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Antena refletora parabólica: antena parabólica

Antena refletora parabólica: antena parabólica

O refletor parabólico ou antena parabólica é a forma de antena que encontra muitos usos na recepção de televisão por satélite doméstica, links de dados de microondas terrestres, comunicações gerais por satélite e muito mais.

Seu tamanho significa que é geralmente limitado para uso acima de 1 GHz, embora antenas maiores possam ser usadas para frequências de até cerca de 100 MHz.

A antena refletora parabólica ou antena parabólica é conhecida por sua forma distinta, seu alto ganho e larguras de feixe estreitas. É o desempenho que pode ser alcançado usando um é o motivo pelo qual é tão amplamente usado em frequências mais altas.

Noções básicas de refletor parabólico

Existem dois elementos principais para qualquer antena refletora parabólica:

  • Sistema de radiação: O elemento radiante dentro da antena refletora parabólica pode assumir uma variedade de formas. Em algumas antenas pode ser um simples dipolo, em outras um chifre. Seu objetivo é iluminar o segundo elemento da antena, o refletor com uma densidade uniforme de radiação com o mínimo derramamento ou radiação faltando no refletor e sendo irradiada para outro lugar.
  • Refletor: O refletor é a parte distintiva da antena refletora parabólica. A forma parabólica é a chave para a operação da antena de RF porque os caminhos tomados do ponto de alimentação no foco até o refletor e depois para fora são paralelos. No entanto, o mais importante é que os caminhos percorridos têm todos o mesmo comprimento e, portanto, a forma de onda de saída formará uma onda plana e a energia consumida por todos os caminhos estará em fase. Isso permite que a antena funcione de maneira particularmente eficaz.

    A forma parabólica da superfície refletora da antena permite a obtenção de um feixe muito preciso. Desta forma, o sistema de alimentação forma a seção de radiação real da antena, e a superfície parabólica refletora é puramente passiva.

Ao olhar para sistemas de antenas refletoras parabólicas, há uma série de parâmetros e termos que são importantes:

  • Foco O foco ou ponto focal do refletor parabólico é o ponto em que todos os sinais de entrada são concentrados. Ao irradiar a partir deste ponto, os sinais serão refletidos pela superfície refletora e viajam em um feixe paralelo para fornecer o ganho e a largura do feixe necessários.
  • Vértice Este é o ponto mais interno no centro do refletor parabólico.
  • Comprimento focal O comprimento focal de uma antena parabólica é a distância de seu foco até seu vértice.
  • Abertura A abertura de um refletor parabólico é o que pode ser denominado sua "abertura" ou a área que ele cobre. Para um refletor circular, isso é descrito por seu diâmetro. Pode ser comparado à abertura de uma lente ótica.
  • Ganho: O ganho do refletor parabólico é um dos principais parâmetros e depende de vários fatores, incluindo o diâmetro da antena, o comprimento de onda e outros fatores.
  • Sistemas de alimentação: O refletor parabólico ou a antena parabólica podem ser alimentados de várias maneiras. Avanço axial ou frontal, fora do eixo, Cassegrain e Gregoriano são os quatro métodos principais.

Para a maioria dos sistemas domésticos, como aqueles usados ​​para recepção de televisão por satélite, um pequeno refletor combinado com um ponto focal de alimentação é usado, fornecendo a forma mais simples e econômica de construção. Essas antenas nem sempre se parecem exatamente com as antenas tradicionais. Por razões mecânicas e de produção, a alimentação é freqüentemente deslocada do centro e uma parte do parabolóide usada, novamente deslocada do centro, pois isso fornece vantagem mecânica.

Vantagens e desvantagens da antena refletora parabólica

Ao selecionar o tipo de antena a ser usado para qualquer aplicação, é sempre necessário observar as características desse tipo de antena. O refletor parabólico tem vantagens e desvantagens. Isso o torna adequado para uso em algumas aplicações, mas não em outras.

Vantagens:

Algumas das principais vantagens da antena refletora parabólica incluem o seguinte:

  • Alto ganho: As antenas refletoras parabólicas são capazes de fornecer níveis muito altos de ganho. Quanto maior o 'prato' em termos de comprimentos de onda, maior será o ganho.
  • Alta diretividade: Assim como o ganho, o refletor parabólico ou a antena parabólica são capazes de fornecer altos níveis de diretividade. Quanto maior o ganho, mais estreita é a largura do feixe. Isso pode ser uma vantagem significativa em aplicações onde a energia só precisa ser direcionada sobre uma pequena área. Isso pode evitar que, por exemplo, cause interferência a outros usuários, e isso é importante na comunicação com satélites porque permite que satélites que usam as mesmas bandas de frequência sejam separados pela distância ou, mais particularmente, pelo ângulo na antena.

Desvantagens:

Como todas as formas de antena, o refletor parabólico tem suas limitações e desvantagens:

  • Requer refletor e elemento de acionamento: o próprio refletor parabólico é apenas parte da antena. Exige que um sistema de alimentação seja colocado no foco do refletor parabólico.
  • Custo: A antena deve ser fabricada com cuidado. Um parabolóide é necessário para refletir os sinais de rádio que devem ser feitos com cuidado. Além disso, um sistema de alimentação também é necessário. Isso pode adicionar custos ao sistema
  • Tamanho: A antena não é tão pequena quanto alguns tipos de antena, embora muitas usadas para recepção de televisão por satélite sejam bastante compactas.

Aplicações de antena refletor parabólico

Existem muitas áreas nas quais a antena parabólica é usada. Em algumas áreas, é a forma de antena que é usada quase exclusivamente devido às suas características.

  • Televisão com transmissão direta: A transmissão direta ou televisão por satélite tornou-se a principal forma de distribuição de conteúdo televisivo. As áreas de cobertura ampla e controlável disponíveis combinadas com larguras de banda muito maiores permitem que mais canais sejam transmitidos e isso torna a televisão por satélite muito atraente.A desvantagem é que os satélites não podem transmitir níveis de potência muito altos e, combinados com a perda de caminho da órbita geoestacionária, os níveis de sinal são baixos. Isso significa que as antenas diretivas devem ser usadas para fornecer ganho suficiente e, ao mesmo tempo, receber sinais de apenas um satélite - vários satélites podem ser visíveis de um local e transmitindo nas mesmas frequências. A antena refletora parabólica é capaz de atender a esses requisitos e tem a vantagem adicional de não ser tão longa quanto um Yagi para um nível equivalente de ganho e diretividade.
  • Links de microondas: Links de micro-ondas terrestres são usados ​​para muitas aplicações. Freqüentemente, eles são usados ​​para links de infraestrutura de telecomunicações terrestres. Uma das principais áreas onde eles são usados ​​atualmente é fornecer backhaul para sistemas de telecomunicações móveis.
  • Comunicações por satélite: Muitos uplinks de satélite, ou aqueles para satélites de comunicação, requerem altos níveis de ganho para garantir as melhores condições de sinal e que a potência transmitida do solo não afete outros satélites em proximidade angular. Novamente, a antena ideal para a maioria das aplicações é a antena refletora parabólica.
  • Radioastronomia: A radioastronomia é uma área onde são necessários níveis muito altos de ganho e diretividade. Conseqüentemente, a antena refletora parabólica é a escolha ideal.

Em todas essas aplicações, níveis muito altos de ganho são necessários para receber os sinais de entrada que geralmente estão em um nível muito baixo. Para transmitir este tipo de antena de RF, o projeto é capaz de concentrar a potência irradiada disponível em uma largura de feixe estreita, garantindo que toda a potência disponível seja irradiada na direção necessária.


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