Les antennes à gain élevé sont nécessaires pour les communications radio longue distance, la radioastronomie, les radars à haute résolution, etc. Ainsi, les antennes à gain élevé les plus fréquemment utilisées antennes sont des antennes à réflecteur car elles peuvent facilement atteindre des gains supérieurs à 30 dB pour des fréquences plus élevées et micro-ondes. Ainsi, la conception de réflecteurs pour de nombreuses applications peut entraîner des progrès spectaculaires dans le développement de techniques analytiques et expérimentales sophistiquées en façonnant les surfaces des réflecteurs et en optimisant l'éclairage sur leurs ouvertures pour augmenter le gain. Cet article traite donc d'un aperçu d'un antenne réflecteur – travailler avec des applications.
Qu'est-ce qu'une antenne à réflecteur ?
La définition de l'antenne à réflecteur est ; une antenne destinée à réfléchir les signaux électromagnétiques incidents provenant d'une source distincte. Cette antenne est principalement conçue pour fonctionner à des fréquences micro-ondes élevées. Il est le plus populaire dans les systèmes d'antennes d'engins spatiaux en raison de sa structure légère et simple. Cette antenne est réalisé avec différents réflecteurs dont la surface est hyperbolique, parabolique, sphéroïde ou ellipsoïde. Ainsi, la parabolique est l'antenne la plus fréquemment utilisée. Les schéma d'antenne réflecteur est illustré ci-dessous.
Comment fonctionne une antenne à réflecteur ?
Le principe de fonctionnement d'une antenne à réflecteur est ; cette antenne fonctionne dans une gamme élevée de fréquences micro-ondes. L'onde électromagnétique à cette fréquence se comporte comme une onde lumineuse, donc cette onde lumineuse est réfléchie une fois qu'elle frappe une surface. Cependant, cette antenne est une combinaison d'une surface réfléchissante et d'un élément d'alimentation, ce qui signifie qu'une surface réfléchissante avec un élément d'antenne est nécessaire pour donner une excitation à l'élément réfléchissant. Il est donc composé à la fois d'un élément actif et d'un élément passif.
L'antenne utilisée pour fournir l'excitation est appelée élément actif tandis que celui qui rayonne à nouveau l'énergie émise à travers l'élément actif est appelé élément passif ou surface réfléchissante. Ainsi, l'élément actif est l'alimentation tandis que l'élément passif est le réflecteur.
Généralement, cette antenne joue un rôle essentiel dans la propagation des ondes radio car elle modifie le diagramme de rayonnement de l'élément rayonnant. Ces antennes fonctionnent de telle manière que l'énergie d'alimentation est dirigée vers la surface réfléchissante située à une position appropriée. Plus loin en captant l'énergie, le réflecteur la guide dans une direction précise.
Ici, il convient de noter que les antennes à gain élevé fonctionnent aux fréquences micro-ondes et ont une petite taille physique qui fournit la directivité préférée. Malgré la fourniture de plusieurs configurations géométriques, il existe certaines formes populaires où la surface réfléchissante de l'antenne est formée. Donc, sur cette base, les antennes à réflecteur sont classées.
Types d'antennes à réflecteur
Les antennes à réflecteur sont classées en différents types comme la tige, le plan, le coin, le cylindrique, le sphérique et le parabolique, et chaque type est discuté ci-dessous.
Réflecteur plan
L'antenne à réflecteur plan comprend une antenne principale et une surface réfléchissante qui est très utile pour émettre de l'énergie électromagnétique dans la direction préférée, mais il n'est pas possible de collimater l'énergie dans la direction vers l'avant. Ce réflecteur est également connu sous le nom de réflecteur à feuille plate et il est considéré comme l'un des réflecteurs simples qui dirigent l'onde EM dans la direction appropriée.
Dans cette antenne, la tôle métallique plane est disposée à une certaine distance du point d'alimentation. Pour les ondes radio intérieures, il fonctionne comme un miroir plan et leur permet de faire l'expérience d'une réflexion tout au long de celui-ci. Un réflecteur plan possède des difficultés à collimater l'énergie globale dans la direction vers l'avant. Ainsi, pour gérer les caractéristiques du motif, l'impédance, la directivité et le gain du système, la polarisation de l'élément actif avec sa position autour de la face réfléchissante est utilisée.
Réflecteur d'angle
L'antenne à réflecteur d'angle comprend un minimum de deux ou trois surfaces planes conductrices qui se coupent mutuellement. Ainsi, dans ce type d'antenne, l'élément d'alimentation est soit un dipôle, soit un ensemble de dipôles colinéaires. L'antenne de type réflecteur d'angle est principalement utilisée pour atteindre la collimation de l'énergie électromagnétique dans la direction vers l'avant. Il est donc utilisé pour supprimer le rayonnement dans les directions latérales et arrière.
Ce réflecteur est une version modifiée du réflecteur plan pour montrer le rayonnement maximum vers l'avant. Généralement, la forme du réflecteur plan est modifiée en combinant deux feuilles de niveau pour former un coin. Ceux-ci sont utilisés pour améliorer la capacité de direction de l'énergie EM dans la direction avant afin de diminuer le gain de l'onde rétro-réfléchie.
Réflecteur cylindrique
Le réflecteur d'antenne qui est créé avec une forme cylindrique est appelé réflecteur cylindrique. La forme cylindrique du réflecteur permet simplement de focaliser le signal sur la surface de l'antenne. Ces réflecteurs sont largement utilisés partout où une couverture verticale grand angle et des faisceaux azimutaux nets sont nécessaires, comme les sources linéaires et les antennes de navigation aéroportées.
Réflecteur sphérique
Un réflecteur sphérique est conçu avec une surface sphérique similaire à un réflecteur cylindrique, ce qui signifie que ces réflecteurs sont des éléments de surfaces sphériques. La taille du réflecteur de cette antenne est la moitié des sphères. Ceux-ci sont principalement utilisés pour collimater l'énergie des éléments actifs vers l'avant.
Réflecteur parabolique
Un type d'antenne à réflecteur qui est conçu dans une structure paraboloïde en utilisant les propriétés de parabole est connu sous le nom de réflecteur parabolique. Dans cette antenne, l'élément actif est présent qui focalise l'axe principal pour réfléchir l'onde rayonnée dans une direction parallèle à l'axe principal.
Comme le montre le schéma ci-dessus, les ondes produites par l'antenne cornet sont incidentes sur le réflecteur. Ce réflecteur les réfléchit simplement pour former un front d'onde plan. Ces ondes sont annulées dans d'autres directions en raison des différences de chemin et de phase. Ainsi, de cette manière, l'antenne à réflecteur parabolique passe de l'onde sphérique à l'onde plane.
Réflecteur à tige
Une sorte d'antenne qui a le réflecteur en forme de tige est connue sous le nom d'antenne à réflecteur tige. Un réflecteur de type tige est principalement utilisé dans un Antenne Yagi Uda . Ce réflecteur est disposé à une distance particulière à l'arrière de l'élément entraîné à l'intérieur de l'antenne et généralement, il a une longueur au-dessus de la longueur de l'élément entraîné qui est un dipôle demi-onde. Le réflecteur dans l'antenne fournit simplement une réactance inductive guidant ainsi le champ rayonné vers l'arrière vers l'élément entraîné pour diminuer les pertes dues à l'onde rétro-réfléchie. Cela aide donc à améliorer le gain.
Avantages
Les avantages de l'antenne à réflecteur inclure les éléments suivants.
- Ceux-ci sont polyvalents.
- Ils ont des performances de rayonnement exceptionnelles.
- L'antenne de type parabolique a un gain élevé et une directivité élevée.
- Le réflecteur parabolique diminue les lobes mineurs.
- La quantité de gaspillage de puissance est assez faible par rapport aux autres antennes.
- Il offre une flexibilité lors de l'agencement de l'élément d'alimentation.
- Le réflecteur parabolique permet un réglage facile du faisceau.
Désavantages
Les inconvénients des antennes à réflecteur inclure les éléments suivants.
- L'antenne à réflecteur doit être équilibrée pour éviter l'obstruction du point d'alimentation.
- La conception d'une antenne de type parabolique est une procédure complexe.
- Les distorsions de surface dans l'antenne à réflecteur parabolique peuvent avoir lieu dans une parabole extrêmement grande. Cela peut donc être diminué avec un maillage large à la place d'une surface continue.
- Cette taille d'antenne est assez grande et le coût global est également élevé.
- Pour obtenir les meilleurs résultats de performance, l'alimentation doit être placée exactement au foyer de l'antenne parabolique. Ceci est difficile à réaliser pratiquement.
Applications
Les applications de l'antenne à réflecteur e inclure les éléments suivants.
- Une antenne à réflecteur a été largement utilisée dans les communications par satellite, les radars, la télémétrie dans l'espace lointain, la radioastronomie et la télédétection.
- Un type de réflecteur est une partie essentielle de la communication ainsi que des systèmes radar.
- Ces antennes sont largement utilisées dans la communication point à point, la télédétection, la communication par satellite, la télémétrie dans l'espace lointain et la diffusion de signaux TV.
- Les types de réflecteurs sont applicables en radioastronomie, en radar météorologique et dans les systèmes d'engins spatiaux.
- Les performances de l'antenne peuvent être améliorées avec des réflecteurs. Ainsi, l'antenne à réflecteur est utilisée pour améliorer la directivité.
- Cette antenne est utilisée dans les applications spatiales.
Ainsi, ceci est un aperçu du réflecteur antenne - travailler avec des applications. Ces antennes sont connues sous le nom de antennes micro-ondes et la gamme de fréquences de fonctionnement offerte par cette antenne est généralement supérieure à 1 MHz, ces antennes sont donc utilisées dans des applications sans fil. Voici une question pour vous, quelle est la fonction d'une antenne ?
