Verschiedenes

Parabolreflektorantenne: Tellerantenne

Parabolreflektorantenne: Tellerantenne

Der Parabolreflektor oder die Antennenschale ist die Form einer Antenne, die beim heimischen Satellitenfernsehempfang, bei terrestrischen Mikrowellendatenverbindungen, bei der allgemeinen Satellitenkommunikation und vielem mehr viele Anwendungen findet.

Aufgrund seiner Größe ist es im Allgemeinen auf die Verwendung über 1 GHz beschränkt, obwohl größere Antennen für Frequenzen bis zu etwa 100 MHz verwendet werden können.

Die Parabolreflektorantenne oder die Antennenschüsselantenne ist bekannt für ihre charakteristische Form, ihre hohe Verstärkung und ihre schmalen Strahlbreiten. Es ist die Leistung, die durch die Verwendung einer erreicht werden kann, der Grund, warum es bei höheren Frequenzen so weit verbreitet ist.

Grundlagen des Parabolreflektors

Jede Parabolreflektorantenne besteht aus zwei Hauptelementen:

  • Strahlungssystem: Das Strahlungselement innerhalb der Parabolreflektorantenne kann verschiedene Formen annehmen. Bei einigen Antennen kann es sich um einen einfachen Dipol handeln, bei anderen um ein Horn. Ihr Ziel ist es, das zweite Element der Antenne zu beleuchten, den Reflektor mit einer gleichmäßigen Strahlungsdichte, wobei die minimale Verschüttung oder Strahlung den Reflektor verfehlt und an anderer Stelle abgestrahlt wird.
  • Reflektor: Der Reflektor ist der charakteristische Teil der Parabolreflektorantenne. Die parabolische Form ist der Schlüssel zum Betrieb der HF-Antenne, da die Pfade vom Einspeisepunkt im Fokus zum Reflektor und dann nach außen parallel sind. Noch wichtiger ist jedoch, dass die eingeschlagenen Pfade alle gleich lang sind und daher die ausgehende Wellenform eine ebene Welle bildet und die von allen Pfaden aufgenommene Energie alle in Phase ist. Dadurch kann die Antenne besonders effektiv arbeiten.

    Die parabolische Form der Reflektoroberfläche der Antenne ermöglicht es, einen sehr genauen Strahl zu erhalten. Auf diese Weise bildet das Speisesystem den eigentlichen Strahlungsabschnitt der Antenne, und die reflektierende parabolische Oberfläche ist rein passiv.

Bei der Betrachtung von Parabolreflektor-Antennensystemen sind eine Reihe von Parametern und Begriffen von Bedeutung:

  • Fokus Der Fokus oder Brennpunkt des Parabolreflektors ist der Punkt, an dem eingehende Signale konzentriert werden. Wenn von diesem Punkt aus abgestrahlt wird, werden die Signale von der reflektierenden Oberfläche reflektiert und bewegen sich in einem parallelen Strahl, um die erforderliche Verstärkung und Strahlbreite bereitzustellen.
  • Scheitel Dies ist der innerste Punkt in der Mitte des Parabolreflektors.
  • Brennweite Die Brennweite einer Parabolantenne ist die Entfernung von ihrem Fokus zu ihrem Scheitelpunkt.
  • Öffnung Die Öffnung eines Parabolreflektors ist das, was man als "Öffnung" oder als Bereich bezeichnen kann, den er abdeckt. Bei einem kreisförmigen Reflektor wird dies durch seinen Durchmesser beschrieben. Es kann mit der Apertur einer optischen Linse verglichen werden.
  • Dazugewinnen: Die Verstärkung des Parabolreflektors ist einer der Schlüsselparameter und hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich des Durchmessers der Schale, der Wellenlänge und anderer Faktoren.
  • Zufuhrsysteme: Der Parabolreflektor oder die Antenne können auf verschiedene Arten gespeist werden. Axial- oder Frontvorschub, Off-Axis, Cassegrain und Gregorian sind die vier Hauptmethoden.

Für die meisten Haushaltssysteme, wie sie für den Satellitenfernsehempfang verwendet werden, wird ein kleiner Reflektor in Kombination mit einer Brennpunktspeisung verwendet, der die einfachste und wirtschaftlichste Form der Konstruktion bietet. Diese Antennen sehen möglicherweise nicht immer genau wie die herkömmliche Vollantenne aus. Aus mechanischen und produktionstechnischen Gründen ist die Zufuhr häufig von der Mitte und einem Teil des verwendeten Paraboloids versetzt, wiederum versetzt von der Mitte, da dies einen mechanischen Vorteil bietet.

Vor- und Nachteile der Parabolreflektorantenne

Bei der Auswahl des Antennentyps, der für eine bestimmte Anwendung verwendet werden soll, müssen immer die Eigenschaften für diesen Antennentyp berücksichtigt werden. Der Parabolreflektor hat sowohl Vor- als auch Nachteile. Dadurch ist es für einige Anwendungen geeignet, für andere jedoch nicht.

Vorteile:

Einige der Hauptvorteile der Parabolreflektorantenne sind die folgenden:

  • Hoher Gewinn: Parabolreflektorantennen können sehr hohe Verstärkungsgrade liefern. Je größer die "Schale" in Bezug auf die Wellenlängen ist, desto höher ist die Verstärkung.
  • Hohe Richtwirkung: Wie bei der Verstärkung kann auch der Parabolreflektor oder die Antenne ein hohes Maß an Richtwirkung bieten. Je höher die Verstärkung, desto schmaler die Strahlbreite. Dies kann ein erheblicher Vorteil bei Anwendungen sein, bei denen die Leistung nur über einen kleinen Bereich geleitet werden muss. Dies kann verhindern, dass es beispielsweise andere Benutzer stört, und dies ist wichtig bei der Kommunikation mit Satelliten, da Satelliten, die dieselben Frequenzbänder verwenden, durch Entfernung oder insbesondere durch Winkel an der Antenne getrennt werden können.

Nachteile:

Wie alle Antennenformen hat der Parabolreflektor seine Vor- und Nachteile:

  • Benötigt Reflektor und Antriebselement: Der Parabolreflektor selbst ist nur ein Teil der Antenne. Es ist erforderlich, dass ein Zuführsystem im Fokus des Parabolreflektors platziert wird.
  • Kosten: Die Antenne muss mit Sorgfalt hergestellt werden. Ein Paraboloid wird benötigt, um die Funksignale zu reflektieren, die sorgfältig gemacht werden müssen. Darüber hinaus ist ein Zufuhrsystem erforderlich. Dies kann dem System Kosten hinzufügen
  • Größe: Die Antenne ist nicht so klein wie einige Antennentypen, obwohl viele, die für den Satellitenfernsehempfang verwendet werden, recht kompakt sind.

Anwendungen für Parabolreflektorantennen

Es gibt viele Bereiche, in denen die Parabolantenne verwendet wird. In einigen Bereichen wird die Antennenform aufgrund ihrer Eigenschaften praktisch ausschließlich verwendet.

  • Direktfernsehen: Direktsendung oder Satellitenfernsehen sind zu einer wichtigen Form der Verbreitung von Fernsehinhalten geworden. Die weiten und steuerbaren verfügbaren Abdeckungsbereiche in Kombination mit den viel größeren Bandbreiten ermöglichen die Ausstrahlung von mehr Kanälen, was das Satellitenfernsehen sehr attraktiv macht.Der Nachteil ist, dass Satelliten keine sehr hohen Leistungspegel senden können und in Kombination mit dem Pfadverlust aus der geostationären Umlaufbahn die Signalpegel niedrig sind. Dies bedeutet, dass Richtantennen verwendet werden müssen, um eine ausreichende Verstärkung zu erzielen und gleichzeitig Signale von nur einem Satelliten empfangen zu können. Mehrere Satelliten können von einem Ort aus sichtbar sein und auf denselben Frequenzen senden. Die Parabolreflektorantenne kann diese Anforderungen erfüllen und hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie für ein gleichwertiges Maß an Verstärkung und Richtwirkung nicht so lang wie ein Yagi wäre.
  • Mikrowellenverbindungen: Terrestrische Mikrowellenverbindungen werden für viele Anwendungen verwendet. Oft werden sie für terrestrische Telekommunikationsinfrastrukturverbindungen verwendet. Einer der Hauptbereiche, in denen sie heutzutage eingesetzt werden, ist die Bereitstellung des Backhaul für mobile Telekommunikationssysteme.
  • Satellitenkommunikation: Viele Satelliten-Uplinks oder solche für Kommunikationssatelliten erfordern eine hohe Verstärkung, um die optimalen Signalbedingungen zu gewährleisten, und dass die vom Boden übertragene Leistung andere Satelliten in enger Winkelnähe nicht beeinflusst. Wiederum ist die ideale Antenne für die meisten Anwendungen die Parabolreflektorantenne.
  • Radioastronomie: Die Radioastronomie ist ein Bereich, in dem ein sehr hohes Maß an Verstärkung und Richtwirkung erforderlich ist. Dementsprechend ist die Parabolreflektorantenne eine ideale Wahl.

In all diesen Anwendungen sind sehr hohe Verstärkungspegel erforderlich, um die eingehenden Signale zu empfangen, die häufig auf einem sehr niedrigen Pegel liegen. Für die Übertragung dieser Art von HF-Antennen kann das Design die verfügbare Strahlungsleistung auf eine enge Strahlbreite konzentrieren, um sicherzustellen, dass die gesamte verfügbare Leistung in die erforderliche Richtung abgestrahlt wird.

Schau das Video: SAT - Parabolspiegel (November 2020).