Привет, Вы узнаете о том , что такое облучатель антенны, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое облучатель антенны, поляризатор антенны , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства СВЧ и антенны.

Облучатель − сосредоточенный элемент параболической антенны, находящийся в ее фокусе (фазовом центре) или фокальной плоскости, формирующий диаграмму направленности и поляризацию антенны.

Облучатель не является самостоятельной антенной. Он решает только одну задачу: энергию, пришедшую по фидеру от передатчика, равномерно «размазать» по поверхности зеркала так, чтобы получить максимальное усиление всей системы

Рупорный облучатель (или рупорный облучатель ) представляет собой небольшая рупорная антенна используется в подсоединение волновод , чтобы например параболические антенны антенны или смещение параболической антенны для приема или передачи СВЧ . Типичное применение - использование для приема спутникового телевидения со спутниковой тарелкой . В этом случае рупорный рупор может быть либо отдельной частью, используемой, например, вместе с « малошумящим блочным преобразователем с понижением частоты » (LNB), либо, что более типично сегодня, интегрирован в «малошумящий блочный рупор» (LNBF).

Характеристики облучателей

К основным характеристикам облучателей относятся:

• Диаграмма направленности (ДН) облучателя, обеспечивает облучение зеркала параболической антенны. ДН выбирается такой, чтобы обеспечивать облучение зеркала параболической антенны до уровня порядка 10 дБ. ДН в облучателе может быть одновременно суммарной и разностной, что соответствует формированию такой ДН всей антенны.
• Коэффициент стоячей волны (КСВ). КСВ - безразмерная величина, показывающая степень согласования антенны с облучателем и волноводным (коаксиальным) входным трактом. КСВ облучателя настраивается на минимум или получается выбором конструкции облучателя. Минимальное КСВ - 1,0. В антенне КСВ настраивается до уровня около 1, 4.
• Поляризация. Может быть линейной или круговой (эллиптической). Круговая поляризация различается на левого или правого направления вращения, линейная - на вертикальную или горизонтальную. Поляризация в параболической антенне может формироваться в раскрыве антенны или в облучателе. Чаще это делается в облучателе. Круговая поляризация в облучателе поляризация также может формироваться в его раскрыве или с помощью поляризатора, представляющего собой отрезок волновода с металлическими или диэлекрическими штырями. Направление линейной поляризации в облучателе зависит только от места запитки облучателя.
• Кроссполяризационная развязка между каналами на одинаковых частотах, ее уровень в зависимости от задач, не должен быть менее 30-40 дБ.
• Частотный диапазон работы. В зависимости от задач может быть широким или узким. В одном облучателе может одновременно формироваться несколько ДН для разных диапазонов - для приемных и передающих частот С. Кu, Ka и др. диапазонов.
• Материал изготовления - алюминий, латунь и др. Для космических антенн на космических аппаратах изготавливается из алюминия в серебряным внутренним покрытием.

Конструкция облучателей

Облучатели, в зависимости от их стоимости, задач и диапазона работы представляют собой круглые или прямоугольные конические рупора, формирующие диаграмму направленности, одинаковую в плоскостях Е и Н. Для выравнивания диаграмм и уменьшения боковых лепестков рупора могут делать с внутренними канавками.

Раскрыв облучателя часто имеет размеры, сравнимые с его рабочей длиной волны, в отличие от иных элементов антенно-фидерногой тракта, прежде всего антенного зеркала, размеры которого обычно на порядки больше размеров поляризатора, фильтров и др.

Пассивный облучатель часто является коаксиально-волноводным переходом или коническим рупором, хотя существует и множество других конструкций. Выход облучателя на прием конструктивно соединен с МШУ, выход на передачу - с трактом преобразователя частот или с передатчиком. Столь близкое размещение МШУ с облучателем объясняется необходимостью минимизировать потери в тракте на высоких частотах. После МШУ с преобразователем частот сигнал передается приемнику на более низких частотах.

В одной антенне могут работать несколько разных облучателей, располагающихся в ее фокусе или фокальной плоскости. Соответственно ими могут формироваться ДН антенны в разном направлении приема-передачи сигнала, разной поляризации и разного диапазона частот. Этот вариант используется при одновременной работе с разными космическими спутниками связи.

Диаграмма направленности облучателя должна быть адаптирована к размерам рефлектора, потому что она оказывает сильное влияние на эффективность диафрагмы всей антенны, которая определяет коэффициент ее усиления. Излучение от облучателя попадающее за край тарелки называется " перелив " впустую, снижая коэффициент усиления антенны и увеличивая боковые лепестки, что в свою очередь может вызвать помехи в приемных антеннах и повышает восприимчивость к посторонним высокочастотным шумам. Максимальный эффект достигается при условии, что рефлектор равномерно облучается с постоянной мощностью поля по его краям, составляющей 10 дБ. от максимума ДН облучателя.

Влияние ширины ДН облучателя на ДН антенны. Слева: облучатель имеет широкую диаграмму и большая часть мощности рассеивается вне рефлектора. Справа: Облучатель имеет узкую диаграмму и рефлектор используется не полностью.

Конструкции облучателей параболических антенн

Как уже упоминалось - облучатель не является самостоятельной антенной. Он решает только одну задачу: энергию, пришедшую по фидеру от передатчика, равномерно «размазать» по поверхности зеркала так, чтобы получить максимальное усиление всей системы. А для этого:

1. Форма ДН облучателя должна быть согласована с формой зеркала и его f/D (пп. 13.7.2, 13.7.2.3). То есть иметь заданную в соответствии с f/D ширину ДН (п. 13.7.2.2). И эта ширина должна быть одинаковой (или близкой) в горизонтальной и вертикальной плоскости (т.к. зеркала в основном круглые).

2. Боковые и задние лепестки облучателя должны быть минимальны, т.к. они дают потерю усиления и рост боковых лепестков параболической антенны.

3. Фазовый центр облучателя должен быть точечным, а не размытым в пространстве. Кроме того, его положение в обеих плоскостях должно совпадать или быть близким.

4. Облучатель должен иметь возможность подстройки КСВ. Отраженная от зеркала волна, попадая назад в облучатель, изменяет поле вокруг него, а, следовательно, и его входной импеданс. Это называется влиянием зеркала. Происходит почти то же самое, что и в любой антенне над идеальной землей (п. 3.3.4). Только у нас роль земли играет рефлектор.

5. Площадь облучателя должна быть небольшой (для снижения затенения им зеркала).

6. Если параболическая антенна используется для космической связи (EME, например), то облучатель должен иметь возможность переключать поляризацию.

Такой набор требований делает создание облучателя непростой и не всегда реализуемой задачей.

Самым сложным делом является реализация заданной формы объемной ДН. Нам нужна направленная антенна, равномерно «освещающая» круглое зеркало и не излучающая никуда больше. То есть у облучателя требуется главный лепесток конической формы с одинаковой формой ДН в азимутальной и зенитной плоскостях. Это требование вытекает из геометрии круглого зеркала (случай эллиптических зеркал мы всерьез не рассматриваем, т.к. практически нереально делать зеркало под конкретный облучатель ).

Однако у почти у всех направленных антенн и форма, и ширина ДН в азимутальной и зенитной плоскостях отличаются. Например, у двухэлементной Уда-Яги по уровню – 10 дБ в азимутальной плоскости ДН имеет ширину 120⁰, а в зенитной – 210⁰.

Причина такой разницы в неодинаковости ДН в обеих плоскостях у одиночного элемента антенны продольного излучения (а все почти все облучатели ниже 3 ГГц таковыми являются). В примере с антенной Уда-Яги одиночный диполь имеет восьмерочную ДН в азимутальной плоскости, и круговую в зенитной. Применение второго элемента уменьшает эту разницу (из-за общего сужения ДН), но не устраняет ее.

Выводы:

• Одиночный элемент облучателя обязан иметь близкие по форме ДН в зенитной и азимутальной плоскостях. А для этого надо, чтобы он имел протяженность, как по горизонтали, так и по вертикали (поэтому, кстати, антенна Уда-Яги не может быть хорошим облучателем).

• С ростом числа элементов облучателя общая диаграмма направленности меньше зависит от ДН одного элемента. Но влияние все равно остается. Так, для 12-ти элементной Уда-Яги ширина азимутальной ДН 54⁰, а зенитной 58⁰.

Очевидное решение: использовать рамочные элементы. Например, у прямоугольной рамки азимутальная и зенитная диаграммы направленности наиболее близки при соотношении сторон рамки 2:1 и питании в середину короткой стороны.

Двухэлементный облучатель из таких рамок показан на рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 13.7.13, на котором даны азимутальная и зенитная ДН одновременно. Такой облучатель подойдет для рефлектора с f/D = 0,45 (см. рис. 13.7.4 и 13.7.6).

Рис. 13.7.13.

Облучатель из 3 рамок, показанный на рис. 13.7.14, имеет лучшее совпадение диаграмм. Но они более узкие, поэтому такой облучатель работает на зеркале с f/D = 0,52 (см. рис. 13.7.4 и 13.7.6).

Рис. 13.7.14.

Несмотря на прямоугольность рамок, оба облучателя двух предыдущих рисунков имеют правильную коническую ДН, те. Форма ДН одинакова не только в азимутальной и зенитной плоскости, но и для любой плоскости, повернутой на произвольный угол относительно оси X.

Я остановился на этом отдельно, потому что идентичность только зенитной и азимутальной ДН еще не гарантирует конусности луча (а, следовательно, и равномерности «освещения» рефлектора). Например, два синфазных диполя с небольшим рефлектором (имеется в виду маленький рефлектор облучателя, а не основной параболический) дают очень неплохое совпадение форм азимутальной и зенитной ДН (файлы ...2el_dip_obl.gaa, ...2el_dip_obl_m.gaa). Но если посмотреть объемную ДН, то выяснится, что форма основного лепестка не коническая, а пирамидальная, четырехугольная, и что под углами +45⁰ относительно оси Х форма ДН ощутимо иная, чем по азимуту и по зениту. Следовательно, подойдет такой облучатель только для квадратного зеркала.

Неплохим вариантом является применение зигзагообразного элемента (рис. 4.3.18а). Правда, при использовании такого же элемента рефлектором (маленьким) ДН получается не очень симметричной (примерно как на рис. 13.7.14). А вот если взять сплошной рефлектор, то, подобрав его размеры, можно добиться почти полного совпадения форм главного лепестка по азимуту и зениту. Оптимальные размеры сплошного рефлектора получаются 0,76l х 0,73l (высота на ширину). Такой облучатель показан на рис. 13.7.15. Он подходит для зеркала с f/D = 0,5 (см. рис. 13.7.4 и 13.7.6).

Рис. 13.7.15.

Обратим внимание, что изменением размеров сплошного рефлектора облучателя можно добиваться улучшения идентичности азимутальной и зенитной ДН.

До совершенства эта идея доведена в облучателе RA3AQ, показанном на рис. 13.7.16. В цилиндрический рефлектор диаметром 0,76l и высотой 0,21l на глубину 0,063l помещен рамочный вибратор. Совпадение азимутальной и зенитной ДН почти полное для всех углов. Такой облучатель подойдет для зеркала с f/D = 0,42 (см. рис. 13.7.4 и 13.7.6).

Рис. 13.7.16.

Вариант предыдущего облучателя с рефлектором диаметром 0,731l в форме сегмента сферы (ее радиус 0,77l) показан на рис. 13.7.17. От предыдущего облучателя этот отличается более широким лепестком, поэтому может «осветить» зеркало с f/D = 0,4 (см. рис. 13.7.4 и 13.7.6).

Рис. 13.7.17.

…Отвлекаясь от текущей темы. Параболическую антенну с облучателем рис. 13.7.17 с некоторой (весьма небольшой) натяжкой можно считать двухзеркальной антенной. Рассматривать двухзеркальные системы мы не будем (это совсем профессиональные антенны). Но они есть и решают ту же задачу: равномерно «осветить» и использовать зеркала с небольшим f/D. Но вернемся к нашим облучателям…

В них применяют и более сложные металлические рефлекторы. Устроены они принципиально так же, как облучатели рис. 13.7.16 и 13.7.17: металлическая полость сложной формы, внутри которой расположена антенна-возбудитель. Это получается уже рупор или открытый конец волновода. Делают это обычно на частотах выше 3 ГГц, поэтому в этой книге мы не будем рассматривать такие облучатели.

Для смены направления линейной поляризации облучатель вращают механически. Если нужны все поляризации (включая обе вращающиеся) и быстрая их коммутация, то применяют облучатель RA3AQ или рис. 13.7.17 с двумя точками питания (как на рис. 12.2.18 и 13.4.12) и схемой коммутации рис. 13.4.10.

О влиянии волны, отраженной от зеркала на входной импеданс облучателя мы в общих чертах уже говорили в начале этого параграфа. Теперь посмотрим на это в цифрах. На рис. 13.7.18 приведены графики КСВ исходно настроенного (имеющего КСВ = 1 без зеркала) облучателя в зависимости от диаметра зеркала в l для разных f/D. Эти графики вычислены для круглого параболического зеркала с уровнем возбуждения краев – 10 дБ.

Рис. 13.7.18.

Рис. 13.7.18. Из рис. 13.7.19 следует, что влияние зеркала на КСВ облучателя значительно в большинстве практических вариантов. Пренебречь им можно лишь если применяется очень большое (несколько десятков l в диаметре) зеркало с f/D < 0,5. Во всех остальных случаях уход КСВ облучателя будет большим и надо принимать меры для его согласования (например, изменять размеры).

Разберемся, почему графики рис. 13.7.18 выглядят именно так. Очевидно, что влияние зеркала на облучатель тем сильнее, чем большая часть энергии, отраженной рефлектором проходит сквозь облучатель.

Понятно, почему КСВ на рис. 13.7.18 улучшается с ростом диаметра зеркала: чем больше диаметр, тем меньшую часть апертуры занимает облучатель. Следовательно, большая часть отраженной от зеркала энергии пройдет мимо облучателя, не влияя на него.

Менее очевидно, почему рост f/D настолько увеличивает влияние зеркала (т.е. КСВ облучателя), что без подстройки согласования облучателя антенная система оказывается практически неработоспособной. Но и это проясняется, если обратиться к графикам рис. 13.7.4: угол видимости зеркала из фокуса быстро падает с ростом f/D до нескольких десятков градусов. Иначе говоря, для длиннофокусной (с большим f/D) параболы облучатель должен иметь узкую ДН, и, следовательно, высокое усиление и большую площадь раскрыва. И сквозь эту большую площадь проходит значительная часть отраженной от зеркала энергию. Иначе говоря, поле в ближней зоне облучателя сильно меняется. А это изменяет входной импеданс и КСВ.

Облучатели и поляризаторы

Принимающая головка, находящаяся в фокусе параболического зеркала антенны, состоит из трех частей: облучателя, поляризатора и конвертера (рис. 8.1).

Эти функционально различные блоки конструктивно можно объединить и выполнить в одном корпусе (попарно или все три элемента вместе).

Отраженный параболической антенной сигнал идет на облучатель. Его назначение — передать принятую антенной энергию телевизионного ретранслятора спутника по волноводу к конвертеру.

Облучатель — один из важнейших узлов антенной системы, поэтому к нему предъявляются определенные требования: диаграмма направленности должна быть осесимметричной и без боковых лепестков; облучатель не должен сильно затенять параболическую антенну, так как это приводит к искажению ее диаграммы направленности и снижению коэффициента использования поверхности параболоида вращения.

Облучателями параболических антенн служат слабонаправленные антенны. Это могут быть рупоры, щелевые антенны, спирали, диэлектрические антенны и др. Наиболее простыми являются облучатели в виде открытого конца волновода — прямоугольного или круглого сечения (рис. 8.2).

Волновод круглого сечения в большей степени удовлетворяет требованиям, предъявляемым к облучателям антенных систем,— диаграмма направленности осесимметрична, в отличие от пирамидального (прямоугольного) волновода.

Конструкции облучателей для осесимметричной и офсетной антенн несколько различаются. Это связано с тем, что параболическая антенна характеризуется отношением ее фокусного расстояния к диаметру параболоида вращения (F/D).

Большинство изготавливаемых сейчас осесимметричных спутниковых антенн имеют параметр F/D примерно 0,3...0,4, а офсетные — порядка 0,5...0,6. В соответствии с этим облучатели для осесимметричных и офсетных антенн изготавливают с разными «углами раскрытия».

В конструкции современных облучателей предусмотрены три металлических кольца для лучшей фокусировки электромагнитных волн и обеспечения более узкой диаграммы направленности антенны. Таким образом, облучатель является направленной антенной, которая установлена в фокусе параболического отражателя (рис. 8.3, 8.4).

Облучатель устанав ливается для более пол ного использования по верхности зеркала и реа лизации максимального коэффициента усиления антенны.

Электромагнитная вол на, распространяющаяся в пространстве от переда ющей антенны спутника до антенны наземной стан ции, характеризуется по ляризацией, т. е. ориента цией вектора напряжен ности электрического по ля Е относительно поверх ности Земли (см. гл. 1, п. 5).

Поляризатор является устройством, которое обе спечивает выбор необходимого вида поляризации принимаемой радиоволны. Обычно поляризатор устанавливается между облучателем и конвертером (рис. 8.5). При сборке важно обеспечить герметичность соединения. Так, например, резиновые прокладки должны точно располагаться в металлических пазах и не иметь перекосов.

По принципу своего действия поляризаторы могут быть механическими, ферритовыми (электромагнитными) и импульсными ферритовыми.

В состав механического поляризатора входит петлеподобный или штыревой проводник (3) (элемент связи с электрическим трактом конвертера) и исполнительный механизм (6) (рис. 8.6). Элемент связи (4) входит в электромагнитное поле волновода и преобразует его энер

гию в электрический ток. Такую же роль выполняет любая телевизионная антенна, которую мы привыкли видеть на крышах зданий или мачтах.

Для того чтобы в элементе связи развивалась максимальная электродвижущая сила, которая в его проводнике создает наибольшее электрическое поле, необходимо придать зонду такое же положение, как и излучателю антенны на спутнике. Соответственно приемная система должна отделять сигналы одной поляризации от другой и принимать их отдельно.

В механических поляризаторах переход с одной поляризации на другую осуществляется повышением напряжения питания от 13 В (V поляризация) до 18 В (Н поляризация). Система с переключением позволяет получать два фиксированных значения поляризации, выбор которой происходит механическим перемещением — поворотом вокруг своей оси элемента связи с помощью шагового электродвигателя. Наличие подвижных элементов снижает надежность механического поляризатора.

В электромагнитном поляризаторе (рис. 8.7) выбор поляризации (рис. 8.8) осуществляется изменением величины тока в катушке (3), намотанной на ферритовый сердечник (2). Надежность такого поляризатора выше, так как отсутствуют подвижные механические детали. К тому же, поляризаторы с токовым управлением позволяют выполнять плавную подстройку поляризации.

Поляризация сигнала, который передается со спутника, строго параллельна (Н) или перпендикулярна (V) поверхнос-

ти Земли только на долготе самого спутника. Если прием осуществляется более на Восток или на Запад, то из-за кривизны поверхности Земли плоскость поляризации больше наклонена относительно ее поверхности. Чем дальше долгота точки приема находится от долготы спутника, тем этот угол наклона больше. В соответствии с этим поляризатор

размешается под большим или меньшим углом к поверхности Земли.

Подобная проблема возникает в том случае, если антенну устанавливают с позиционированием на несколько спутников. Для каждого ИСЗ угол наклона свой, поэтому и необходима плавная токовая подстройка поляризации. Для каждого спутника выбирают свое значение управляющего тока и угол наклона плоскости поляризации к горизонту.

На европейских спутниках (ASTRA, EUTELSAT и др.) в основном используется линейная поляризация, а на российских (GALS1, GALS2, TDF2) — только круговая. Для приема круговых волн перед поляризатором устанавливают еще один элемент — деполяризатор, который преобразует круговую поляризацию в линейную (рис. 8.9).

Устройство, преобразующее один вид поляризации поля в волноводе круглого сечения (2) в другой, представляет собой отрезок волновода, в котором имеются продольные неоднородности в виде диэлектрических пластин (материал тефлон или др.) (1) и металлических стержней (Н или V). Очевидно, что фазовые скорости волн, у которых векторы f напряженности электрического поля параллельны или перпендикулярны пластинам или стержням, различны.

Пусть в волноводе круглого сечения с продольными неоднородностями распространяется линейно поляризованная волна, у которой вектор Е образует с плоскостью неоднородностей угол 45°. Разложим этот вектор на две составляющие: параллельную и перпендикулярную плоскости неоднородности. На входе деполяризатора обе составляющие поля одинаковые и имеют одинаковые фазы. Если длина, параметры и конфигурации пластин или стержней подобраны таким образом, что на выходе устройства разность фаз между параллельной и перпендикулярной составляющими вектора f равна 90° (3.14/2), то на выходе устройства вместо линейно поляризованного поля получим поле с круговой поляризацией. Это и есть поляризатор 3.14/2. Если в такой поляризатор поступает поле с круговой поляризацией, то оно преобразуется в поле с линейной поляризацией. В зависимости от положения диэлектрической пластины и штырей в волноводе осуществляется преобразование круговой поляризации в вертикальную или горизонтальную.

В ряде случаев при приеме сигналов с обоими видами

поляризации (линейная с европейских спутников и круговая с российских GALS и TDF2) можно обойтись и без деполяризатора. Однако при этом скажется проигрыш на 3 дБ в уровне кругового сигнала, что соответствует увеличению требуемого диаметра антенны в 1,4 раза. Для трансляций с GALS это не критично, так как на территории Республики Беларусь его сигнал принимается, например, в Минске на «тарелку» значительно меньшего диаметра (0,6...0,9 м), чем сигналы с любого европейского спутника.

Поляризаторы различаются еше и с точки зрения дискретности (прерывистости) изменения поляризации. В механических поляризаторах плоскость поляризации меняется дискретно на 90°. Поляризаторы с токовым управлением позволяют плавно изменять плоскость поляризации.

Существуют также импульсно-ферритовые поляризаторы, в которых поляризационный зонд передвигается с помощью механизма. Для управления этим механизмом к поляризатору посылается последовательность импульсов, длительность которых несет информацию о требуемом положении поляризатора. В таких поляризаторах плоскость поляризации меняется дискретно, но с небольшим шагом дискретизации.

Электромеханические поляризаторы требуют трех управляющих сигналов от ресивера, в то время как магнитным необходимы только два (рис. 8.10).

Преимуществом электромеханических поляризаторов по сравнению с магнитными являются несколько меньшие потери сигнала. Сейчас электромагнитные поляризаторы используются в основном в С/Кu-роторах.

Пример нестандартной конструкции облучателя

WBME — Wide Band Magneto-Electric dipole — предложен двумя китайским учеными - Kwai-Man Luk из Гонконгского университета и Mingjian Li из Висконсинского университета в Мадисоне (США) в 2012-2015 годах. Его можно представить как суперпозицию двух элементарных излучателей. Первый излучатель представляет из себя полуволновый вибратор, который эквивалентен элементарному электрическому диполю. Второй излучатель — короткозамкнутый четвертьволновый патч, излучающая щель которого эквивалентна элементарному магнитному диполю. Вместе патч и полуволновой вибратор составляют магнитно-электрический вибратор , который, в свою очередь, эквивалентен хорошо известному в теории элементу Гюйгенса с диаграммой направленности в форме кардиодиды.

Обратим внимание читателя, что понятия «магнитный диполь», «электрический диполь», «элемент Гюйгенса» — это виртуальные математические абстракции из теории антенн. «Полуволновой вибратор», «короткозамкнутый четвертьволновый патч», «магнитно-электрический вибратор» — реальные антенны, которые можно пощупать руками. Отметим, что в англоязычной литературе абстрактный элементарный электрический диполь и реальный вибратор обозначаются одним словом — dipole. Это может привести к путанице понятий. По сути абстракции призваны упростить понимание физики явлений, но для практика, привыкшего работать с реальным железом, абстракции воспринимаются довольно туго.

Критерии выбора облучателя следующие:

1. Облучатель должен по возможности равномерно осветить всю поверхность тарелки или, другими словами, иметь вполне определенную ширину главного лепестка диаграммы направленности. А поскольку коэффициент усиления любой антенны связан с шириной ее главного лепестка, оптимальная величина усиления облучателя также вполне определена. Зависит она от отношения фокусного расстояния зеркала к его диаметру (f / D). Если мы возьмем облучатель с усилением выше оптимального, он будет узким лучом освещать только центр тарелки, а края ее окажутся в тени. Если меньше, то своим широким лепестком он будет светить за края тарелки. В обоих случаях эффективность всей параболической антенны (тарелка + облучатель) будет уменьшаться.
2. Форма главного лепестка диаграммы направленности облучателя как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости должна быть примерно одинакова. Таким образом любая секторальная антенна не пригодна в качестве облучателя. Она будет освещать только узкую полосу на тарелке, а большая ее часть окажется в тени.
3. Облучатель должен иметь как можно меньший уровень заднего и боковых лепестков, поскольку они существенно ухудшают параметры параболической антенны.
4. Необходимо учитывать влияние зеркала и облучателя друг на друга. Волна от зеркала проходит через облучатель и меняет его входной импеданс. В результате КСВ антенны меняется. Сам облучатель тоже затеняет зеркало. Для уменьшения этих эффектов применяют офсетное расположение облучателя.
5. В офсетке мы не просто взяли и сдвинули облучатель куда-то в сторону. Сама тарелка офсетки является вырезом с боковой поверхности большого параболического виртуального отражателя, а облучатель остается в его фокусе. Это налагает дополнительные сложности в расчетах.
6. Фазовый центр облучателя должен быть точечным, а не размазанным в пространстве и помещаться в фокусе тарелки. Подробнее об этом ниже.

Принцип работы облучателя

Рупор сводит к минимуму потери рассогласования между антенной и волноводом. Если бы использовался простой волновод с открытым концом, без рупора, внезапный конец проводящих стенок вызывает резкое изменение импеданса на апертуре между волновым сопротивлением в волноводе и импедансом свободного пространства .

Рис.14. Осесимметричная параболическая антенна.

При использовании с офсетной , параболической или линзовой антенны , то фазовый центр рупора помещается в фокальной точке отражателя. Характеристика облучателя обычно выбираются с 3 дБ точек из рога диаграммы направленности излучения , падающая на крае отражателя ( ширина луча рупора , соответствующее соотношение F / D спутниковой антенны). ^] Когда форма антенны отклоняется от круглой тарелки, рупор должен иметь соответствующую форму, чтобы правильно освещать антенну.

Облучатель для спутниковой антенны связи представляет собой конический рупор с круговой диаграммой

Применение облучателей

Для приема спутникового ТВ рупор устанавливается на коромысле спутниковой антенны . Затем рупор подключается через короткий волновод к « малошумящему блочному преобразователю с понижением частоты » (LNB), небольшому корпусу, содержащему часть приемной электроники (также называемой « радиочастотным входом »). Этот LNB преобразует высокие спутниковые микроволновые частоты нисходящего канала в более низкие частоты, поэтому телевизионные сигналы могут быть более легко переданы через коаксиальные кабели на приемники, расположенные в любом месте внутри здания. Для DTH TV обычно LNB и рупорный рупор объединены в один блок, называемый «малошумящий блочный рупор» (LNBF), но для более специализированных приложений используются отдельные рупоры и LNB.

Для спутникового восходящего канала (например, для передачи телепрограмм DTH «Direct-To-Home», спутникового сбора новостей SNG, спутникового доступа в Интернет или приложений VSAT ) блочный преобразователь с повышением частоты (BUC) подключается через волновод к рупору для передачи через спутниковая антенна на спутник связи .

Сигнальные лампы также используются в таких приложениях, как радар , микроволновая передача прямой видимости или радиоастрономия .

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• антенны , антенна , структурная схема антенны , классификация антенн ,
• параболическая зеркальная антенна , многозеркальная антенна , параболическая антенна , облучатели зеркальных антенн ,
• рупорные антенны , рупорная антенна ,
• Фокальное облако
• Ортомодальный датчик

Исследование, описанное в статье про облучатель антенны, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое облучатель антенны, поляризатор антенны и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства СВЧ и антенны