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Antena reflectora parabólica: antena parabólica

Antena reflectora parabólica: antena parabólica

El reflector parabólico o antena parabólica es la forma de antena que encuentra muchos usos en la recepción de televisión por satélite doméstica, enlaces de datos de microondas terrestres, comunicaciones generales por satélite y muchos más.

Su tamaño significa que generalmente se limita a usar por encima de 1 GHz, aunque se pueden usar antenas más grandes para frecuencias de hasta aproximadamente 100 MHz.

La antena reflectora parabólica o antena parabólica es conocida por su forma distintiva, su alta ganancia y anchos de haz estrechos. Es el rendimiento que se puede lograr usando uno es la razón por la que se usa tan ampliamente en frecuencias más altas.

Conceptos básicos del reflector parabólico

Hay dos elementos principales en cualquier antena reflectora parabólica:

  • Sistema radiante: El elemento radiante dentro de la antena reflectora parabólica puede adoptar diversas formas. En algunas antenas puede ser un simple dipolo, en otras una bocina. Su objetivo es iluminar el segundo elemento de la antena, el reflector, con una densidad uniforme de radiación con el mínimo de derrame o radiación que falte en el reflector y se irradie a otra parte.
  • Reflector: El reflector es la parte distintiva de la antena reflectora parabólica. La forma parabólica es clave para el funcionamiento de la antena de RF porque los caminos tomados desde el punto de alimentación en el foco hasta el reflector y luego hacia afuera están en paralelo. Sin embargo, lo que es más importante, los caminos tomados son todos de la misma longitud y, por lo tanto, la forma de onda saliente formará una onda plana y la energía tomada por todos los caminos estará en fase. Esto permite que la antena funcione de una manera particularmente eficaz.

    La forma parabólica de la superficie reflectora de la antena permite obtener un haz muy preciso. De esta forma, el sistema de alimentación forma la sección radiante real de la antena y la superficie parabólica reflectante es puramente pasiva.

Al observar los sistemas de antenas reflectoras parabólicas, hay una serie de parámetros y términos que son importantes:

  • Atención El foco o punto focal del reflector parabólico es el punto en el que se concentran las señales entrantes. Al irradiar desde este punto, las señales serán reflejadas por la superficie reflectante y viajarán en un haz paralelo para proporcionar la ganancia y el ancho de haz requeridos.
  • Vértice Este es el punto más interno en el centro del reflector parabólico.
  • Longitud focal La distancia focal de una antena parabólica es la distancia desde su foco hasta su vértice.
  • Abertura La apertura de un reflector parabólico es lo que puede denominarse su "apertura" o el área que cubre. Para un reflector circular, esto se describe por su diámetro. Puede compararse con la apertura de una lente óptica.
  • Ganancia: La ganancia del reflector parabólico es uno de los parámetros clave y depende de varios factores, incluido el diámetro del plato, la longitud de onda y otros factores.
  • Sistemas de alimentación: El reflector parabólico o la antena parabólica se pueden alimentar de diversas formas. Alimentación axial o frontal, fuera del eje, Cassegrain y Gregoriano son los cuatro métodos principales.

Para la mayoría de los sistemas domésticos como los que se utilizan para la recepción de televisión por satélite, se utiliza un pequeño reflector combinado con una alimentación de punto focal, lo que proporciona la forma de construcción más sencilla y económica. Es posible que estas antenas no siempre se vean exactamente como la antena de plato completo tradicional. Por razones mecánicas y de producción, la alimentación a menudo se desplaza del centro y se utiliza una parte del paraboloide, nuevamente desplazada del centro, ya que esto proporciona una ventaja mecánica.

Ventajas y desventajas de la antena reflectora parabólica

Al seleccionar el tipo de antena que se utilizará para una aplicación determinada, siempre es necesario observar las características de ese tipo de antena. El reflector parabólico tiene ventajas y desventajas. Estos lo hacen adecuado para su uso en algunas aplicaciones pero no en otras.

Ventajas:

Algunas de las principales ventajas de la antena reflectora parabólica incluyen las siguientes:

  • Alta ganancia: Las antenas reflectoras parabólicas pueden proporcionar niveles muy altos de ganancia. Cuanto mayor sea el "plato" en términos de longitudes de onda, mayor será la ganancia.
  • Alta directividad: Al igual que con la ganancia, también el reflector parabólico o la antena parabólica pueden proporcionar altos niveles de directividad. Cuanto mayor sea la ganancia, más estrecho será el ancho del haz. Esto puede ser una ventaja significativa en aplicaciones en las que solo se requiere que la energía se dirija a un área pequeña. Esto puede evitar que, por ejemplo, cause interferencias a otros usuarios, y esto es importante cuando se comunica con satélites porque permite que los satélites que utilizan las mismas bandas de frecuencia estén separados por distancia o más particularmente por ángulo en la antena.

Desventajas:

Como todas las formas de antena, el reflector parabólico tiene sus limitaciones e inconvenientes:

  • Requiere reflector y elemento impulsor: el reflector parabólico en sí es solo una parte de la antena. Requiere que se coloque un sistema de alimentación en el foco del reflector parabólico.
  • Costo : La antena debe fabricarse con cuidado. Se necesita un paraboloide para reflejar las señales de radio que deben emitirse con cuidado. Además de esto, también se requiere un sistema de alimentación. Esto puede agregar costos al sistema
  • Talla: La antena no es tan pequeña como algunos tipos de antena, aunque muchas de las que se utilizan para la recepción de televisión por satélite son bastante compactas.

Aplicaciones de antenas reflectoras parabólicas

Hay muchas áreas en las que se utiliza la antena parabólica. En algunas zonas es la forma de antena la que se utiliza prácticamente exclusivamente por sus características.

  • Televisión de transmisión directa: La transmisión directa o la televisión por satélite se ha convertido en una forma importante de distribución de contenidos televisivos. Las áreas de cobertura amplias y controlables disponibles, combinadas con anchos de banda mucho mayores, permiten transmitir más canales y esto hace que la televisión por satélite sea muy atractiva.El inconveniente es que los satélites no pueden transmitir niveles de potencia muy altos y, combinados con la pérdida de trayectoria desde la órbita geoestacionaria, los niveles de señal son bajos. Esto significa que las antenas directivas deben usarse para proporcionar suficiente ganancia y poder recibir señales de un solo satélite; varios satélites podrían ser visibles desde una ubicación y transmitir en las mismas frecuencias. La antena reflectora parabólica puede cumplir con estos requisitos y tiene la ventaja adicional de que no sería tan larga como una Yagi para un nivel equivalente de ganancia y directividad.
  • Enlaces de microondas: Los enlaces de microondas terrestres se utilizan para muchas aplicaciones. A menudo se utilizan para enlaces de infraestructura de telecomunicaciones terrestres. Una de las principales áreas en las que se utilizan en estos días es para proporcionar el backhaul para los sistemas de telecomunicaciones móviles.
  • Comunicaciones por satélite: Muchos enlaces ascendentes de satélite, o aquellos para satélites de comunicación, requieren altos niveles de ganancia para garantizar las condiciones óptimas de la señal y que la potencia transmitida desde tierra no afecte a otros satélites en estrecha proximidad angular. Una vez más, la antena ideal para la mayoría de las aplicaciones es la antena reflectora parabólica.
  • Astronomía radial: La radioastronomía es un área en la que se requieren niveles muy altos de ganancia y directividad. En consecuencia, la antena reflectora parabólica es una opción ideal.

En todas estas aplicaciones se requieren niveles muy altos de ganancia para recibir las señales entrantes que a menudo se encuentran en un nivel muy bajo. Para transmitir este tipo de diseño de antena de RF, se puede concentrar la potencia radiada disponible en un ancho de haz estrecho, asegurando que toda la potencia disponible se irradie en la dirección requerida.

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