Muncă antene de satelit, în special cei care acceptă semnal de televiziune, se bazează pe proprietatea optică a parabolei. O parabolă este un loc de puncte echidistante de o linie dreaptă (numită directrice) și de punctele care nu se află pe o directrice (numită focar). Din definiția dată a unei parabole nu este dificil să se obțină una „școală”: o parabolă este un grafic al unei funcții pătratice y = ax ^ 2 + bx + c (în special, y = x ^ 2).

Să formulăm proprietatea optică menționată mai sus a unei parabole. Dacă o sursă de lumină punctiformă (un bec) este plasată în focarul parabolei și aprinsă, atunci razele, reflectate de parabolă, vor merge paralel cu axa de simetrie a parabolei, iar frontul principal va fi perpendicular. la axa.

Este adevărat și invers - dacă un flux de raze paralel cu axa de simetrie cade pe parabolă, atunci, reflectate de parabolă, razele vor intra în focalizare și, în același timp, dacă frontul principal al fluxului de razele este perpendiculară pe axă.

Când o parabolă se rotește în jurul axei sale de simetrie, se obține un paraboloid de revoluție - o suprafață de ordinul doi. Pentru orice secțiune a unui paraboloid prin planuri care trec prin axa de simetrie, se obțin parabole egale cu un focar comun, prin urmare paraboloidul are și o proprietate optică. Dacă emițătorul este focalizat, atunci razele, reflectate de la suprafață, vor merge paralel cu axa de rotație. Și dacă razele paralele cu axa sa cad pe un paraboloid, atunci după reflecție, toate se adună în focalizare.

Proprietatea optică este baza fundamentală a antenelor parabolice. Antenele pot roti, de exemplu, antenele parabolice din aeroporturi, care au formă de „felii” de paraboloizi uriași, ambele transmit și primesc un semnal. Antenele pot fi fixate. Ultimul tip include satelitul de uz casnic antene TV(„farfurioare”): sunt îndreptate către un satelit releu la înălțimea Pământului pe orbită geostaționară, după care poziția lor este fixată.

Deoarece satelitul este departe de suprafață, razele care vin de la acesta în punctul de recepție al antenei pot fi considerate paralele. Focalizarea antenei de satelit este receptorul, de la care semnalul este trimis prin cablu la televizor.

Aceeași idee este folosită pentru a crea spoturi pentru locomotive de cale ferată, faruri pentru mașini, poate fi folosit chiar și pentru gătit alimente pe câmp. Proprietatea optică a parabolei „cunoaște” și lumea vie. De exemplu, unele flori nordice, care trăiesc într-o vară scurtă și lipsă de lumină solară, își deschid petalele în formă de paraboloid pentru a menține „inima” florii mai caldă. „Parabolice” sunt flori alpine și arctice precum lumbago alpin, beckvichia glaciară, macul polar. Datorită proprietății optice a parabolei, coacerea semințelor în astfel de flori este accelerată. O altă consecință a proprietății parabolicității lor, utilă pentru flori, este atracția insectelor cărora le place să se „absorbă” în bolul de flori, iar acest lucru afectează procesul de transfer al polenului (polenizare).

ANEXA 10.

ANTENĂ PARABOLICĂ DE OgliNȚĂ

Antenele reflectoare parabolice constau din două părți: o oglindă și o alimentare.

Iradiatorul emite o undă electromagnetică către oglindă. Frontul de undă în spațiu se formează ca urmare a reflectării unei unde electromagnetice de pe suprafața oglinzii (reflector).

Antenele reflectoare sunt utilizate pe scară largă pornind de la intervalul de lungimi de undă decimetrice. Sunt utilizate în diverse sisteme de inginerie radio: radare, linii de releu radio, radioastronomie etc.

Datele inițiale pentru calcularea antenei reflector sunt: ​​lungimea de undă https://pandia.ru/text/78/045/images/image002_222.gif "width =" 41 "height =" 28 src = ">. Gif" alt = " ( ! LANG: Semnătura: Fig. A10.2" align="left" width="253" height="220">!} .gif „width =" 87 "height =" 25 ">.

Pentru un câștig de antenă dat, raza oglinzii poate fi determinată din expresie

, (A10.1)

Unde RO raza de deschidere a oglinzii; ν - factorul de utilizare a suprafeței oglinzii (MCD), - eficiența antenei.

În fig. 10.2 arată dependența de unghi. În antenele parabolice reale, eficiența (produsul) antenei se află în intervalul de la 0,45 la 0,6..gif „width =" 145 "height =" 24 src = ">. (A10.2)

În cazul în care este specificată lățimea modelului direcțional al antenei, atunci datele din Tabelul 1 pot fi utilizate pentru a selecta dimensiunea oglinzii. A10.1.

Date pentru alegerea dimensiunii oglinzii antenei Tabelul A10.1

			Suprimarea nivelului lobilor laterali
plan H	E-avion

2. Se calculează parametrii tipului dat de iradiator.

Iradiatorul trebuie proiectat pentru a produce radiații unidirecționale. Modelul de radiație trebuie să fie simetric axial cu un nivel minim de lobi laterali.

Centrul de fază al fluxului este în centrul oglinzii. Iluminatorul ar trebui să umbrească oglinda la minimum.

Iradiator vibrator

Iradiatorul sub forma unui vibrator simetric cu un contrareflector este utilizat în partea decimetrică și a undelor lungi din intervalul de lungimi de undă centimetrice (https://pandia.ru/text/78/045/images/image019_43.gif "alt = " (! LANG: Semnătura:" align="left" width="278 height=247" height="247">ство щелевого типа.!}

Diagrama de directivitate a unui vibrator cu semiundă cu un contrareflector într-un plan perpendicular pe axa vibratorului (în planul H) se calculează prin formula

Unde d- distanța de la vibrator la contrareflector,

Distanța de la vibrator la contrareflector, egală, este necesară pentru ca câmpul reflectat de contrareflector să fie în fază cu câmpul care este emis de vibrator către oglindă.

Modelul de directivitate al unui vibrator cu semi-undă cu un contrareflector într-un plan care trece prin axa vibratorului (și axa oglinzii) este descris de expresia

https://pandia.ru/text/78/045/images/image024_35.gif "width =" 107 "height =" 41 ">; , unde este lungimea unui braț al vibratorului și h- distanta dintre vibrator si imaginea lui in oglinda.

, Ohm, https://pandia.ru/text/78/045/images/image029_27.gif "width =" 65 "height =" 23 ">, Ohm, a, Ohm

Pentru a potrivi alimentarea cu alimentatorul de alimentare, impedanța de intrare a vibratorului trebuie să fie pur activă și egală cu impedanța caracteristică a alimentatorului.

Componenta reactivă a rezistenței de intrare poate fi compensată fie printr-o buclă reactivă, fie printr-o oarecare scurtare a brațelor vibratorului. Din moment ce în în acest caz alimentatorul este coaxial, atunci impedanța sa caracteristică este

https://pandia.ru/text/78/045/images/image032_27.gif "width =" 23 "height =" 18 "> - diametrul interior al conductorului exterior; d- diametrul exterior al conductorului interior; este constanta dielectrică relativă a materialului care umple alimentatorul coaxial.

Setat de obicei cu diametrul brațelor vibratoare 2 ... 4 mm și același diametru dși determinați prin formula (A10.6) valoarea D... După alegerea dimensiunii liniei coaxiale, aceasta trebuie verificată pentru starea de defecțiune

KV / cm, (P10,7)

Aici P- puterea care trece prin linie în kW; d- în cm; W- în Ohm; VSWR ar trebui luată egală cu 1,2 ... 1,4.

Dacă condiția (A10.7) nu este îndeplinită, atunci este necesar să creșteți diametrul interior al liniei coaxiale și diametrul brațelor vibratorului pentru a reduce concentrația câmpului electric în apropierea suprafeței unei raze mici de curbură. .

Linia coaxiala se termina cu un conector de inalta frecventa pentru conectarea unui cablu cu un standard impedanța undei(= 50, 75 ohmi). Dacă linia coaxială are, atunci trebuie utilizat un transformator de potrivire cu un sfert de undă cu impedanță caracteristică, care este de obicei realizat structural în secțiunea liniei coaxiale.

Iradiator cu dublu fanta

Un iradiator de acest tip este utilizat de obicei la lungimi de undă mai mici de 5 ... 6 cm.Se bazează pe E- ghid de undă plan T- un splitter. În acest caz, ramificarea se realizează în planul locației vectorului E valurile H10(Fig. A10.4).

Dezvoltarea alimentării începe cu selectarea unui ghid de undă standard pentru o anumită gamă de lungimi de undă de operare. Lungimea fantei este aleasă egală cu (0,47 ... 0,48). Distanţă d1 de la fante la pereți ar trebui să fie egale. Distanța dintre sloturi d2 este selectat ca în rețelele de antene convenționale, cel mai adesea sau. Lățimea fantei este selectată din condiția absenței defecțiunii electrice la o valoare dată a puterii de radiație

, (A10.8)

Unde EPROB Este valoarea de defalcare a intensității câmpului din materialul slotului. Pentru aer EPROB= 3 106 V/m. Tensiune maxima pe fantă este egală

... (R10.9)

https://pandia.ru/text/78/045/images/image043_17.gif "width =" 128 "height =" 25 ">,

unde https://pandia.ru/text/78/045/images/image045_17.gif "width =" 108 "height =" 27 ">, B

Modelele de directivitate ale unui flux cu dublu fantă sunt calculate prin formulele:

, in avion E,(P10.11)

, in avion N.(P10.12)

Colțuri qși j sunt măsurate de la normală la planul locației fantelor..gif "width =" 83 "height =" 21 src = ">.

Alimentare cu corn

Fluxurile cu corn sunt utilizate în principal în intervalele de lungimi de undă centimetrice și milimetrice https://pandia.ru/text/78/045/images/image051_15.gif "width =" 37 "height =" 21 "> și egal cu 0,3 la q (j) = 50 ° ... 70 °, găsiți dimensiunile deschiderii claxonului.

Caracteristica direcțională în plan a unui corn E poate fi estimată folosind o formulă simplificată

https://pandia.ru/text/78/045/images/image055_13.gif "width =" 323 "height =" 41 src = ">, (P10.14)

unde unghiurile https://pandia.ru/text/78/045/images/image057_11.gif "width =" 20 "height =" 18 "> sunt măsurate de la normal la planul deschiderii cornului.

Ecuațiile (A10.13) și (A10.14) sunt transcendentale în raport cu dimensiunea deschiderii cornului și sunt rezolvate prin metoda potrivirii.

Lungimea cornului este de obicei luată egală cu R = (1,2 … 1,3) aR, la care frontul de undă este sferic.

3. Se calculează modelul de radiație al antenei.

Caracteristica de directivitate a antenei poate fi calculată folosind formula aproximativă

https://pandia.ru/text/78/045/images/image059_11.gif "width =" 55 "height =" 24 "> este funcția Bessel de primul fel de prim ordin.

Mai precis, diagrama direcțională a unei antene reflector este calculată prin distribuția de amplitudine a câmpului de-a lungul deschiderii. Pentru aceasta, focalizarea oglinzii este încorporată sistem polar coordonatele diagramei de directivitate a alimentării și de-a lungul acesteia distribuția de amplitudine a câmpului de-a lungul oglinzii (vezi Fig. A10.5).

https://pandia.ru/text/78/045/images/image061_12.gif "width =" 27 "height =" 18 "> = 0; 0.5; 1.0, care sunt numite noduri de interpolare.

Funcția de aproximare este reprezentată printr-un polinom de forma

https://pandia.ru/text/78/045/images/image063_11.gif "width =" 57 "height =" 22 "> și o funcție de comandă validă.

Lambda - funcția poate fi exprimată în termenii funcției Bessel de primul fel de același ordin

.

Valorile funcțiilor lambda sunt tabulate, valorile lor sunt date în Anexa 20.

Primul factor de exprimare (A10.20), în funcție de unghi, are forma și reprezintă câmpul de radiație al unei zone elementare - elementul Huygens. Al doilea factor, definit de sumă, este factorul de matrice, care caracterizează proprietățile direcționale ale sistemului emițător. Influența primului factor la schimbarea unghiului poate fi neglijată, deoarece modelul direcțional al elementului Huygens este mult mai larg decât modelul direcțional al antenei reflector. Apoi, modelul de radiație normalizat al antenei este determinat de expresie

https://pandia.ru/text/78/045/images/image081_7.gif "width =" 267 "height =" 45 src = ">. (A10.22)

În general, modelele de radiație ar trebui calculate pentru două planuri: Eși N... Cu toate acestea, dacă diagrama de radiație a alimentării în planuri Eși N sunt aproximativ aceleași, atunci putem presupune că formula (A10.22) descrie proprietățile direcționale ale antenei reflector în ambele planuri..gif "width =" 93 "height =" 44 src = ">, (A10.23)

Unde DOBL- coeficientul de acțiune direcțională a iradiatorului (de obicei 3 ... 6);

f- distanta focala.

5. Se calculează eficiența traseului antenă-alimentator.

6. Se efectuează calculul constructiv al antenei și se face schița acesteia.

Principiul de funcționare al unei antene parabolice

O antenă parabolică este utilizată pentru a crea radiații foarte direcționale în domeniul microundelor, când dimensiunile antenei sunt de multe ori mai mari decât lungimea de undă de operare. Antena este formată dintr-o oglindă metalică parabolică (reflector) și un flux situat în focalizarea acesteia. În această lucrare este investigată o antenă cu o oglindă sub forma unui paraboloid de revoluție (Figura 1) cu o deschidere sub forma unui cerc cu diametrul de 2R. O linie dreaptă perpendiculară pe planul deschiderii și care trece prin centrul acesteia este axa oglinzii, punctul O de intersecție a axei cu suprafața oglinzii este vârful acesteia. Distanța f de la partea superioară a oglinzii până la focalizarea F se numește distanță focală. Următoarea figură arată traseul fasciculelor într-o antenă parabolică.

Figura 1 - Diagrama unei antene parabolice.

Figura 2 - Calea fasciculelor într-o antenă parabolică.

Alegerea dimensiunilor geometrice ale oglinzii parabolice

Pentru a calcula diametrul deschiderii oglinzii, vom folosi formula de la radar:

Cunoaștem toate valorile, apoi exprimăm din formula G - câștig de antenă:

Știind că G = D? A, unde D este directivitatea antenei (punând? A = 1 - eficiență), G = D.

Ca rezultat, D = 7127.

Unde S este dimensiunea geometrică a deschiderii oglinzii (S =? R2); ? - factorul de utilizare al oglinzii, care arată cât de eficient este utilizată întreaga suprafață a oglinzii, este de obicei 0,64 × 0,65 (0,7).

Diametrul deschiderii oglinzii este o funcție de lățimea fasciculului necesar și este, de asemenea, oarecum dependent de amplitudinea și răspunsul de fază la deschiderea oglinzii. Legea de distribuție a amplitudinilor câmpului de-a lungul suprafeței deschiderii oglinzii este determinată de modelul de radiație al fluxului, dacă neglijăm pierderile în timpul reflectării din oglindă. Pentru majoritatea fluxurilor utilizate, distribuția amplitudinilor într-unul dintre planuri (orizontal sau vertical) de-a lungul deschiderii oglinzii poate fi aproximată cu suficientă precizie prin legea (1-x2) p, unde x este coordonatele trasate de la antenă. axă; p = 0,1,2,3 - un număr întreg.

Să calculăm raza părții convexe a oglinzii. Pentru aceasta, este trasat un grafic al funcției razei deschiderii în funcție de distanța y (x) = (4f x) 0,5, unde f este distanța până la focalizare. Rezultatul este graficul prezentat în Figura 12.

Figura 3 - Dependența razei deschiderii de distanță.

Raza părții parabolice a oglinzii este de 0,9 m. Ca urmare, dimensiunile geometrice ale oglinzii sunt pe deplin determinate.

Alegerea iradiatorului și calculul acestuia

Pentru calcule suplimentare, trebuie să alegeți un flux care să se potrivească acestei antene. Unul dintre părți importante Antena parabolică este alimentarea primară plasată în centrul oglinzii. În mod ideal, i se impun următoarele cerințe: 1) alimentarea nu ar trebui să emită energie în direcția opusă direcției oglinzii, deoarece această radiație nu este focalizată de oglindă și, prin urmare, distorsionează modelul direcțional principal; 2) diagrama iradiatorului trebuie să asigure iradierea uniformă a oglinzii și astfel să se obțină directivitate maximă; 3) diagrama alimentării trebuie să fie astfel încât faza câmpului în deschiderea oglinzii să fie constantă. Un iradiator care să îndeplinească pe deplin aceste cerințe practic nu există. La proiectarea antenelor parabolice, se utilizează alimentări sub forma unui vibrator cu jumătate de undă, un capăt deschis al unui ghid de undă, un corn și un slot, deși acestea îndeplinesc doar parțial cerințele enumerate.

Să luăm în considerare mai detaliat câteva tipuri de iradiatoare.

Antenele antenele parabolice joacă, de asemenea, un rol important în celular... Domeniul lor principal de aplicare este organizarea canalelor de transport pentru o stație de bază (). De regulă, ele sunt utilizate în liniile de transmisie radio () , mult mai rar în cele prin satelit. Cu toate acestea, în ambele cazuri, principiul de funcționare rămâne neschimbat. O antenă parabolică este formată din două elemente principale: o oglindă parabolică și un emițător la o anumită distanță de oglindă, care transmite și primește semnalul emis. Principiul de funcționare al unei antene parabolice se bazează pe faptul că toate razele care cad pe oglindă sunt focalizate într-un singur punct - focarul parabolei, unde se află receptorul de semnal. În același timp, toate razele emise din focar vor fi transmise într-o singură direcție. Caracteristica principală O antenă parabolică este un model de antenă în formă de ac, caracterizat printr-un lob principal lung și îngust.

Antenele parabolice pot fi destul de diferite ca design. Acest lucru este influențat de mulți parametri, cum ar fi domeniul de frecvență utilizat, puterea radiată, distanța dintre obiecte, capacitatea canalului de comunicație și mulți alții. Dacă se folosește o antenă parabolică, atunci antena este de obicei plasată într-o carcasă de protecție specială din plastic, care previne efectele condițiilor negative externe. Diametrul oglinzii antenei parabolice poate fi de la 30 cm la câțiva metri. De asemenea, frecvența poate fi selectată dintr-o gamă largă de la 3 la 40 GHz. De obicei, ei sunt ghidați de regulă: cu cât este mai mare, cu atât frecvența este mai mică și cu atât este mai mare diametrul antenei. Un modul radio este atașat la antena din spate folosind un ghid de undă, care convertește semnalul de înaltă frecvență din intervalul gigaherți utilizat pentru transmiterea informațiilor prin spațiu deschis într-un semnal de frecvență medie a intervalului de megaherți, care este transmis către modulul intern. a sistemului.

Tipuri de antene parabolice

Antene parabolice pt comunicații prin satelit au un design ușor diferit. De obicei, în astfel de antene, emițătorul nu este situat în centrul antenei, ci cu un anumit decalaj, adică. focarul parabolei este deplasat față de axa acesteia. Acest lucru este necesar pentru a nu crea obstacole suplimentare de umbrire pe calea semnalului primit. Antenele pentru comunicații prin satelit sunt de obicei mai mari în diametru și nu sunt închise într-o carcasă de protecție. Restul principiului funcționării lor este similar cu cel al antenelor.

Recepția semnalelor TV prin satelit este realizată de dispozitive speciale de recepție, parte integrantă din care este o antenă. Antenele parabolice sunt cele mai populare pentru recepțiile profesionale și amatoare ale transmisiilor de la sateliți, datorită proprietății unui paraboloid de rotație de a reflecta razele paralele cu axa care cad pe deschiderea sa într-un singur punct, numit focalizare. O deschidere este partea unui plan delimitată de marginea unui paraboloid de revoluție.

Un paraboloid de revoluție, care este folosit ca reflector de antenă, este format prin rotirea unei parabole plane în jurul axei sale. O parabolă este locul punctelor echidistante de punct de referință(focalizare) și o linie dreaptă dată (directrice) (Fig. 6.1). Punctul F este focalizarea și linia AB este directorul. Punctul M cu coordonatele x, y este unul dintre punctele parabolei. Distanța dintre focalizare și directrice se numește parametrul parabolei și este notă cu litera p. Atunci coordonatele focarului F sunt următoarele: (p / 2, 0). Originea (punctul 0) se numește vârful parabolei.

După definiția unei parabole, segmentele MF și PM sunt egale. Conform teoremei lui Pitagora, MF ^ 2 = FK ^ 2 + MK ^ 2. În același timp, FK = x - p / 2, KM = y și PM = x + p / 2, apoi (x - p / 2) ^ 2 + y ^ 2 = (x + p / 2) ^ 2.

Punând la pătrat expresiile dintre paranteze și reducând termeni similari, obținem în sfârșit ecuația canonică a parabolei:

y ^ 2 = 2px sau y = (2px) ^ 0,5. (6,1)

Această formulă clasică este folosită pentru a face milioane de antene pentru a primi semnale. televiziune prin satelit... Cum a meritat această antenă atenție?

Paralel cu axa paraboloidului, razele (undele radio) de la satelit, reflectate de la deschidere la focalizare, parcurg la fel (distanța focală). În mod convențional, două raze (1 și 2) cad pe aria de deschidere a paraboloidului în puncte diferite (Fig. 6.2). Cu toate acestea, semnalele reflectate ale ambelor fascicule trec la focarul F distanta egala... Aceasta înseamnă că distanța A + B = C + D. Astfel, toate razele emise de antena emițătoare a satelitului și spre care este îndreptată oglinda paraboloidă sunt concentrate în fază la focarul F. Acest fapt este demonstrat matematic (Fig. 6.3).

Alegerea parametrului parabolei determină adâncimea paraboloidului, adică distanța dintre vârf și focar. Cu același diametru de deschidere, paraboloizii cu focalizare scurtă au o adâncime mare, ceea ce face extrem de incomodă instalarea alimentării în focalizare. În plus, la paraboloizii cu focalizare scurtă, distanța de la alimentare până la partea superioară a oglinzii este mult mai mică decât la marginile acesteia, ceea ce duce la amplitudini neuniforme la alimentare pentru undele reflectate de la marginea paraboloidului și din zona apropiată. în partea de sus.

Paraboloizii cu focalizare lungă au o adâncime mai mică, instalarea alimentării este mai convenabilă și distribuția amplitudinii devine mai uniformă. Deci, cu un diametru al deschiderii de 1,2 m și un parametru de 200 mm, adâncimea paraboloidului este de 900 mm, iar cu un parametru de 750 mm, este de doar 240 mm. Dacă parametrul depășește raza diafragmei, focalizarea în care ar trebui să fie localizată alimentarea este în afara volumului delimitat de paraboloid și deschidere. Cea mai bună opțiune este atunci când parametrul este puțin mai mare decât raza deschiderii.

Antena satelit este singurul element de amplificare al sistemului de recepție care nu introduce propriul zgomot și nu degradează semnalul și deci imaginea. Antenele cu o oglindă sub forma unui paraboloid de revoluție sunt împărțite în două clase principale: un reflector parabolic simetric și unul asimetric (Fig. 6.4, 6.5). Primul tip de antene se numește de obicei focalizare directă, al doilea - offset.

O antenă offset este ca un segment decupat al unei parabole. Focalizarea unui astfel de segment este situat sub centrul geometric al antenei. Acest lucru elimină umbrirea zonei efective a antenei de către alimentare și suporturile sale, ceea ce îi crește coeficientul utilizare utilă cu aceeași zonă de oglindă cu o antenă axisimetrică. În plus, alimentarea este instalată sub centrul de greutate al antenei, crescându-i astfel stabilitatea la sarcinile vântului.

Acest design de antenă este cel mai comun în recepția individuală a televiziunii prin satelit, deși în prezent sunt utilizate alte principii de construire a antenelor terestre prin satelit.

Este recomandabil să folosiți antene offset dacă este necesară o dimensiune a antenei de până la 1,5 m pentru recepția stabilă a programelor de satelit selectate, deoarece odată cu creșterea suprafeței totale a antenei, efectul umbririi oglinzii devine mai puțin semnificativ.

Antena offset se montează aproape vertical. Depinzând de latitudine geografică unghiul de înclinare a acestuia se modifică ușor. Această poziție exclude colectarea precipitațiilor atmosferice în bolul antenei, ceea ce afectează foarte mult calitatea recepției.

Principiul de funcționare (focalizare) a antenelor cu focalizare directă (axisimetrică) și offset (asimetrice) este prezentat în Fig. 6.6.

Caracteristicile direcționale sunt de o importanță deosebită pentru antene. Datorită capacității de a utiliza antene cu selectivitate spațială ridicată, este recepționată televiziunea prin satelit. Cele mai importante caracteristici ale antenelor sunt câștigul și diagrama de radiație.

Câștigul unei antene parabolice depinde de diametrul paraboloidului: cu cât diametrul oglinzii este mai mare, cu atât câștigul este mai mare.

Dependența câștigului unei antene parabolice de diametru este prezentată mai jos.

Rolul câștigului unei antene parabolice poate fi analizat cu ajutorul unui bec (Figura 6.7, a). Lumina este împrăștiată uniform în spațiul înconjurător, iar ochiul observatorului simte un anumit nivel de iluminare, corespunzător puterii becului.

Totuși, dacă sursa de lumină este plasată în focarul unui paraboloid cu un câștig de 300 de ori (Fig. 6.7, b), razele sale după ce au fost reflectate de suprafața paraboloidului vor fi paralele cu axa acestuia, iar intensitatea culorii va fi echivalent cu o sursă de 13.500 W. Ochii observatorului nu pot percepe o astfel de iluminare. Această proprietate, în special, stă la baza principiului de funcționare a reflectorului.

Astfel, un paraboloid de antenă, strict vorbind, nu este o antenă în sensul său de a transforma puterea unui câmp electromagnetic într-o tensiune de semnal. Un paraboloid este doar un reflector al undelor radio, concentrându-le în focalizare, unde ar trebui plasată o antenă activă (alimentare).

Schema direcțională a antenei (Fig. 6.8) caracterizează dependența amplitudinii intensității câmpului electric E, creată într-un anumit punct, de direcția către acest punct. În acest caz, distanța de la antenă la acest punct rămâne constantă.

O creștere a câștigului antenei implică o îngustare a lobului principal al modelului de radiație, iar îngustarea acestuia la mai puțin de 1 ° duce la necesitatea furnizării antenei cu un sistem de urmărire, deoarece sateliții geostaționari oscilează în jurul poziției lor staționare pe orbită. O creștere a lățimii modelului de radiație duce la o scădere a câștigului și, prin urmare, la o scădere a puterii semnalului la intrarea receptorului. Pe baza acestui fapt, lățimea optimă a lobului principal al diagramei de radiație este de 1 ... 2 °, cu condiția ca antena satelitului de transmisie să fie menținută pe orbită cu o precizie de ± 0,1 °.

Prezența lobilor laterali în modelul de radiație scade, de asemenea, câștigul antenei și crește capacitatea de a primi interferențe. În mare măsură, lățimea și configurația modelului de radiație depind de forma și diametrul oglinzii antenei receptoare.

Cel mai caracteristică importantă o antenă parabolică are precizia formei. Ar trebui să repete forma unui paraboloid de revoluție cu erori minime. Precizia formei determină câștigul antenei și modelul de radiație.

Este aproape imposibil să faci o antenă cu suprafața unui paraboloid ideal. Orice abatere de la forma ideală a oglinzii parabolice afectează caracteristicile antenei. Apar erori de fază, care degradează calitatea imaginii primite, iar câștigul antenei scade. Distorsiunea formei apare și în timpul funcționării antenelor: sub influența vântului și a precipitațiilor atmosferice; gravitatie; ca urmare a încălzirii neuniforme a suprafeţei de către razele solare. Ținând cont de acești factori, se determină abaterea totală admisibilă a profilului antenei.

Calitatea materialului afectează și performanța antenei. Pentru fabricarea antenei parabolice, se folosesc în principal oțel și duraluminiu.

Antenele din oțel sunt mai ieftine decât cele din aluminiu, dar sunt mai grele și mai susceptibile la coroziune, așa că tratamentul anticoroziv este deosebit de important pentru ele. Faptul este că un strat de suprafață foarte subțire al metalului participă la reflectarea semnalului electromagnetic de la suprafață. Dacă este deteriorat de rugină, eficiența antenei va fi redusă semnificativ. Este mai bine să acoperiți mai întâi antena din oțel cu un strat protector subțire de metal neferos (de exemplu, zinc) și apoi să o vopsiți.

Aceste probleme nu apar la antenele din aluminiu. Cu toate acestea, sunt ceva mai scumpe. Industria produce și antene din plastic. Oglinzile lor subțiri acoperite cu metal sunt predispuse la distorsiuni de formă din cauza diverselor influente externe: temperatura, încărcăturile vântului și o serie de alți factori. Există antene cu plasă rezistente la vânt. Au caracteristici bune de greutate, dar au avut performanțe slabe atunci când primesc semnale în bandă Ki. Este recomandabil să folosiți astfel de antene pentru a recepționa semnale în bandă C.

La prima vedere, o antenă parabolică arată ca o bucată grosieră de metal, dar totuși necesită o manipulare atentă în timpul depozitării, transportului și instalării. Orice denaturare a formei antenei duce la o scădere bruscă a eficienței acesteia și la deteriorarea calității imaginii pe ecranul televizorului. Când cumpărați o antenă, ar trebui să acordați atenție prezenței distorsiunilor suprafeței de lucru a antenei. Uneori se întâmplă ca atunci când se aplică acoperiri anticorozive și decorative pe oglindă, antena o „conducă” și ia forma unei elice. Puteți verifica acest lucru așezând antena pe o podea plană: marginile antenei ar trebui să atingă suprafața peste tot.