräsentiert die Effizienz der Polarisation.

εb ist die Effizienz des Rückstands.

E εr stellt die Fehlereffizienz dar, berechnet über die gesamte Reflektorfläche.

Problema matematico

1. Eine Parabolreflektorantenne hat einen Durchmesser von 10 Metern. Das f / d-Verhältnis wird mit 0.5 angegeben. La frequenza di trasmissione è impostata su 3 GHz. Die Antenne, die mit dem Reflektor gespeist wird, ist symmetrisch aufgebaut. Es ist auch gegeben, dass –

Gf (Θ) = 6 cos2ϴ; woϴo ϴ ≤ 90o e nulla 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 Radian eingestellt ist.

soluzione:

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

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

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

Oder tan (ϴ0) = 0.25 / 0.0625

Oderϴ0 = 53.13o

L'efficienza dell'apertura è garantita –

εap = 24 [(Sünde2 (26.57o) + ln {cos (26.57o)}]2 *Kinderbett2(26.57o)

oder εap = 0.75

Der Öffnungswirkungsgrad beträgt anche il 75%.

Lassen Sie uns nun die Richtwirkung der Antenne herausfinden.

Es kann wie folgt berechnet werden.

D = 0.75 * [π * (100)]2

Codice D = 74022.03

Oder D = 48.69 dB.

Die Überlauffrequenz beträgt εs.

εs = 2 cos3 |0 53.13 /2cos3 |0 90 

oder εs = 0.784

Anche l'efficienza dello spillover dell'antenna è pari al 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

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

Jetzt wird die Aperturphasenabweichung auf π / 4 Radian eingestellt.

Das heißt m = π / 4 = 0.7854

Wir wissen, dass D / D.0 ≥ [1 – m2/2]2

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

Oder D/D.0 ≥ 0.4782737

Oder D ≥ 0.4782737 * D.0.

Ordine D = 0.4782737 * 74022.03

Codice D = 35402.8

Oder D = 45.5 dB.

Die Richtwirkung unter den gegebenen Bedingungen beträgt 45.5 dB.