Antennen mit hoher Verstärkung sind für Funkkommunikation über große Entfernungen, Radioastronomie, hochauflösende Radargeräte usw. erforderlich. Also die am häufigsten verwendete hohe Verstärkung Antennen sind Reflektorantennen, da sie für höhere und Mikrowellenfrequenzen leicht über 30 dB Gewinn erzielen können. Daher kann das Entwerfen von Reflektoren für viele Anwendungen zu spektakulären Fortschritten in der Entwicklung anspruchsvoller analytischer und experimenteller Techniken führen, indem die Reflektoroberflächen geformt und die Beleuchtung über ihre Öffnungen optimiert werden, um die Verstärkung zu erhöhen. Dieser Artikel behandelt also einen Überblick über a Reflektorantenne – Arbeiten mit Anwendungen.
Was ist eine Reflektorantenne?
Die Definition der Reflektorantenne lautet: eine Antenne, die dazu bestimmt ist, die einfallenden elektromagnetischen Signale zu reflektieren, die von einer separaten Quelle stammen. Diese Antenne ist hauptsächlich für den Betrieb bei hohen Mikrowellenfrequenzen ausgelegt. Aufgrund seiner leichten und einfachen Struktur ist es in Antennensystemen von Raumfahrzeugen am beliebtesten. Diese Antenne wird mit verschiedenen Reflektoren hergestellt, deren Oberfläche hyperbolisch, parabolisch, kugelförmig oder ellipsoid ist. Damit ist die Parabolantenne die am häufigsten verwendete Antenne. Die Reflektorantennendiagramm ist unten gezeigt.
Wie funktioniert eine Reflektorantenne?
Das Funktionsprinzip einer Reflektorantenne ist; Diese Antenne arbeitet in einem hohen Bereich von Mikrowellenfrequenzen. Die elektromagnetische Welle bei dieser Frequenz verhält sich wie eine Lichtwelle, diese Lichtwelle wird also reflektiert, sobald sie auf eine Oberfläche trifft. Diese Antenne ist jedoch eine Kombination aus einer reflektierenden Oberfläche und einem Speiseelement, was bedeutet, dass eine reflektierende Oberfläche mit einem Antennenelement verwendet wird, um das reflektierende Element zu erregen. Es besteht also aus einem aktiven und einem passiven Element.
Die zur Erregung verwendete Antenne wird als Antenne bezeichnet aktives Element wohingegen derjenige, der die emittierte Energie durch das aktive Element wieder abstrahlt, als passives Element oder reflektierende Oberfläche bekannt ist. Das aktive Element ist also die Einspeisung, während das passive Element der Reflektor ist.
Im Allgemeinen spielt diese Antenne eine wesentliche Rolle bei der Ausbreitung von Funkwellen, da sie das Strahlungsmuster des strahlenden Elements verändert. Diese Antennen arbeiten so, dass die Speiseenergie auf die an geeigneter Stelle befindliche reflektierende Fläche gelenkt wird. Die gewonnene Energie wird durch den Reflektor in eine exakte Richtung gelenkt.
Hier ist anzumerken, dass Antennen mit hoher Verstärkung bei Mikrowellenfrequenzen arbeiten und eine kleine physikalische Größe haben, die die bevorzugte Richtwirkung bereitstellt. Trotz der Bereitstellung mehrerer geometrischer Konfigurationen gibt es einige beliebte Formen, bei denen die reflektierende Oberfläche der Antenne gebildet wird. Auf dieser Grundlage werden also die Reflektorantennen weiter klassifiziert.
Typen von Reflektorantennen
Reflektorantennen werden in verschiedene Typen wie Stab, Ebene, Ecke, zylindrisch, sphärisch und parabolisch eingeteilt, und jeder Typ wird unten besprochen.
Ebener Reflektor
Die Planreflektorantenne umfasst eine Primärantenne und eine reflektierende Oberfläche, die sehr nützlich ist, um elektromagnetische Energie in der bevorzugten Richtung zu emittieren, jedoch nicht möglich ist, Energie innerhalb der Vorwärtsrichtung zu kollimieren. Dieser Reflektor ist auch als Flachblechreflektor bekannt und gilt als einer der einfachen Reflektoren, die die EM-Welle in die geeignete Richtung lenken.
Bei dieser Antenne ist das ebene Metallblech in einem bestimmten Abstand vom Speisepunkt angeordnet. Für die nach innen gerichteten Funkwellen fungiert es als ebener Spiegel und ermöglicht es ihnen, überall Reflexion zu erfahren. Ein ebener Reflektor besitzt Schwierigkeiten beim Kollimieren der Gesamtenergie innerhalb der Vorwärtsrichtung. Um also die Mustereigenschaften, Impedanz, Richtwirkung und Verstärkung des Systems zu handhaben, wird die Polarisation des aktiven Elements mit seiner Position um die reflektierende Fläche verwendet.
Eckreflektor
Die Eckreflektorantenne enthält mindestens zwei oder drei leitende flache Oberflächen, die sich gegenseitig schneiden. Bei diesem Antennentyp ist das Speiseelement also entweder ein Dipol oder eine Ansammlung kollinearer Dipole. Die Antenne vom Eckreflektortyp wird hauptsächlich verwendet, um eine Kollimation von elektromagnetischer Energie innerhalb der Vorwärtsrichtung zu erreichen. Es wird also verwendet, um Strahlung in die Seiten- und Rückwärtsrichtung zu unterdrücken.
Dieser Reflektor ist eine modifizierte Version des Planreflektors, um eine maximale Abstrahlung in Vorwärtsrichtung zu zeigen. Meist wird die ebene Reflektorform modifiziert, indem zwei ebene Bleche zu einer Ecke verbunden werden. Diese werden verwendet, um die Lenkkapazität von EM-Energie in Vorwärtsrichtung zu verbessern, um die Verstärkung der zurückreflektierten Welle zu verringern.
Zylindrischer Reflektor
Der zylindrisch ausgebildete Antennenreflektor wird als zylindrischer Reflektor bezeichnet. Die zylindrische Form des Reflektors ermöglicht es Ihnen, das Signal einfach auf die Oberfläche der Antenne zu fokussieren. Diese Reflektoren werden überall dort eingesetzt, wo eine vertikale Weitwinkelabdeckung und scharfe Azimutstrahlen erforderlich sind, wie z. B. Linienquellen und Navigationsantennen in der Luft.
Kugelförmiger Reflektor
Ein Kugelreflektor ist ähnlich wie ein zylindrischer Reflektor mit einer sphärischen Oberfläche aufgebaut, was bedeutet, dass diese Reflektoren Elemente von sphärischen Oberflächen sind. Die Größe des Reflektors in dieser Antenne beträgt die Hälfte der Kugeln. Diese werden hauptsächlich zum Kollimieren der Energie von den aktiven Elementen in Vorwärtsrichtung verwendet.
Parabolischer Reflektor
Eine Art von Reflektorantenne, die unter Ausnutzung der Parabeleigenschaften in einer Paraboloidstruktur gestaltet ist, ist als Parabolreflektor bekannt. In dieser Antenne ist das aktive Element vorhanden, das die Hauptachse fokussiert, um die abgestrahlte Welle in einer parallelen Richtung zur Hauptachse zu reflektieren.
Wie im obigen Diagramm gezeigt, treffen die von der Hornantenne erzeugten Wellen über dem Reflektor ein. Dieser Reflektor reflektiert sie einfach, um eine ebene Wellenfront zu bilden. Diese Wellen werden aufgrund von Weg- und Phasenunterschieden in anderen Richtungen ausgelöscht. Auf diese Weise ändert sich also die parabolische Reflektorantenne von einer sphärischen zu einer ebenen Welle.
Stabreflektor
Eine Art von Antenne, die den stabförmigen Reflektor aufweist, ist als Stabreflektorantenne bekannt. Ein Stabreflektor wird hauptsächlich verwendet in a Yagi-Uda-Antenne . Dieser Reflektor ist in einem bestimmten Abstand hinter dem angetriebenen Element innerhalb der Antenne angeordnet und hat im Allgemeinen eine Länge über der Länge des angetriebenen Elements, die ein Halbwellendipol ist. Der Reflektor in der Antenne stellt einfach eine induktive Reaktanz bereit, wodurch das abgestrahlte Feld in Rückwärtsrichtung zum angetriebenen Element geleitet wird, um die Verluste aufgrund der zurückreflektierten Welle zu verringern. So hilft es bei der Verbesserung der Verstärkung.
Vorteile
Die Vorteile der Reflektorantenne füge folgendes hinzu.
- Diese sind vielseitig.
- Sie haben hervorragende Strahlungsleistungen.
- Die Antenne vom Paraboltyp hat einen hohen Gewinn und eine hohe Richtwirkung.
- Der Parabolreflektor verringert Nebenkeulen.
- Die Menge an Energieverschwendung ist im Vergleich zu anderen Antennen ziemlich gering.
- Es bietet Flexibilität bei der Anordnung des Speiseelements.
- Der Parabolreflektor ermöglicht eine einfache Strahleinstellung.
Nachteile
Die Nachteile von Reflektorantennen füge folgendes hinzu.
- Die Reflektorantenne muss ausbalanciert werden, um Hindernisse am Einspeisepunkt zu vermeiden.
- Das Antennendesign vom Paraboltyp ist ein komplexes Verfahren.
- Die Oberflächenverzerrungen bei Parabolspiegelantennen können in einer extrem großen Schüssel stattfinden. So kann diese mit einem breiten Netz anstelle einer durchgehenden Fläche verringert werden.
- Diese Antennengröße ist ziemlich groß und die Gesamtkosten sind ebenfalls hoch.
- Um die besten Leistungsergebnisse zu erzielen, sollte die Einspeisung genau im Fokus der Parabolantenne platziert werden. Dies ist praktisch schwer zu erreichen.
Anwendungen
Die Anwendungen der Reflektorantenne Dazu gehören die folgenden.
- Eine Reflektorantenne wurde in großem Umfang in der Satellitenkommunikation, Radar, Weltraumtelemetrie, Radioastronomie und Fernerkundung eingesetzt.
- Ein Reflektortyp ist ein wesentlicher Bestandteil von Kommunikations- sowie Radarsystemen.
- Diese Antennen werden häufig in Punkt-zu-Punkt-Kommunikation, Fernerkundung, Satellitenkommunikation, Weltraumtelemetrie und Fernsehsignalübertragung verwendet.
- Reflektortypen sind in der Radioastronomie, Wetterradar und in Raumfahrzeugsystemen anwendbar.
- Die Leistung der Antenne kann mit Reflektoren erhöht werden. Daher wird eine Reflektorantenne verwendet, um die Richtwirkung zu verbessern.
- Diese Antenne wird in Raumfahrzeuganwendungen verwendet.
Das ist also eine Übersicht über Reflektoren Antenne – Arbeiten mit Anwendungen. Diese Antennen sind bekannt als Mikrowellenantennen und der von dieser Antenne angebotene Betriebsfrequenzbereich liegt normalerweise über 1 MHz, sodass diese Antennen in drahtlosen Anwendungen verwendet werden. Hier ist eine Frage an Sie, was ist die Funktion einer Antenne?
