reflector antennas

Reflector AntennasReflector AntennasINEL 5305

Prof. Sandra Cruz-Pol

Electrical Engineering

Univ. of Puerto Rico

Mayaguez, PR

CAPT 15

Reflector AntennasReflector Antennas The most common

reflector types are◦Parabólicas

◦Esféricas◦Corner reflectors

 Cassegrain

Design criteriaDesign criteria

Parameters to be taken into account include the following that directly influence efficiency:

Spillover Aperture blockage Illumination taper Reflector surface deviation Defocusing Cross polarization Feed losses Antenna feed mismatch Non-uniform amplitude/phase distributions Big ugly dish The antenna efficiency is measured in terms of

its effectiveness ratio.

TypesTypesCorner ReflectorParaboloidParabolicSphericalCassegrainGregorian

ParabólicasParabólicasEsféricasEsféricas  

Foco

Onda plana

Detalle del ángulo de Detalle del ángulo de aberturaabertura

f/d 2o

0.25 180°

0.35 140°

0.50 106°

0.75 74°

1.00 56°

IluminaciónIluminación

Patrón es proporcional a Patrón es proporcional a JJincinc

sin

sin2

)(1

dJ

dE

6.1sin 2/12/1

dx

Communication Communication applicationsapplications

JJincinc(x)(x)

x J(x)/x

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

0.50000 0.49938 0.49750 0.49440 0.49007 0.48454 0.47783 0.46999 0.46105 0.45105 0.44005

x J(x)/x

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.81.9 2.0 2.1

0.42809 0.41524 0.40156 0.38710 0.37196 0.35618 0.33986 0.32306 0.30587 0.28836 0.27061

Evaluación de la función para valores pequeños de x.

6.1sin 2/12/1

dx

dd /5.0sin/6.1sin 112/1

d

radd

o 295.02/1 Para platos grandes

HPBWHPBWancho de ángulo de media

potencia

Directividad y Ganancia

d

radd

o 295.02/1

22 //4 dAD p

G 26,000

HPBWEoHPBWH

o

DERRAME DERRAME (“SPILLOVER”)(“SPILLOVER”)Si el HPBW del feed es >ángulo

de abertura, Causa disminución en G

Plato reflector

Antena alimentadora

derrame

derrame

Pérdida de potencia debido a derrame.

Feed antennaFeed antenna

Patrón primario

Patrón del feed ideal, ilumina uniformemente el reflector

"Amplitude taper"

"feed"

Reflector Reflector

"feed"

El plato se ilumina uniformemente.

PolarizaciónPolarización

LP CPCP

Frequencias bajas (VHF, UHF)

CP, LP, EP LP

Antenas alimentadoras para frequencias altas (microondas, ondas milimétricas)

La parabolicano introduce mucha señal x-pol. La paraboliodal genera más componentes x-po.

X-pol: Ocurre cuando el reflector altera la polarización que llega del "feed" de manera que introduce o aumenta el componente de polarización transversal que se supone sea cero.

CassegrainCassegrainGround-basedBajo-ruidoSubreflector No tiene lineas largasDistribucion de

amplitud es controlada por el subreflector.

Puede ser hiperbolicoScan capability

w/subr

Reflector Hiperbólico

Parábola

Antena Cassegrain

BLOQUEOBLOQUEOreducción en la

abertura efectiva de la antena

Puede afectar Tx

Vista superior

Cassegrain Alimentadora en el foco

Offset-feed reflector Offset-feed reflector antennaantenna

Ventajas: “No feedhorn blockage.Low inclination angle (no rain or

snow collection)Feed looks at sky (no Earth signal

contamination)”Desventajas:• Difícil de rotar• habrá mayor componente de

polarización transversal (“x-pol")• Difícil hallar una alimentadora

con patrón normalizado a su superficie.

Antena de alimentador desplazado

GREGORIANOGREGORIANO

El reflector secundario se coloca cóncavo en vez de convexo, similar a los telescopios Gregorianos.

El Observatorio de Arecibo utiliza un (Offset-Gregorian), o sea que en total tiene 3reflectores; el primario, de 305 m y el secundario y terciario junto con un "horn" sirviendo de antena alimentadora

Arecibo Spherical Arecibo Spherical ReflectorReflector

Gregorian en AreciboGregorian en AreciboLas formas de

los Gregorianos fueron sintetizadas para corregir la aberración esférica del primario.

Gregorian feedGregorian feed

FeedFeed