Параболическая антенна

28,5 -метровая параболическая спутниковая коммуникационная антенна в Erdfunkstelle Raisting ( Raisting Earth Station ), Бавария , Германия , самое большое средство для спутниковой связи в мире. Он имеет подачу кассового типа, трансформирует при 6 ГГц и получает при 4 ГГц с усилением 64,2 дБ

Параболическая антенна -это антенна , которая использует параболический отражатель , изогнутую поверхность с поперечной формой параболы , для направления радиоволн . Наиболее распространенная форма формируется как блюдо и обычно называется антенной или параболическим блюдом . Основным преимуществом параболической антенны является то, что она обладает высокой направленностью . Он функционирует аналогично прожектору или отражателю фонарика для прямых радиоволн в узком пучке или получает радиоволны только из одного конкретного направления. Параболические антенны имеют одни из самых высоких выгод , что означает, что они могут производить самую узкую пропускную способность луча любого типа антенны. Чтобы достичь узкой пропускной способности, параболический отражатель должен быть намного больше, чем длина волны используемых радиоволн, Таким образом, параболические антенны используются в высокочастотной части радиоспекта , На частотах UHF и микроволновой ( SHF ), на которых длина волн достаточно мала, можно использовать отражатели удобного размера.

Параболические антенны используются в качестве антенн с высоким содержанием поглощений для связи с точками-точками , в таких приложениях, как микроволновые ретрансляционные связи, которые несут телефонные и телевизионные сигналы между близлежащими городами, беспроводные ссылки на WAN/LAN для передачи данных, спутниковые связи и космические антенны общения и космические антенны. Полем Они также используются в радиотелескопах .

Другое большое использование параболических антенн предназначено для радиолокационных антенн, которые должны передавать узкий луч радиоволн, чтобы найти объекты, такие как корабли, самолеты и управляемые ракеты . Они также часто используются для обнаружения погоды. С появлением домашних спутниковых телевизионных приемников параболические антенны стали общей чертой ландшафтов современных стран.

Параболическая антенна была изобретена немецким физиком Генрихом Херцом во время его открытия радиоволн в 1887 году. Он использовал цилиндрические параболические отражатели с помощью дипольных антенн, полученных искра, в их фокусах для передачи, так и получения во время его исторических экспериментов.

Параболические антенны основаны на геометрическом свойстве параболоида, что пути FP ₁ Q ₁ , FP ₂ Q ₂ , FP ₃ Q ₃ - все такая же длина. Таким образом, сферический волновый фронт, испускаемый антенной подачей в фокусе блюда , будет отражен в исходящей плоскости L, оси блюда перемещающуюся параллельно VF .

Дизайн

Принцип работы параболической антенны состоит в том, что точечный источник радиоволн в фокусной точке перед параболоидальным отражателем проводящего материала будет отражаться в коллимированном плоскости волнового луча вдоль оси отражателя. И наоборот, входящая плоская волна, параллельная оси, будет сосредоточена на точке в фокусе.

Типичная параболическая антенна состоит из металлического параболического отражателя с небольшой питательной антенной, подвешенной перед отражателем, в его фокусе, направленной обратно в сторону отражателя. Отражатель представляет собой металлическую поверхность, образованную в параболоид революции и обычно усеченная в круговом ободе, который образует диаметр антенны. В передающей антенне радиочастотный ток от передатчика поставляется через кабель линии передачи в антенну подачи , которая преобразует его в радиоволны. Радиоволсы излучаются обратно к блюду от антенны с подачей и отражают блюдо в параллельный луч. В приемной антенне входящие радиоволны отскакивают от блюда и сосредоточены на точке на антенне подачи, которая преобразует их в электрические токи, которые проходят через линию передачи в радиоприемник .

Параболический отражатель

Параболическая антенна типа проволоки, используемая для MMDS канала данных на частоте 2,5-2,7 ГГц. Его питается вертикальным диполем под малым алюминиевым отражателем на бум. Он излучает вертикально поляризованные микроволны.

Отражатель может быть построен из листового металла, металлического экрана или проволочного гриля, и может быть либо круглым блюдом, либо различными другими формами для создания различных форм луча. Металлический экран отражает радиоволны так же эффективно, как и поверхность сплошной металла, если его отверстия меньше одной десятой от длины волны , поэтому отражатели экрана часто используются для уменьшения веса и ветряных нагрузок на блюдо. Чтобы достичь максимального усиления , форма блюда должна быть точной в пределах небольшой доли длины волны, около одной шестнадцатой длины волны, чтобы гарантировать, что волны из разных частей антенны достигают фокуса в фазе . Крупные блюда часто требуют поддерживающей конструкции фермы за ними, чтобы обеспечить необходимую жесткость.

Отражатель из гриля из параллельных проводов или стержней, ориентированных в одном направлении, действует как поляризующий фильтр, а также отражатель. Он отражает линейно поляризованные радиоволны, при этом электрическое поле параллельна элементам гриля. Этот тип часто используется в радиолокационных антеннах. В сочетании с линейно поляризованным кормом , он помогает отфильтровать шум в приемнике и уменьшает ложные возвраты.

Блестящий металлический параболический отражатель также может сосредоточить солнечные лучи. Поскольку большинство блюд могли бы сосредоточиться на достаточном количестве солнечной энергии на структуре кормления, чтобы серьезно перегреться, если они оказались направленными на солнце, твердым отражателям всегда дают слой плоской краски.

Кормить антенну

Антенна подачи в фокусе отражателя обычно представляет собой тип с низким уровнем усиления , такой как полуволновый диполь или (чаще) небольшая роговая антенна, называемая кормом . В более сложных конструкциях, таких как Cassegrain и Gregorian, вторичный отражатель используется для направления энергии в параболический отражатель от антенны подачи, расположенной вдали от первичной фокусировки. Антенна подачи подключена к соответствующей радиочастотной (РЧ), передающей или принимающему оборудованию с помощью кабеля коаксиальной линии передачи или волновода .

На микроволновых частотах, используемых во многих параболических антеннах, волновод для проведения микроволн между антенной и передатчиком или приемником необходим . Из -за высокой стоимости прогонов волноводов, во многих параболических антеннах радиочастотная электроника приемника расположена в антенне подачи, а полученный сигнал преобразуется в более низкую промежуточную частоту (если), поэтому он может быть проведен в приемник через более дешевый коаксиальный кабель . Это называется низким новым блоком . Точно так же в передавающихся посудах микроволновый передатчик может быть расположен в точке подачи.

Преимущество параболических антенн заключается в том, что большая часть структуры антенны (вся ее, кроме антенны, нерезональна , поэтому она может функционировать на широком диапазоне частот (то есть широкая полоса пропускания ). Все, что необходимо для изменения частоты работы, - это заменить антенну подачи на ту, которая работает на желаемой частоте. Некоторые параболические антенны передают или принимают на нескольких частотах, имея несколько кормовых антенн, установленных в фокусной точке, близко друг к другу.

Блюдо из параболических антенн

Окутанные микроволновые реле блюда на коммуникационной башне в Австралии

Спутниковое телевизионное блюдо, пример офсетейной блюда

Антенна Casgrain на Voyager Spacecraft, 1977.

Офсетная григорианская антенна, используемая в Allen Telescope Array , радиотелескопе в Калифорнийском университете в Беркли, США.

Параболические антенны в форме лучаки

Вертикальная антенна «апельсиновая кожура» для военного радара высоты, Германия

Ранняя цилиндрическая параболическая антенна, 1931, Науэн, Германия

Аэропортная антенна с надзором аэропорта, аэропорт Орли, Франция, 1964

Антенна наблюдения аэропорта ASR-9

Антенна "оранжевая кожура" для поиска воздуха, Финляндия

Типы

Основные виды кормления параболической антенны

Параболические антенны отличаются своими формами:

• Параболоидальное или блюдо - отражатель формируется как параболоидный усечен круговым ободом. Это самый распространенный тип. Он излучает узкую карандашную луч вдоль оси блюда.
  • Окутанное блюдо - иногда цилиндрический металлический щит прикреплен к ободу блюда. Планус защищает антенну от излучения с углов за пределами оси главной лучевой, уменьшая боковые плоды . Иногда он используется для предотвращения помех в наземные микроволновые связи, где несколько антенн с использованием одной и той же частоты расположены близко друг к другу. Плакат покрыт внутри с помощью микроволнового абсорбирующего материала. Крюк может уменьшить радиацию доли на 10 дБ.
• Цилиндрический - отражатель изогнут только в одном направлении и в другом. Радиоволны сосредоточены не в точке, а вдоль линии. Подача иногда представляет собой дипольную антенну, расположенную вдоль фокальной линии. Цилиндрические параболические антенны излучают вентиляционный луч, узкий в изогнутом измерении и широко в размерном размерном. Изогнутые концы отражателя иногда закрываются плоскими пластинами, чтобы предотвратить излучение из концов, и это называется антенной или сырной антенной .
• Антенны с формой луча -современные антенны отражателя могут быть спроектированы для получения луча или лучей определенной формы, а не просто узкого «карандаша» или «вентилятора» лучей простой блюдо и цилиндрических антенн, упомянутых выше. Два метода используются, часто в комбинации, чтобы контролировать форму луча:

• Отражатели форм - отражатель может быть дана некругальная форма или различные кривизы в горизонтальных и вертикальных направлениях, чтобы изменить форму луча. Это часто используется в радиолокационных антеннах. В качестве общего принципа, чем шире антенна находится в заданном поперечном направлении, чем уже будет радиационная картина в этом направлении.

• Антенна «Оранжевая кожура» - используемая в поисковых радарах, это длинная узкая антенна в форме буквы «C». Он излучает узкую вертикальную вентиляционную луч.

Массив множественных кормов на немецкой радиолокационной антенне аэропорта в аэропортах для контроля угла возвышения луча

• Массивы подачи - Для получения произвольной формы луча вместо одного рога подачи можно использовать массив корма, сгруппированные вокруг фокусной точки. Антенны, подаваемые на массиве, часто используются на спутниках связи, особенно прямого вещательного спутников , для создания радиационной схемы нисходящей линии связи для покрытия конкретного континента или области покрытия. Они часто используются с антеннами вторичного отражателя, такими как Cassegrain.

Параболические антенны также классифицируются по типу корма , то есть как радиоволны поставляются в антенну:

• Осевая , основная фокусировка или передняя подача - это наиболее распространенный тип кормления, с антенной подачи, расположенной перед блюдом, в фокусе, на оси луча, направленная обратно в сторону блюда. Недостатком этого типа является то, что подача и его опор блокируют часть луча, что ограничивает эффективность апертуры всего 55–60%.
• Вне осевой или смещенной подачи -отражатель представляет собой асимметричный сегмент параболоида, поэтому фокус и антенна подачи расположены на одной стороне блюда. Цель этой конструкции состоит в том, чтобы вывести структуру подачи из пути луча, чтобы она не блокировала луч. Он широко используется в домашних спутниковых телевизионных блюдах, которые достаточно малы, чтобы структура подачи в противном случае блокировала бы значительный процент сигнала. Сметная подача также может использоваться в нескольких конструкциях отражателя, таких как Cassegrain и Gregorian, ниже.
• Cassegrain - в антенне кассегрина корм расположен на или позади блюда или позади и излучает вперед, освещая выпуклый гиперболоидный вторичный отражатель в центре внимания блюда. Радиоволны от подачи отражают вторичный отражатель на блюдо, которое снова отражает их вперед, образуя исходящий луч. Преимущество этой конфигурации состоит в том, что подача с его волноводами и электроникой « передняя часть » не должна быть подвешена перед блюдом, поэтому он используется для антенн со сложными или громоздкими кормами, такими как большие антенны спутниковой связи и антенны спутниковой связи и Радиотелескопы . Эффективность диафрагмы находится на порядок 65–70%.
• Грегориан - аналогично дизайну кассе, за исключением того, что вторичный отражатель является вогнутым ( эллипсоидальным ) по форме. Эффективность диафрагмы может быть достигнута более 70%.

Рыжая картина

Влияние рисунка излучения антенной антенны (небольшая тыквенная поверхность) на побочные эффекты. Слева: с антенной с низким содержанием усиления, значительные части ее излучения выпадают за пределы блюда. Справа: с более высоким кормом усиления почти все его излучение испускается под углом блюда.

Радиационная схема антенны корма должна быть адаптирована к форме блюда, поскольку она оказывает сильное влияние на эффективность апертуры , которая определяет усиление антенны (см. Раздел усиления ниже). Излучение от подачи, которое выпадает за пределы края блюда, называется поездками и потрачено впустую, уменьшает усиление и увеличивая платформу , возможно, вызывая помехи или (при получении антенн), увеличивая восприимчивость к шуму грунта. Тем не менее, максимальное усиление достигается только тогда, когда блюдо равномерно «освещено» с постоянной силой поля до краев. Следовательно, идеальная схема излучения антенны подачи была бы постоянной силой поля по всему твердому углу блюда, резко падая до нуля по краям. Тем не менее, практические антенны корма имеют радиационные паттерны, которые постепенно падают по краям, поэтому антенна подачи представляет собой компромисс между приемлемо низким побором и адекватным освещением. Для большинства передней подачи рога оптимальное освещение достигается, когда мощность, излучаемая рогом, на 10 дБ меньше на краю блюда, чем его максимальное значение в центре блюда.

Поляризация

Паттерн электрических и магнитных полей в устье параболической антенны представляет собой просто масштабированное изображение полей, излучаемых антенной подачи, поэтому поляризация определяется антенной подачи. Для достижения максимального усиления оба антенны подачи (передача и прием) должны иметь одинаковую поляризацию. Например, антенна с вертикальной дипольной подачей излучит луча радиоволн с вертикальной вертикальной полями, называемой вертикальной поляризацией . Приемная антенна корма также должна иметь вертикальную поляризацию, чтобы принять их; Если подача горизонтальна ( горизонтальная поляризация ), антенна будет понести серьезную потерю прибыли.

Чтобы увеличить скорость передачи данных, некоторые параболические антенны передают два отдельных радиоканала на одной и той же частоте с ортогональными поляризациями, используя отдельные антенны подачи; Это называется двойной поляризационной антенной . Например, спутниковые телевизионные сигналы передаются со спутника на двух отдельных каналах на той же частоте с использованием правой и левой круглой поляризации . В домашнем спутниковом блюде они принимаются двумя небольшими монопольными антеннами в кормном роге , ориентированных под прямым углом. Каждая антенна подключена к отдельному приемнику.

Если сигнал из одного поляризационного канала получен противоположно поляризованной антенной, это вызовет перекрестные помехи , которые ухудшают отношение сигнал / шум . Способность антенны поддерживать разделение этих ортогональных каналов измеряется параметром, называемым дискриминацией поляризации поляризации (XPD). В передающей антенне XPD представляет собой фракцию мощности от антенны одной поляризации, излученной в другой поляризации. Например, из -за незначительных недостатков блюдо с вертикально поляризованной антенной подачи излучит небольшое количество ее мощности в горизонтальной поляризации; Эта фракция - XPD. В приемной антенне XPD представляет собой отношение сигнальной мощности, получаемой противоположной поляризации к мощности, полученной в той же антенне правильной поляризации, когда антенна освещается двумя ортогонально поляризованными радиоволнами равной мощности. Если система антенны имеет неадекватный XPD, перекрестной поляризации (XPIC) алгоритмы цифровой обработки цифровых сигналов часто могут использоваться для уменьшения перекрестных помех.

Двойное рефлекторное формирование

В кассоровских и григорианских антеннах присутствие двух отражающих поверхностей в пути сигнала дает дополнительные возможности для повышения производительности. методику, называемую формированием двойного отражателя Когда требуется высочайшая производительность, можно использовать . Это включает в себя изменение формы подрефлектора для направления большей мощности сигнала на внешние области блюда, чтобы отобразить известный рисунок подачи в равномерное освещение первичного, чтобы максимизировать усиление. Тем не менее, это приводит к вторичному, который больше не является гиперболическим (хотя это все еще очень близко), поэтому свойство постоянного фазы теряется. Эта ошибка фазы, однако, может быть компенсирована путем слегка настройки формы первичного зеркала. Результатом является более высокий коэффициент усиления или увеличения/погружения за счет поверхностей, которые более сложны для изготовления и тестирования. Другие узоры освещения блюда также могут быть синтезированы, такие как узоры с высокой конусочкой на краю блюда для ультра-низких побочных лобов , а также узоры с центральным «отверстием», чтобы уменьшить затенение питания.

Прирост

Основная статья: усиление антенны

Пятисот метра сферический телескоп (быстрый) в Гуандзу, Китай. С эффективной апертурой 300 метров это самая большая заполненная параболическая антенна в мире.

Директивные качества антенны измеряются безразмерным параметром, называемым его усилением , который является соотношением мощности, полученной антенной от источника вдоль его оси луча к мощности, полученной гипотетической изотропной антенной . Прибытие параболической антенны составляет:

$G={\frac {4\pi A}{\lambda ^{2}}}e_{A}=\left({\frac {\pi d}{\lambda }}\right)^{2}e_{A}$

где:

• $A$ это область апертуры антенны, то есть устья параболического отражателя. Для круглой антенны, антенны, $A=\pi d^{2}/4$, давая вторую формулу выше.
• $d$ это диаметр параболического отражателя, если он круговой.
• $\lambda$ это длина волны радиоволн.
• $e_{A}$ является безразмерным параметром между 0 и 1, называемым эффективностью диафрагмы . Эффективность диафрагмы типичных параболических антенн составляет от 0,55 до 0,70.

Видно, что, как и в случае с любой антенной апертуры , чем больше, апертура, по сравнению с длиной волны , тем выше усиление. Усиление увеличивается с квадратом соотношения ширины диафрагмы к длине волны, поэтому большие параболические антенны, такие как те, которые используются для коммуникации космического корабля и радиотелесопов , могут иметь чрезвычайно высокий прирост. Применение вышеуказанной формулы к антеннам диаметром 25 метров, часто используемых в массивах радиосвязи и спутниковых антеннах на длине волны 21 см (1,42 ГГц, общая частота радиоастрономии ), приводит к приблизительному максимальному усилению 140 000 раз или около 52 DBI ( децибел выше изотропного уровня). Самая большая параболическая антенна в мире-это сферический радиосвязь апертуры пятьсот метров в юго-западном Китае, который имеет эффективную апертуру около 300 метров. Прибыль этого блюда при 3 ГГц составляет примерно 90 миллионов, или 80 дБи.

Эффективность диафрагмы E _A - это переменная Catchall, которая учитывает различные потери, которые уменьшают усиление антенны с максимума, которая может быть достигнута с помощью данной апертуры. Основными факторами, снижающими эффективность диафрагмы в параболических антеннах:

• Побочная подача - часть излучения от антенны подачи падает за пределы края блюда и, таким образом, не способствует основному пучке.
• Конусная конина для подачи - максимальное усиление для любой апертурной антенны достигается только тогда, когда интенсивность излучаемого луча постоянна по всей области апертуры. Тем не менее, рисунок излучения от антенны подачи обычно сужается к внешней части блюда, поэтому внешние части блюда «освещены» с более низкой интенсивностью излучения. Даже если подача обеспечивало постоянное освещение через угловой, поднятый блюдом, внешние части блюда находятся дальше от антенны подачи, чем внутренние детали, поэтому интенсивность падает с расстоянием от центра. Следовательно, интенсивность луча, излучаемой параболической антенной, максимально в центре блюда и падает с расстоянием от оси, снижая эффективность.
• Закупорка диафрагмы -в параболических блюдах с передним корнем, где кормовая антенна расположена перед блюдом в пучвом пути (а также в кассоровских и григорианских конструкциях), структура подачи и ее опоры блокируют часть луча. В небольших блюдах, таких как домашние спутниковые блюда, где размер кормовой структуры сопоставим с размером блюда, это может серьезно уменьшить усиление антенны. Чтобы предотвратить эту проблему, эти типы антенн часто используют кормление смещения , где антенна подача расположена в одной стороне, за пределами области луча. Эффективность диафрагмы для этих типов антенн может достигать от 0,7 до 0,8.
• Ошибки формы - случайные ошибки поверхности в форме отражателя снижают эффективность. Эта потеря аппроксимируется уравнением Рузе .

Для теоретических соображений взаимного интерференции (на частотах между 2 и приблизительно 30 ГГц; обычно в фиксированной спутниковой службе ), где специфическая производительность антенны не была определена, эталонная антенна на основе рекомендации ITU-R S.465 используется для расчета помех. , который будет включать в себя вероятные боковые лобов для вне осевых эффектов.

Радиационная картина

Радиационная картина немецкой параболической антенны. Основная доля (вверху) имеет ширину всего несколько градусов. Все боколоты имеют не менее 20 дБ ниже (1/100 плотность мощности) основная доля, и большинство из них на 30 дБ ниже (если этот шаблон был нарисован с линейными уровнями мощности вместо логарифмических уровней БД, все логики, отличные от основных Доля была бы слишком мала, чтобы увидеть).

В параболических антеннах практически все излучаемые мощности сосредоточены в узкой основной доле вдоль оси антенны. Остаточная мощность излучается в боковыхлобах , обычно намного меньше, в других направлениях. Поскольку диафрагма отражателя параболических антенн намного больше, чем длина волны, дифракция обычно вызывает многие узкие боковые локолоты, поэтому шаблон бокового вещества является сложной. Также обычно существует бэклоб , в противоположном направлении к основной доле, из -за излучения поболочника из антенны подачи, которая пропускает отражатель.

Продолжительность пучка

Угловая ширина луча, излучаемая антеннами с высоким содержанием усиления, измеряется по ширине полуотврачена (HPBW), которая представляет собой угловое разделение между точками на схеме антеннного излучения , при которой мощность падает до половины (-3 дБ) его максимальное значение. Для параболических антенн HPBW θ определяется:

$\theta =k\lambda /d\,$

где k является фактором, который немного изменяется в зависимости от формы отражателя и характера освещения подачи. Для идеального равномерно освещенного параболического отражателя и θ в градусах K будет 57,3 (количество градусов в радиане). Для типичной параболической антенны k составляет приблизительно 70.

Для типичного 2 -метрового спутникового блюда, работающего на полосе C (4 ГГц), эта формула дает пропускную способность балки около 2,6 °. Для антенны Arecibo при 2,4 ГГц пропускная способность луча составляла 0,028 °. Поскольку параболические антенны могут производить очень узкие лучи, прицел их может быть проблемой. Некоторые параболические блюда оснащены отверстием , чтобы их можно было точно нацелить на другую антенну.

Существует обратная связь между усилением и шириной луча. Сочетая уравнение прогибы луча с уравнением усиления, отношение:

$G=\left({\frac {\pi k}{\theta }}\right)^{2}\ e_{A}$

Угол тета нормальный для диафрагмы.

Формула радиации

Излучение от большого параболоида с однородной апертурой, по существу, эквивалентно таковой из круговой апертуры того же диаметра $D$ в бесконечной металлической пластине с однородной плоской волной, падающей на пластине.

Паттерн радиационного поля может быть рассчитана путем применения принципа Huygens аналогично прямоугольной апертуре. Схема электрического поля можно найти путем оценки интеграла дифракции Fraunhofer по круговой апертуре. Это также может быть определено через уравнения зоны Френеля .

$E=\int \int {\frac {A}{r_{1}}}e^{j(\omega t-\beta r_{1})}dS=\int \int e^{2\pi i(lx+my)/\lambda }dS$

где $\beta =\omega /c=2\pi /\lambda$Полем Используя полярные координаты, $x=\rho \cdot \cos \theta$ и $y=\rho \cdot \sin \theta$Полем Принимая во внимание симметрию,

$E=\int \limits _{0}^{2\pi }d\theta \int \limits _{0}^{\rho _{0}}e^{2\pi i\rho \cos \theta l/\lambda }\rho d\rho$

и использование функции Bessel первого порядка дает шаблон электрического поля $E(\theta )$,

$E(\theta )={\frac {2\lambda }{\pi D}}{\frac {J_{1}[(\pi D/\lambda )\sin \theta ]}{\sin \theta }}$

где $D$ является диаметром апертуры антенны в метрах, $\lambda$ Длина волны в метрах, $\theta$ является углом в радианах по оси симметрии антенны, как показано на рисунке, и $J_{1}$является функцией Бесселя первого порядка . Определение первых нулей радиационной картины дает промугнутую пропускную способность $\theta _{0}$Полем Термин $J_{1}(x)=0$ в любое время $x=3.83$Полем Таким образом,

$\theta _{0}=\arcsin {\frac {3.83\lambda }{\pi D}}=\arcsin {\frac {1.22\lambda }{D}}$.

Когда диафрагма большая, угол $\theta _{0}$ очень маленький, так что $\arcsin(x)$ примерно равен $x$Полем Это дает общую формулы пропускания луча,

$\theta _{0}\approx {\frac {1.22\lambda }{D}}\,{\text{(in radians)}}={\frac {70\lambda }{D}}\,{\text{(in degrees)}}$

История

• 
  Первая параболическая антенна, построенная Генрихом Герцом в 1888 году. Часть вырезана, чтобы показать дипольный корм 450 МГц.
• 
  Экспериментальный микроволновый передатчик 12 ГГц 12 ГГц 12 ГГц 1894
• 
  Guglielmo Marconi's 1,2 ГГц передатчика и приемника 1895
• 
  Коротковолновая антенна с короткой волной 20 МГц, построенная Маркони в Херндоне, Великобритания, в 1922 году
• 
  Marconi 70 МГц вращающийся параболический морской радио -маяк на острове Инчкет 1925
• 
  Первый радиосвязь : 9-метровое (30-футовое) блюдо, построенное Гроте Ребером на его заднем дворе в 1937 году.
• 
  Радар Вюрцбург-Риз, построенный Германией во Второй мировой войне, имела 7,4-метровое (24-футовое) блюдо.
• 
  Радиотелескоп 100 метров (300 футов), построенный в Green Bank, Западная Вирджиния, в 1962 году, крупнейшее параболическое блюдо с диафрагмой в то время.
• 
  ВВС США Радиолокационная антенна баллистической ракеты , Аляска, 1961
• 
  Радиотелескоп Arecibo Китая сферический телескоп апертуры в пятисот метров , Пуэрто-Рико, на 305 метров (1 001 фута), крупнейшее параболическое блюдо до 2016 года, когда был построен . Он рухнул в 2020 году.

Идея использования параболических отражателей для радиоантенн была взята из оптики , где сила параболического зеркала сфокусировать свет в луче, была известна с момента классической древности . Конструкции некоторых специфических типов параболической антенны, таких как Cassegrain и Gregorian , происходят из аналогичных аналогичных типов отражающего телескопа , которые были изобретены астрономами в течение 15 -го века.

Немецкий физик Генрих Херц построил первую в мире параболическую антенну отражателя в 1888 году. 26 см в возбуждении искры 26 см Антенна представляла собой цилиндрический параболический отражатель из цинкового листового металла, поддерживаемый деревянной рамой, и имел диполь в качестве антенны вдоль фокальной линии. Его диафрагма была высотой 2 метра шириной 1,2 метра, с фокусным расстоянием 0,12 метра и использовалась на рабочей частоте около 450 МГц. С двумя такими антеннами, одной для передачи, а другой для получения, Герц продемонстрировал существование радиоволн , которые предсказали Джеймсом Клерк Максвелл примерно 22 года назад. Тем не менее, раннее развитие радио было ограничено более низкими частотами, на которых параболические антенны были неподходящими, и они не использовались до Второй мировой войны , когда начали использоваться микроволновые частоты.

После Первой мировой войны, когда короткие волны начали использоваться , интерес вырос в направленных антеннах , как для увеличения диапазона, так и для того, чтобы сделать радиопередачи более безопасными от перехвата. Итальянский радио -пионер Гульэльмо Маркони использовал параболические отражатели в течение 1930 -х годов в исследованиях передачи UHF с лодки в Средиземном море. 1,7 ГГц- В 1931 году микроволновая реле ретранскую связь по всему английскому каналу была продемонстрирована с использованием блюд диаметром 3,0 метра (10 футов). Первая большая параболическая антенна, 9 -метровая блюдо, была построена в 1937 году новаторским радиоастрономом Гротом Ребером на его заднем дворе, И опрос Sky, который он сделал с ним, был одним из событий, основавших область радиоастрономии .

Развитие радара во время Второй мировой войны обеспечило большой импульс для исследований параболической антенны. Это привело к эволюции антенн в форме луча, в которой кривая отражателя различна в вертикальных и горизонтальных направлениях, адаптированная для получения луча с определенной формой. После войны очень крупные параболические блюда были построены в качестве радиотелескопов . 100-метрового Радиотелескоп банка в Green Bank, Западная Вирджиния -первая версия которого была завершена в 1962 году-в настоящее время является крупнейшим в мире полностью управляемом параболическим блюдом.

В течение 1960 -х годов антенны для посуды широко использовались в наземных сетях связи с микроволновой реле , которые несут телефонные звонки и телевизионные программы по всем континентам. Первая параболическая антенна, используемая для спутниковой связи, была построена в 1962 году в Гунхилли в Корнуолле , Англия, чтобы общаться со спутником Telstar . Антенна Кассегрейна была разработана в Японии в 1963 году NTT , KDDI и Mitsubishi Electric . Космический корабль Voyager 1 , выпущенный в 1977 году, в настоящее время находится в 24,2 миллиарда километра от Земли, самый дальний искусственный объект в космосе, и его 3,7-метровая кассерана антенна см. ( На картинке выше) все еще способны общаться с наземными станциями. Появление инструментов компьютерного дизайна в 1970-х годах, таких как NEC , способное вычислять радиационную модель параболических антенн, привело к разработке сложных асимметричных, многорефляторных и многофункциональных конструкций в последние годы.

Смотрите также

• Спутниковое блюдо
• Спутниковое телевидение
• Simulsat (квазипараболическая антенна, которая является сферической в ​​одной плоскости и параболична в другой)

Внешние ссылки

СМИ, связанные с параболическими антеннами в Wikimedia Commons

• Wi -Fi: параболическое блюдо с фидером Biquad
• Спутниковой онлайн -искатель на основе карт Google
• Типы антенн: параболическая антенна для Wi -Fi
• Утилита онлайн -указания с использованием карт Google, и каждый список спутниковых каналов: Dishpointer - Совместите ваше спутниковое блюдо
• Анимация распространения из параболической антенны на YouTube
• учебного пособия по параболическому отражателю антенны Теория и практика
• Апплет усиления параболической антенны.
• Plutodirect.co.uk: низкие цены в спутниковом и стержне