Tényleg minden antenna egyforma?

Az elmúlt két évtizedben számos újszerű antenna jelent meg, ennek ellenére a parabolaantenna továbbra is meghatározó szerepet játszik a mikrohullámú hírközlésben. Az ok elsősorban az, hogy az ilyen antenna nyeresége pusztán csak a parabolatükör méretétől függ és nem okoz különösebb technológiai problémát akár extra méretű parabola gyártása sem és a költségek is elfogadhatóak.

A parabolaantennák elmélete egyszerűnek tűnik, hiszen mindössze arról van szó, hogy a távoli jelforrásból érkező rádióhullámokat a parabolatükör összegyűjti és a fókuszpontba koncentrálja. Ennek szemléltetésére legtöbbször geometriai optikai példákat mutatnak, ahol az antenna egy parabolagörbe, a mikrohullámú jelek pedig párhuzamos vonalak. Az ebbéli tanulmányok általában itt be is fejeződnek és mindenki elégedetten csukja be a tankönyvet.

Aki egy kicsit mégis utánanéz, nem is nagyon érti, miért olyan nagy a parabolaantennák szakirodalma. Jobban szemügyre véve pedig azt látjuk, hogy ez a sokoldalú antenna nem egy lezárt fejezete a mikrohullámú távközléstechnikának, hanem egy folyamatosan fejlődő, alakuló, alkalmazkodó eszköz. Ez természetesen abból adódik, hogy a megértést szolgáló egyszerű modell a gyakorlatban lényegében egyáltalán nem alkalmazható

ç célkövető radar    http://www.radartutorial.eu

Kezdjük mindjárt a méretekkel. Nincs abszolút tükörméret, csak az alkalmazott hullámhosszhoz viszonyított tükörméret értelmezhető. Ez azért fontos, mert csak a hullámhosszhoz képest elegendően nagy parabolafelület viselkedik tükörként. Ennek értelmében a parabolatükröt akkor tekinthetjük megfelelőnek, ha az átmérője legalább tízszerese a hullámhossznak.

A rádiócsillagászok még az ennél is sokkal nagyobb tükröket szeretik. A kisebb tükörből is kiváló antenna készíthető, de ezt a méretezésnél figyelembe kell venni. Ugyanakkor az ötszörös hullámhossznál kisebb átmérőjű parabolatükrök már általában kedvezően kiválthatók más megoldással.

 

Arecibo rádiótávcső (Puerto Rico) è

A legjobb minőségű tükrök tömör fémből, leginkább alumíniumból készülnek. A fémrácsból készült (grid) tükröket a jelentős oldalhurkok, a gyenge előre-hátra viszony és az eljegesedési veszély miatt professzionális alkalmazásokban általában nem használják. Nagyméretű radarantennákat készítenek fémrácsból, de ezeknél egy sűrű fémhálót is rádolgoznak a szerkezetre a minőség javítása céljából. Fontos a tükör vastagsága és a perem profilja, mivel ez határozza meg a szilárdságot. Nem csak azt kell biztosítani, hogy a parabolatükör állja a széllökéseket maradandó deformálódás nélkül, hanem az is nagyon fontos, hogy a parabola ne rezegjen a szél hatására, mert ez meglepő és rejtélyes hibák forrása lehet. Ugyancsak lényeges az antenna rögzítésének módja is. A parabola bevonata és a rögzítő elemek minősége döntő szerepet játszik a várható élettartamban, különösen szennyezett városi levegőn.


 

Külön tudományág a parabola által összegyűjtött mikrohullámú energia kicsatolása, illetve az adó energiájának betáplálása. Az elmélet szerint nincs semmi gond, hiszen a parabola gondosan egy pontba fókuszálja az energiát, azt egyszerűen csak el kell szállítani onnan. Erre akár a legegyszerűbb antenna (dipol vagy bot) is megfelelhet. A probléma csak az, hogy még az ilyen antenna sem pontszerű. További kérdéseket vet fel az antenna táplálása is. Ugyanis ha egy pontszerű jelforrást helyezünk a parabola fókuszába, akkor a kisugárzott energia nagyobb része nem a parabolatükörbe jut, hanem számunkra lényegében haszontalanul elvész. A reciprocitás elve értelmében hasonló probléma lép fel az összegyűjtött mikrohullámú energia kicsatolásánál is. Ezzel el is érkeztünk az antennakonstruktőrök örökzöld témájához, a parabolatükör táplálásához. Erre az elmúlt évtizedekben számtalan megoldás született, legyen szó akár radartechnikáról, műholdas távközlésről vagy ultrahangos epekőzúzásról. Jellemző példa a kérdés fontosságára, hogy Bob Taggart és Taylor Howard 1980-ban megalkotta az ún. Chaparral fejet, amivel megnyílt az út az otthoni műholdas televíziózás felé. A mindmáig általánosan alkalmazott Chaparral fejnek köszönhető ugyanis, hogy az addig több méteres átmérőjű parabolatükrök helyett 60-80 cm-es tükrök is megfelelő vételt biztosítanak. Jelenleg a parabolatükrök táplására tucatnyi módszer és azok variánsai állnak rendelkezésünkre. A kiválasztásnál a két fő szempont az alkalmazás maga és a tükör geometriája.

ízelítőül néhány példa:

A már említett Chaparral fej műholdas tv vételhez.
 

Robusztus (conical horn) antennafej a 5,8 GHz-es sávra.

A fáziskorrekció dielektrikus lencsével történik, ami egyben vízálló lezárást is biztosít. Az eredmény: jó megvilágítás, oldalhurok mentes iránykarakterisztika.
A fej egy magas minőségű aluminium offset tükörhöz lett optimalizálva.

Gondosan méretezett és kivitelezett dual polarizált 5,8 GHz-es antennafej. A fej elsősorban mély primfókuszos tükrökhöz ajánlott.

 


 

Offset vagy primfókusz? Ha egy pillantást vetünk egy város házainak antennaerdejére, azonnal feltűnik, hogy műholdas vételre szinte kizárólag offset parabolákat használnak. Vezeték nélküli adatátvitelre pedig többségében primfókuszos tükröket találunk. A kereskedők és hálózatépítők körében ugyanis csökönyösen tartja magát a hiedelem, hogy 2,4/5,8 GHz-en a primfókuszos antenna a „jó”. Kinek van igaza?

A klasszikus parabolaangtennák tükre ún. primfókuszos. Eddig minden ábránkon és képünkön ilyen látható. Ezek fókuszpontja a szimmetria tengelyen van és elhelyezkedése a parabola alakjától függ. A „mély” parabolák fókuszpontja közel van a tükörhöz. Az ilyen parabolához egyszerű antennafejet készíteni és annak mechanikai rögzítése sem nehéz. Komoly hátrány, hogy a mély paraboláknak nagy a légellenállása és ezért az antenna biztonságos rögzítése komoly feladat. További gondot jelent, hogy nagyobb antennáknál vihar esetén az alépítmény is kárt szenvedhet a fellépő hatalmas erőhatásoktól. Az ilyen antennák telepítése megfontoltságot és elővigyázatosságot igényel. A „lapos” parabolák fókuszpontja távol van a tükörtől. Az antennafej felépítése bonyolultabb és rögzítése is nehézkesebb. A tükör légellenállása kisebb, ezért a biztonságos rögzítés egyszerű.

Az offset parabolaantennák tükre a parabola forgástest egy nem szimmetrikus metszete. Az így nyert tükör első pillantásra nem mutat rokonságot a kiinduló parabolával, ennek ellenére kiválóan gyűjti a rádióhullámokat az eredeti fókuszba. Ha a kiinduló parabola forgástest mély, akkor az ebből származtatott offset antenna fókusza közel van a tükörhöz, viszont a tükör görbülete és ezáltal a légellenállása kicsi. Az ilyen tükörhöz a szűk megvilágítású fej optimális. Az offset tükröket a minőségi gyártók úgy tervezik, hogy egy adott szélnyomás felett megrogynak. Ezzel veszik elejét, hogy nagy szélsebesség esetén, a túl stabilra méretezett tükör révén sérüljön a háztető vagy árboc.

A fentiekből látható, hogy jó tervezéssel kisméretű, kompakt, csekély légellenállású offset antennák hozhatók létre.

Ez mind szép, de azért ezzel még nem túl nagy az offset antennák előnye. Ennyi elég lenne a tömeges elterjedéshez? Az offset antennák javára írható még, hogy nem lép fel a primfókuszos antennáknál megszokott kitakarási veszteség. Ez abból fakad, hogy az antennafej és a hozzá tartozó szerelvények a tükör valós felületét csökkentik, mert a hasznos jelek útjába esnek. Ez különösen kisméretű antennáknál jelentős. További előny az offset antennáknál, hogy a fej teljes egészében vagy jelentős részben az ég felé néz, ahol az alapzaj jóval kisebb, mint a föld irányából.

Elmondható tehát, hogy a jól méretezett és gondosan kivitelezett offset parabolaantennák kedvezőbb mechanikai és átviteltechnikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint primfókuszos testvéreik. Ezt a tapasztalat és a szakirodalom is messzemenően igazolja. Az előny 120-150 cm átmérőig áll fenn.

ç viaLANWUR1A(S) kültéri AP

A jó minőségű offset tükröt egy ahhoz tervezett conical horn fej hajtja meg. Az Ethernet kábelt egy kültéri csatlakozó fogadja. A maximális kábelhossz 100 m lehet. A PoE injektorba épített fizikai távreset az esetleges lefagyások kényelmes leküzdésére szolgál. A készülék nagy megbízhatóságú PP, PMP linkek kiépítésére szolgál.

www.alkoholszonda.info    www.fullspectrum.hu   www.ru21.hu   www.noxalc.hu   www.algoritmus.hu