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Antenne à réflecteur parabolique: antenne parabolique

Antenne à réflecteur parabolique: antenne parabolique

Le réflecteur parabolique ou antenne parabolique est la forme d'antenne qui trouve de nombreuses utilisations dans la réception de télévision par satellite domestique, les liaisons de données hertziennes terrestres, les communications par satellite générales et bien d'autres.

Sa taille signifie qu'il est généralement limité à une utilisation au-dessus de 1 GHz, bien que des antennes plus grandes puissent être utilisées pour des fréquences allant jusqu'à environ 100 MHz.

L'antenne à réflecteur parabolique ou antenne parabolique est connue pour sa forme distinctive, son gain élevé et ses largeurs de faisceau étroites. C'est la performance qui peut être obtenue en utilisant un est la raison pour laquelle il est si largement utilisé à des fréquences plus élevées.

Les bases du réflecteur parabolique

Toute antenne à réflecteur parabolique comporte deux éléments principaux:

  • Système rayonnant: L'élément rayonnant à l'intérieur de l'antenne à réflecteur parabolique peut prendre diverses formes. Dans certaines antennes, il peut s'agir d'un simple dipôle, dans d'autres un cornet. Son but est d'éclairer le deuxième élément de l'antenne, le réflecteur avec une densité de rayonnement uniforme avec le minimum de déversement ou de rayonnement manquant le réflecteur et rayonné ailleurs.
  • Réflecteur: Le réflecteur est la partie distinctive de l'antenne à réflecteur parabolique. La forme parabolique est essentielle au fonctionnement de l'antenne RF car les chemins empruntés du point d'alimentation au foyer au réflecteur puis vers l'extérieur sont parallèles. Cependant, plus important encore, les chemins empruntés sont tous de la même longueur et donc la forme d'onde sortante formera une onde plane et l'énergie prise par tous les chemins sera toutes en phase. Cela permet à l'antenne de fonctionner de manière particulièrement efficace.

    La forme parabolique de la surface du réflecteur de l'antenne permet d'obtenir un faisceau très précis. De cette manière, le système d'alimentation forme la section rayonnante réelle de l'antenne et la surface parabolique réfléchissante est purement passive.

Lorsque l'on regarde les systèmes d'antennes à réflecteur parabolique, un certain nombre de paramètres et de termes sont importants:

  • Concentrer Le foyer ou point focal du réflecteur parabolique est le point auquel les signaux entrants sont concentrés. Lorsqu'ils rayonnent à partir de ce point, les signaux seront réfléchis par la surface réfléchissante et se déplaceront dans un faisceau parallèle et fourniront le gain et la largeur de faisceau requis.
  • Sommet Il s'agit du point le plus interne au centre du réflecteur parabolique.
  • Distance focale La distance focale d'une antenne parabolique est la distance entre son foyer et son sommet.
  • Ouverture L'ouverture d'un réflecteur parabolique est ce que l'on peut appeler son «ouverture» ou la zone qu'il recouvre. Pour un réflecteur circulaire, cela est décrit par son diamètre. Cela peut être assimilé à l'ouverture d'une lentille optique.
  • Gain: Le gain du réflecteur parabolique est l'un des paramètres clés et dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment le diamètre de la parabole, la longueur d'onde et d'autres facteurs.
  • Systèmes d'alimentation: Le réflecteur parabolique ou l'antenne parabolique peut être alimenté de différentes manières. Avance axiale ou frontale, hors axe, Cassegrain et grégorien sont les quatre méthodes principales.

Pour la plupart des systèmes domestiques comme ceux utilisés pour la réception de la télévision par satellite, un petit réflecteur combiné à une alimentation de point focal est utilisé, offrant la forme de construction la plus simple et la plus économique. Ces antennes peuvent ne pas toujours ressembler exactement à l'antenne parabolique complète traditionnelle. Pour des raisons mécaniques et de production, l'avance est souvent décalée par rapport au centre et une partie du paraboloïde est utilisée, à nouveau décalée par rapport au centre car cela offre un avantage mécanique.

Avantages et inconvénients de l'antenne à réflecteur parabolique

Lors de la sélection du type d'antenne à utiliser pour une application donnée, il est toujours nécessaire de regarder les caractéristiques de ce type d'antenne. Le réflecteur parabolique présente à la fois des avantages et des inconvénients. Ceux-ci le rendent approprié pour une utilisation dans certaines applications mais pas dans d'autres.

Avantages:

Certains des principaux avantages de l'antenne à réflecteur parabolique sont les suivants:

  • Gain élevé: Les antennes à réflecteur parabolique sont capables de fournir des niveaux de gain très élevés. Plus la «parabole» est grande en termes de longueurs d'onde, plus le gain est élevé.
  • Directivité élevée: Comme pour le gain, le réflecteur parabolique ou l'antenne parabolique est également capable de fournir des niveaux élevés de directivité. Plus le gain est élevé, plus la largeur du faisceau est étroite. Cela peut être un avantage significatif dans les applications où la puissance doit uniquement être dirigée sur une petite zone. Cela peut l'empêcher, par exemple de provoquer des interférences avec d'autres utilisateurs, ce qui est important lors de la communication avec des satellites car cela permet aux satellites utilisant les mêmes bandes de fréquences d'être séparés par la distance ou plus particulièrement par l'angle à l'antenne.

Désavantages:

Comme toutes les formes d'antenne, le réflecteur parabolique a ses limites et ses inconvénients:

  • Nécessite un réflecteur et un élément d'entraînement: le réflecteur parabolique lui-même n'est qu'une partie de l'antenne. Il nécessite qu'un système d'alimentation soit placé au foyer du réflecteur parabolique.
  • Coût : L'antenne doit être fabriquée avec soin. Un paraboloïde est nécessaire pour refléter les signaux radio qui doivent être faits avec soin. En plus de cela, un système d'alimentation est également nécessaire. Cela peut augmenter le coût du système
  • Taille: L'antenne n'est pas aussi petite que certains types d'antennes, bien que beaucoup utilisées pour la réception de la télévision par satellite soient assez compactes.

Applications d'antenne à réflecteur parabolique

Il existe de nombreux domaines dans lesquels l'antenne parabolique est utilisée. Dans certaines régions, c'est la forme d'antenne qui est utilisée pratiquement exclusivement en raison de ses caractéristiques.

  • Télévision en direct: La diffusion directe ou la télévision par satellite est devenue une forme majeure de distribution de contenu télévisuel. Les zones de couverture étendues et contrôlables disponibles combinées aux bandes passantes beaucoup plus grandes permettent de diffuser plus de chaînes, ce qui rend la télévision par satellite très attractive.L'inconvénient est que les satellites ne peuvent pas diffuser des niveaux de puissance très élevés et combinés à la perte de trajet de l'orbite géostationnaire, les niveaux de signal sont faibles. Cela signifie que les antennes directives doivent être utilisées pour fournir un gain suffisant tout en ne pouvant recevoir les signaux que d'un seul satellite - plusieurs satellites pourraient être visibles d'un endroit et émettre sur les mêmes fréquences. L'antenne à réflecteur parabolique est capable de répondre à ces exigences et présente l'avantage supplémentaire qu'elle ne serait pas aussi longue qu'une Yagi pour un niveau de gain et de directivité équivalent.
  • Liens micro-ondes: Les liaisons hertziennes terrestres sont utilisées pour de nombreuses applications. Ils sont souvent utilisés pour les liaisons d'infrastructure de télécommunications terrestres. L'un des principaux domaines où ils sont utilisés ces jours-ci est de fournir le backhaul pour les systèmes de télécommunications mobiles.
  • Communications par satellite: De nombreuses liaisons montantes de satellites, ou celles des satellites de communication, nécessitent des niveaux de gain élevés pour garantir des conditions de signal optimales et que la puissance transmise depuis le sol n'affecte pas les autres satellites à proximité angulaire étroite. Encore une fois, l'antenne idéale pour la plupart des applications est l'antenne à réflecteur parabolique.
  • Radioastronomie: La radioastronomie est un domaine où des niveaux de gain et de directivité très élevés sont requis. En conséquence, l'antenne à réflecteur parabolique est un choix idéal.

Dans toutes ces applications, des niveaux de gain très élevés sont nécessaires pour recevoir les signaux entrants qui sont souvent à un niveau très bas. Pour transmettre ce type d'antenne RF, la conception est capable de concentrer la puissance rayonnée disponible dans une largeur de faisceau étroite, garantissant que toute la puissance disponible est rayonnée dans la direction requise.


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