Nella lezione precedente:

Abbiamo introdotto e studiato array parassiti (in particolare Yagi Uda) Cenni sulla sintesi delle schiere, in particolare usando le serie di Fourier Un problema di ottimo: Schiere Dolph-Tchebyscheff Antenne ad apertura:

Sorgente di Huygens Apertura rettangolare su piano metallico infinito

Antenne a Riflettore

Piano conduttore

Piano conduttore ad angolo (Corner reflector)

Spesso alimentati da antenne filiformi (es Yagi Uda

Parabole

Estremamente direttive

Applicazioni di telecomunicazioni, satellitari, radar e radioastronomia

Parabole

Obiettivo: ottenere onda tutta in fase su di un piano (onda piana)

d

0

'

Mezzo: tutti i raggi che escono dal feed devono percorrere lo stesso percorso per arrivare in x=a

afxazyfx 222

fxzy 422 parabola con fuoco in f

Parabole: metodi di analisi

Distribuzione su una apertura Ray tracing per il campo EM su

una superficie posta di fronte

Teorema di equivalenza: correnti elettriche e magnetiche

Accurato per lobo principale e primi lobi secondari

Parabole: metodi di analisi

Distribuzione corrente indotta Si calcolano le correnti indotte

dal campo magnetico Ma si ipotizzano trascurabili: corrente sulla

superficie non illuminata, interazione con l’illuminatore, discontinuità (e quindi diffrazione) dal bordo

ovviamente non molto accurato per i lobi secondari

Parabole: metodi di analisi

GTD (teoria geometrica della diffrazione) Aggiunto effetto di diffrazione

dal bordoBuona predizione di tutti i lobi

Diagramma senza effetto “ombra” del feed Con effetto feed

Aumento lobi secondari

Parabole: antenne offset

Avevamo definito l’efficienza di apertura

omgeapeff AA Limitata da:

Spillover (parte irradiata che cade “fuori” dal riflettore) Uniformità ampiezza irradiata dall’illuminatore (taper

efficiency, o efficienza di sagomatura) Uniformità fase sul piano di apertura (phase efficiency) Polarizzazione sul piano di apertura (polarization efficiency)

Intercettazione illuminatore (blockage efficiency) Imperfezioni riflettore

Intercettazione illuminatore (blockage efficiency)

Parabole: Efficienza

Per ridurre effetto bloccaggio si può disallineare l’illuminatore

Occorrono riflettori più profondi

Problemi di polarizzazione incrociata

Parabole: Posizione e conformazione illuminatore

Scelta legata ad f/D (quindi profondità) del riflettore

Maggiore profondità significa minor problemi di bloccaggio illuminatore, ma peggiore efficienza di sagomatura (campo meno uniforme sull’apertura), e costo

Minor profondità significa peggiore spillover e bloccaggio

Parabole: Esempio effetto illuminatore Illuminatore a tromba 8x8

Variazione efficienza di spillover e di sagomatura al variare della profondità del riflettore e dell’apertura della tromba

Variazione efficienza totale

Parabole: Cross-polarization

La superficie curva del paraboloide tende a produrre componenti di polarizzazione incrociata

Es: polarizzazione lineare in y: la componente riflessa ha anche una componente in x, visto che, a causa della curvatura, anche correnti ortogonali alla direzione principale sono indotte

Parabole: Antenna Cassegrain

In questa configurazione l’alimentazione esce dal riflettore, illumina un sub-illuminatore (iperbolico) che riflette verso la parabola

Vantaggi: Ridotta dimensione della linea che

alimenta il feed Ridotto spillover

Muovendo il subilluminatore è possibile realizzare un fascio a scansione

Parabole: Antenna Cassegrain; esempio per sensore radar automotive

p o l a r i z z a z io n e

f e e d

R i f l e t t o r e p r i n c ip a l eS u b r i f l e t t o r e

l’illuminatore è posto centralmente mentre è un riflettore principale, molto leggero, a muoversi sotto il controllo di un motore del tipo usato negli hard disk. Il subriflettore è di un materiale che agisce in 3 direzioni:

polarizza il segnale in entrata verticalmenteprotegge l’antenna dagli agenti esterniriflette i raggi polarizzati orizzontalmente.

In pratica il segnale passa attraverso il subriflettore solo se polarizzato verticalmente. L’illuminatore (o feed) genera un segnale polarizzato orizzontalmente. Il riflettore secondario lo riflette sul principale (in movimento) che riflette, ruotandolo di 90°, il segnale, che ha ora la corretta polarizzazione per uscire, con un angolo deciso dal riflettore primario. In ricezione, ovviamente, essa funziona in modo reciproco.

Riflettoresecondario

RiflettorePrimario

motore

Illuminatore

Parabole: Antenna Horn Relflector

Antenna a riflettore ottenuta modificando un’antenna a tromba