Отражатель (антенна)

Параболический рефлектор в составе спутниковой антенны.

Антенный отражатель — это устройство, отражающее электромагнитные волны . Антенные отражатели могут существовать как отдельное устройство для перенаправления радиочастотной (РЧ) энергии или могут быть интегрированы как часть антенного узла.

Автономные отражатели

Типы параболических антенн

Угловая отражающая часть телевизионной антенны УВЧ.

Функция автономного отражателя заключается в перенаправлении электромагнитной (ЭМ) энергии, как правило, в радиодиапазоне спектра электромагнитного .

Распространенные типы автономных отражателей:

• угловой отражатель , который отражает входящий сигнал обратно в том направлении, откуда он пришел, обычно используется в радарах.
• плоский рефлектор, который отражает сигнал, например зеркало, и часто используется в качестве пассивного ретранслятора .

Интегрированные отражатели

При интеграции в антенный узел отражатель служит для изменения диаграммы направленности антенны, увеличивая усиление в заданном направлении.

Распространенные типы встроенных отражателей:

• параболический отражатель , фокусирующий сигнал луча в одну точку или направляющий излучаемый сигнал в луч.
• пассивный элемент немного длиннее излучающего дипольного элемента и расположен позади него, который поглощает и переизлучает сигнал направленно, как в антенной решетке Яги .
• плоский отражатель , например, используемый в антеннах с коротким обратным излучением или секторных антеннах .
• угловой отражатель, используемый в телевизионных антеннах УВЧ.
• цилиндрический отражатель , используемый в Cantenna .

Критерии проектирования

Параметры, которые могут напрямую влиять на характеристики антенны со встроенным рефлектором:

• Размеры отражателя ( большая уродливая тарелка против маленькой тарелки)
• Перелив (часть излучения облучающей антенны не попадает в отражатель)
• Закупорка апертуры (также известная как блокировка облучателя: часть энергии облучателя отражается обратно в облучающую антенну и не вносит вклад в основной луч)
• Сужение освещенности (освещенность источника уменьшается по краям отражателя)
• Отклонение поверхности отражателя
• Расфокусировка
• Перекрестная поляризация
• Потери корма
• Несоответствие питания антенны
• Неравномерное распределение амплитуды/фазы

Эффективность антенны измеряется коэффициентом ее эффективности.

Любые факторы, ухудшающие усиление, которые повышают боковые лепестки, имеют двоякий эффект: они способствуют повышению шумовой температуры системы в дополнение к снижению усиления. Два важных случая — засор апертуры и отклонение поверхности отражателя (от проектного «идеала»). Закупорка апертуры обычно происходит из-за затенения облучателем, субрефлектором и/или опорными элементами. Отклонения поверхностей отражателя вызывают неравномерное распределение апертуры, что приводит к снижению усиления.

Стандартная симметричная параболическая система отражателей Кассегрена очень популярна на практике, поскольку она обеспечивает минимальную длину фидера к оконечному оборудованию. Основным недостатком такой конфигурации является засорение гиперболического подрефлектора и его опорных стоек (обычно используется 3–4). Засорение становится очень значительным, когда размер параболического отражателя мал по сравнению с диаметром вспомогательного отражателя.Чтобы избежать засорения субрефлектором, можно использовать асимметричные конструкции, такие как открытый Кассегрен. Однако обратите внимание, что асимметрия может иметь вредные последствия для некоторых аспектов работы антенны – например, низкие уровни боковых лепестков, косоглазие луча , плохой отклик кроссполяризации и т. д.

Чтобы избежать побочных эффектов чрезмерной освещенности поверхности основного отражателя и дифракции , иногда используется микроволновый поглотитель. Этот материал с потерями помогает предотвратить чрезмерные уровни боковых лепестков, возникающие из-за краевых эффектов и чрезмерной освещенности. Обратите внимание, что в случае Кассегрена с фронтальной подачей облучатель и фидер (обычно волновод) должны быть покрыты краевым поглотителем в дополнение к окружности основного параболоида.

Измерения

Измерения проводятся на рефлекторных антеннах для определения важных показателей эффективности, таких как уровни усиления и боковых лепестков. Для этого измерения необходимо производить на расстоянии, на котором луч полностью сформирован. Расстояние в четыре расстояния Рэлея обычно принимается как минимальное расстояние, на котором можно проводить измерения, если не используются специальные методы (см. Измерения с помощью антенны ).

См. также

• Линзовая антенна
• Радиоастрономия