שונות

אנטנת רפלקטור פרבולית: אנטנת כלים

אנטנת רפלקטור פרבולית: אנטנת כלים

הרפלקטור הפרבולי או אנטנת הכלים היא צורת האנטנה שמוצאת שימושים רבים בקליטת טלוויזיה לווינית מקומית, קישורי נתונים למיקרוגל יבשתיים, תקשורת לווינית כללית ועוד רבים אחרים.

משמעות הגודל שלה היא בדרך כלל מוגבלת לשימוש מעל 1 GHz, אם כי ניתן להשתמש באנטנות גדולות יותר עבור תדרים הנמצאים עד 100 מגה הרץ.

אנטנת הרפלקטור הפרבולי או אנטנת הכלים ידועה בצורתה הייחודית, ברווח הגבוה שלה ורוחבי הקורות הצרים. הביצועים שניתן להשיג באמצעות שימוש באחת הם הסיבות לכך שהוא נמצא בשימוש כה נרחב בתדרים גבוהים יותר.

יסודות רפלקטור פרבוליים

ישנם שני אלמנטים עיקריים לכל אנטנת רפלקטור פרבולית:

  • מערכת קרינה: האלמנט המקרין בתוך אנטנת הרפלקטור הפרבולי יכול ללבוש מגוון צורות. באנטנות מסוימות זה יכול להיות דיפול פשוט, באחרות צופר. מטרתו היא להאיר את האלמנט השני של האנטנה, רפלקטור עם צפיפות קרינה אחידה עם מינימום דליפה או קרינה החסר רפלקטור ומוקרן במקום אחר.
  • מַחֲזִירוֹר: רפלקטור הוא החלק הייחודי של אנטנת רפלקטור פרבולית. הצורה הפרבולית היא המפתח להפעלת אנטנת ה- RF מכיוון שהנתיבים הנלקחים מנקודת ההזנה במוקד לרפלקטור ואז כלפי חוץ הם במקביל. אולם חשוב מכך, הנתיבים שנלקחו הם כולם באותו אורך ולכן צורת הגל היוצרת תיצור גל מישורי והאנרגיה שנלקחה על ידי כל הנתיבים תהיה בשלב. זה מאפשר לאנטנה לבצע בצורה יעילה במיוחד.

    הצורה הפרבולית של משטח הרפלקטור של האנטנה מאפשרת להשיג קרן מדויקת מאוד. באופן זה מערכת ההזנה מהווה את החלק המקרין בפועל של האנטנה, והמשטח הפרבולי המשקף הוא פסיבי בלבד.

כאשר מסתכלים על מערכות אנטנות רפלקטור פרבוליות ישנם מספר פרמטרים ומונחים החשובים:

  • מוֹקֵד המיקוד או המוקד של המשקף הפרבולי הוא הנקודה בה מרוכזים כל האותות הנכנסים. כאשר מקרינים מנקודה זו האותות ישתקפו על ידי המשטח המשקף ויעברו בקורה מקבילה וכדי לספק את הרווח והרוחב הנדרשים.
  • קָדקוֹד זו הנקודה הפנימית ביותר במרכז הרפלקטור הפרבולי.
  • אורך מוקד אורך המוקד של אנטנה פרבולית הוא המרחק ממוקדה לקודקוד שלה.
  • צוֹהַר הצמצם של רפלקטור פרבולי הוא מה שאפשר לכנות "פתח" שלו או האזור שהוא מכסה. עבור מחזיר אור מעגלי, זה מתואר בקוטרו. ניתן לדמות זאת לצמצם של עדשה אופטית.
  • לְהַשִׂיג: הרווח של הרפלקטור הפרבולי הוא אחד הפרמטרים המרכזיים והוא תלוי במספר גורמים כולל קוטר התבשיל, אורך הגל וגורמים אחרים.
  • מערכות הזנה: את הרפלקטור הפרבולי או אנטנת הכלים ניתן להזין במגוון דרכים. הזנה צירית או קדמית, מחוץ לציר, קסגראין וגרגוריאן הן ארבע השיטות העיקריות.

ברוב המערכות המקומיות כמו אלה המשמשות לקליטת טלוויזיה בלוויין, משתמשים ברפלקטור קטן בשילוב הזנת מוקד, המספק את צורת הבנייה הפשוטה והחסכונית ביותר. לא תמיד אנטנות אלה נראות בדיוק כמו האנטנה המלאה המסורתית. מסיבות מכניות וייצור ההזנה מקוזזת לעתים קרובות מהמרכז וחלק מהפרבולואיד משמש, שוב מקוזז מהמרכז מכיוון שהדבר מספק יתרון מכני.

יתרונות וחסרונות של אנטנת רפלקטור פרבולית

בעת בחירת סוג האנטנה לשימוש עבור כל יישום נתון, תמיד יש לבחון את המאפיינים של סוג זה של אנטנה. לרפלקטור הפרבולי יתרונות וחסרונות. אלה הופכים אותו למתאים לשימוש ביישומים מסוימים אך לא באחרים.

יתרונות:

כמה מהיתרונות העיקריים של אנטנת הרפלקטור הפרבולי כוללים את הדברים הבאים:

  • רווח גבוה: אנטנות רפלקטור פרבוליות מסוגלות לספק רמות רווח גבוהות מאוד. ככל שה'צלחת 'גדולה יותר מבחינת אורכי הגל, כך הרווח גבוה יותר.
  • כיוון גבוה: כמו ברווח, כך גם הרפלקטור הפרבולי או אנטנת הכלים מסוגלים לספק רמות גבוהות של כיווניות. ככל שהרווח גבוה יותר, כך רוחב הקורה יהיה צר יותר. זה יכול להיות יתרון משמעותי ביישומים שבהם הכוח נדרש רק לכיוון שטח קטן. זה יכול למנוע את זה, למשל לגרום להפרעה למשתמשים אחרים, וזה חשוב בעת תקשורת עם לוויינים מכיוון שהוא מאפשר להפריד בין לוויינים המשתמשים באותם רצועות תדרים לפי מרחק או יותר במיוחד בזווית באנטנה.

חסרונות:

כמו כל צורות האנטנה, למחזיר הפרבולי יש מגבלות וחסרונות:

  • דורש רפלקטור ואלמנט כונן: המשקף הפרבולי עצמו הוא רק חלק מהאנטנה. זה דורש להציב מערכת הזנה במוקד הרפלקטור הפרבולי.
  • עלות: יש לייצר את האנטנה בזהירות. יש צורך בפרבולואיד כדי לשקף את אותות הרדיו שיש לבצע בזהירות. בנוסף לכך נדרשת גם מערכת הזנה. זה יכול להוסיף עלות למערכת
  • גודל: האנטנה אינה קטנה כמו סוגים מסוימים של אנטנות, אם כי רבות המשמשות לקליטת טלוויזיה בלווין קומפקטיות למדי.

יישומי אנטנת רפלקטור פרבוליים

ישנם תחומים רבים בהם משתמשים באנטנת הכלים הפרבוליים. באזורים מסוימים זוהי צורה של אנטנה המשמשת באופן כמעט בלעדי בגלל מאפייניה.

  • טלוויזיה משודרת ישירה: שידור ישיר או טלוויזיה לווינית הפכו לצורת הפצה עיקרית לתכני טלוויזיה. אזורי הכיסוי הרחבים והנשלטים הזמינים בשילוב עם רוחבי הפס הרבה יותר גדולים מאפשרים לשדר יותר ערוצים וזה הופך את הטלוויזיה בלוויין לאטרקטיבית מאוד.החיסרון הוא שלוויינים לא יכולים לשדר רמות הספק גבוהות מאוד ובשילוב עם אובדן הנתיב מהמסלול הגיאוסטציונרי רמות האות נמוכות. משמעות הדבר היא כי יש להשתמש באנטנות הנחיות בכדי לספק רווח מספק תוך יכולת לקבל אותות מלווין אחד בלבד - מספר לוויינים יכולים להיראות ממיקום אחד ולשדר באותם תדרים. אנטנת הרפלקטור הפרבולי מסוגלת לעמוד בדרישות אלה ויש לה יתרון נוסף שהיא לא תהיה ארוכה כמו יאגי לרמה שווה ערך של רווח וכיוון.
  • קישורים למיקרוגל: קישורי מיקרוגל יבשתיים משמשים ליישומים רבים. לעתים קרובות הם משמשים לקישורי תשתיות טלקומוניקציה יבשתיים. אחד האזורים העיקריים שבהם משתמשים בהם בימינו הוא לספק את השיפוץ למערכות טלקומוניקציה ניידות.
  • תקשורת לווינית: העלאות לווין רבות, או כאלה של לווייני תקשורת דורשות רמות רווח גבוהות כדי להבטיח את תנאי האות האופטימליים וכי הכוח המועבר מהקרקע אינו משפיע על לוויינים אחרים בסמיכות זוויתית קרובה. שוב האנטנה האידיאלית עבור רוב היישומים היא אנטנת הרפלקטור הפרבולי.
  • אסטרונומיית רדיו: אסטרונומיית רדיו היא אזור בו נדרשת רמות גבוהות מאוד של רווח וכיוון. בהתאם לכך אנטנת הרפלקטור הפרבולי היא בחירה אידיאלית.

בכל היישומים הללו דרושה רמות רווח גבוהות מאוד כדי לקבל את האותות הנכנסים שלרוב ברמה נמוכה מאוד. להעברת סוג זה של עיצוב אנטנות RF הוא מסוגל לרכז את הכוח הקרין הזמין לרוחב קרן צר, ולהבטיח שכל הכוח הזמין מוקרן בכיוון הנדרש.


צפו בסרטון: יהודה פותח (יוני 2021).