Em formação

Ganho de antena refletor parabólico

Ganho de antena refletor parabólico


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

O ganho é um dos principais fatores associados à antena refletora parabólica.

O alto nível de ganho é uma das principais razões pelas quais as antenas refletoras parabólicas são usadas.

Na verdade, o ganho da antena do refletor parabólico pode ser tão alto quanto 30 a 40 dB. Esses valores de ganho não são fáceis de obter usando outras formas de antena.

Em frequências de microondas onde essas antenas são normalmente usadas, elas são capazes de produzir níveis muito altos de ganho e oferecem uma estrutura muito conveniente e robusta, capaz de suportar os rigores do uso externo. Em contraste, muitos outros tipos de projeto de antena não são praticáveis ​​nessas frequências.

A única característica comum de todos esses exemplos é o ganho da antena parabólica, ou ganho do prato parabólico. Embora as antenas maiores tenham níveis maiores de ganho de antena parabólica, o desempenho de todas essas antenas é de importância primordial.

Fatores que afetam o ganho da antena do refletor parabólico

Existem vários fatores que afetam o ganho da antena parabólica. Esses fatores incluem o seguinte:

  • Diâmetro da superfície refletora Quanto maior o diâmetro da superfície refletora da antena, maior será o ganho do refletor parabólico.
  • Comprimento de onda operacional: O ganho da antena do refletor parabólico depende do tamanho do refletor em termos de comprimentos de onda. Portanto, se o mesmo refletor for usado em duas frequências diferentes, o ganho será diferente. É inversamente proporcional ao comprimento de onda usado.
  • Eficiência da antena: A eficiência da antena tem um efeito significativo no ganho do refletor parabólico geral. Os valores típicos estão entre 50 e 70%. A eficiência varia como resultado de uma série de fatores diferentes que são detalhados abaixo.

Ganho da antena refletor parabólico

O ganho da antena parabólica pode ser facilmente calculado a partir do conhecimento do diâmetro da superfície refletora, do comprimento de onda do sinal e do conhecimento ou estimativa da eficiência da antena.

O ganho da antena do refletor parabólico é calculado como o ganho sobre uma fonte isotrópica, ou seja, em relação a uma fonte que irradia igualmente em todas as direções. Esta é uma fonte teórica usada como referência com a qual a maioria das antenas é comparada. O ganho é cotado desta maneira é denotado como dBi.

A fórmula padrão para o ganho da antena do refletor parabólico é:

G=10registro10k(πDλ)2

Onde:
G é o ganho sobre uma fonte isotrópica em dB
k é o fator de eficiência que é geralmente em torno de 50% a 60%, ou seja, 0,5 a 0,6
D é o diâmetro do refletor parabólico em metros
λ é o comprimento de onda do sinal em metros

A partir disso, pode ser visto que ganhos muito grandes podem ser obtidos se refletores suficientemente grandes forem usados. No entanto, quando a antena tem um ganho muito grande, a largura do feixe também é muito pequena e a antena requer um controle muito cuidadoso sobre sua posição. Em sistemas profissionais, os servo-sistemas elétricos são usados ​​para fornecer um posicionamento muito preciso.

Pode-se ver que o ganho do refletor parabólico pode ser da ordem de 50dB para antenas que têm um diâmetro de refletor de cem comprimentos de onda ou mais. Embora antenas desse tamanho não sejam praticáveis ​​para muitos designs de antenas, como o Yagi e muitos outros, o refletor parabólico pode ser muito grande em comparação com o comprimento de onda e, portanto, pode atingir esses níveis de ganho enormes. Tamanhos mais normais para essas antenas são alguns comprimentos de onda, mas ainda são capazes de fornecer níveis muito altos de ganho.

Eficiência de ganho de refletor parabólico

Na fórmula de ganho geral para a antena, um fator de eficiência está incluído. Normalmente, isso pode ser entre 50 e 70%, dependendo da antena real.

A eficiência do ganho da antena refletora parabólica depende de uma variedade de fatores. Todos eles são multiplicados juntos para dar a eficiência geral.

k=kr kt ks km

  • Eficiência de radiação, kr: A eficiência de radiação é denotada como kr acima. É governado pelas perdas resistivas ou ôhmicas dentro da antena. É controlado pela eficiência de radiação do elemento da antena que irradia a energia RF. Para a maioria das antenas, isso é alto e próximo da unidade. Portanto, a eficiência da radiação não tem um grande efeito no ganho da antena do refletor parabólico e normalmente é ignorada.
  • Eficiência de transbordamento ks: A eficiência de transbordamento é denotada como ks acima. Qualquer energia que se espalhe pela borda da superfície do refletor reduzirá a eficiência e, portanto, o ganho da antena do refletor parabólico. No caso ideal, a superfície do refletor precisa ser igualmente e totalmente iluminada e nenhuma deve transbordar. No caso real isso não é viável e alguma redução na eficiência e, portanto, o ganho da antena é experimentado.
  • Eficiência cônica de abertura kt: A eficiência do cone de abertura é denotada como kt acima. Isso afeta o ganho da antena porque todo o refletor parabólico precisa ser devidamente iluminado para que o ganho ideal seja alcançado. Se partes da superfície não forem iluminadas de maneira ideal pela energia irradiada do radiador, o ganho do refletor parabólico será reduzido. O desempenho ideal é alcançado quando o centro é iluminado um pouco mais do que as bordas.
  • Erro de superfície: Para fornecer os níveis mais altos de ganho da antena do refletor parabólico, a superfície deve seguir o contorno parabólico com a maior precisão possível. Desvios disso resultarão em baixa precisão de reflexão. No entanto, é possível usar uma gaze no refletor para reduzir o peso e a resistência ao vento, desde que os orifícios na gaze ou tela sejam pequenos em comparação com o comprimento de onda. A largura das ranhuras ou orifícios na malha de metal reflexiva deve ser menor que λ / 10.
  • Bloqueio de abertura: A estrutura física da alimentação e outros elementos da antena muitas vezes mascaram parte do refletor. Isso naturalmente reduz a eficiência e, portanto, o ganho da antena. Esse fator precisa ser acomodado no cálculo de ganho da antena.
  • Polarização Cruzada: Como acontece com qualquer outra antena, a polarização dos sinais transmitidos e recebidos deve coincidir, caso contrário, haverá uma perda igual ao seno do ângulo entre as polarizações, assumindo polarização linear.
  • Feed de ponto não único: O ponto focal do refletor é um único ponto. No entanto, todas as antenas têm um tamanho finito e, portanto, isso significa que a antena se estende para fora do ponto focal do refletor. Quanto maior o elemento radiante em relação à superfície refletora, maior será o problema e maior será o impacto sobre o ganho da antena.

O termo km é usado para denotar os vários elementos diversos de eficiência que geralmente são mais difíceis de determinar. Isso inclui aqueles devido ao esforço de superfície, polarização cruzada, bloqueio de abertura e alimentação de ponto não único.

Cálculo da largura do feixe da antena parabólica

Conforme o ganho da antena parabólica, ou de qualquer antena, aumenta, a largura do feixe diminui.

Normalmente, a largura do feixe é definida como os pontos onde a potência cai para a metade do máximo, ou seja, os pontos de -3dB em um diagrama polar de padrão de radiação.

É possível estimativa a largura do feixe razoavelmente precisa a partir da seguinte fórmula.

Onde:
G é o ganho sobre uma fonte isotrópica em dB
D é o diâmetro do refletor parabólico
λ é o comprimento de onda do sinal

Todas as dimensões devem estar nas mesmas unidades para que o cálculo seja correto, por exemplo, diâmetro e comprimento de onda em metros, ou ambos em pés, etc.

Otimizando o ganho da antena parabólica

Para fornecer a iluminação ideal da superfície refletora, o nível de iluminação deve ser maior no centro do que nas laterais. Pode-se mostrar que a situação ótima ocorre quando o centro está em torno de 10 a 11 dB maior que a iluminação na borda. Níveis mais baixos de iluminação de borda resultam em níveis mais baixos de lóbulos laterais.

A antena de superfície refletora constitui uma parte importante de todo o sistema. Em muitos aspectos, não é tão crítico como se pode pensar à primeira vista. Freqüentemente, uma malha de arame pode ser usada. Contanto que a distância da malha seja pequena em comparação com o comprimento de onda, ela será vista como uma superfície contínua pelos sinais de rádio. Se uma malha for usada, a resistência ao vento será reduzida e isso oferece vantagens mecânicas significativas.

A antena refletora parabólica é capaz de fornecer um nível significativo de ganho que pode ser bem utilizado, especialmente para frequências de microondas, onde o tamanho da antena para um determinado nível de ganho torna-se muito controlável.


Assista o vídeo: SEM SINAL NO CELULAR EM ÁREA RURAL? CONECTE A INTERNET USANDO UM ADAPTADOR FEITO DE LATA DE SARDINHA (Pode 2022).


Comentários:

  1. Tygogis

    O portal é simplesmente excelente, vou recomendá-lo aos meus amigos!

  2. Denver

    notavelmente

  3. Dazuru

    Esta frase brilhante é necessária apenas pelo caminho

  4. Tojakus

    como você leria com atenção, mas não entendeu



Escreve uma mensagem