Các loại anten

Các loại anten Để đạt được các yêu cầu trên, trạm mặt dất thường sử dụng các loại anten mặt phản xạ còn gọi là anten gương. 1)Anten gương parabol: nguyên lý cấu tạo gồm một mặt phản xạ cong theo đường cong parabol, làm bằng các vật liệu có hệ số phản xạ cao (R px ≈1), thường bằng nhôm hay hợp kim của nhôm, mặt phản xạ phải nhẵn để sóng phản xạ không bị tán xạ. Tại tiêu điểm của gương parabol đặt một nguồn bức xạ sơ cấp (thường là một anten loa: feed horn ) gọi là bộ chiếu xạ, sao cho tâm pha của bộ chiếu xạ trùng với tiêu điểm của gương, như chỉ ra trên hình 3.4 Khoảng cách từ tiêu điểm F đến đỉnh gương O gọi là tiêu cự f, trục đi qua đỉnh gương và tiêu điểm gọi là trục quang (trục ox), nếu gương parabol tròn xoay thì đường kính miệng gương L được gọi là khẩu độ (aperture). Theo tính chất của gương parabol, các tia sóng xuất phát từ tiêu điểm của gương rồi phản xạ từ mặt gương sẽ trở thành các tia sóng song song nhau và có tổng đường đi từ tiêu điểm đến mặt phản xạ tới miệng gương là bằng nhau và bằng một hằng số f + h ( ở đây h là độ sâu của gương). Như vậy nếu nguồn sơ cấp đặt tại tiêu điểm gương bức xạ sóng cầu thì sau khi phản xạ từ mặt gương sẽ trở thành sóng phẳng. Bởi vậy anten gương parabol có bức xạ đơn hướng, với tính hướng hẹp hệ số tăng ích cao. y L F xO θ r f Hình 3.4: Anten gương parabol Anten gương parabol có cấu tạo đơn giản nhất và giá thành thấp nhất trong các anten dùng ở các trạm mặt đất trong thông tin vệ tinh. Nó có nhược điểm bộ chếu xạ đặt xa đỉnh gương nên hệ thống đỡ bộ chiếu xạ có kết cấu phức tạp, cồng kềnh, cùng với bộ chiếu xạ sẽ chắn đi một phần sóng phản xạ từ gương, gây ra hiệu ứng che tối làm méo đồ thị tính hướng, tăng búp phụ và làm giảm hiệu suất của anten. Fide tiếp sóng cho bộ chiếu xạ dài gây nên tổn hao và tạp âm lớn. Do đó anten gương parabol không được sử dụng ở các trạm mặt đất thông thường, mà chỉ được sử dụng chủ yếu ở các trạm thu và các trạm nhỏ, dung lượng thấp. 2) Anten hai gương (anten Cassegrain) Nguyên lý cấu tạo gồm hai gương, một gương chính với đường kính lớn là gương parabol, một gương phụ nhỏ là gương hypebol, được đặt sao cho tiêu điểm của hai gương trùng nhau tại F 1 , như chỉ ra trên hình 3.5 Bộ chiếu xạ được đặt sao cho tâm pha trùng với tiêu điểm của gương phụ ảo hypebol F 2 . Do tính chất của gương hypebol là hiệu đường đi của tia sóng từ tiêu điểm của gương ảo đến mặt phản xạ với đường đi từ tiêu điểm của gương thật đến mặt phản xạ là một hằng số và tính chất của gương parabol như đã nói trên, nên các tia sóng xuất phát từ bộ chiếu xạ (có nghĩa là từ tiêu diểm của gương phụ ảo hypebol, phản xạ làn thứ nhất tại gương phụ Hypebol, rồi gương phụ H gương chính P F 2 o F 1 z Hình 3.5: Anten hai gương Cassegrain phản xạ lần thứ hai tại gương chính parabol sẽ trở thành các tia sóng song song với nhau và có đoạn đường đi đến mặt phẳng song song với miệng gương là hằng số. Do đó nguồn sơ cấp bức xạ sóng cầu sau khi phản xạ từ hai gương sẽ trở thành sóng phẳng. Như vậy, anten Cassegrain cung có tác dụng như anten một gương parabol, nhưng nó có ưu điểm kích thước theo hướng trục quang ngắn hơn so với anten gương parabol (ngắn hơn một đoạn bằng tiêu cự của gương hypebol), bộ chiếu xạ đặt gần đỉnh gương parabol hơn nên giá đỡ nó đơn giản hơn và fide tiếp sóng sẽ ngắn hơn do đó tổn hao và tạp âm sẽ nhỏ hơn. Bởi vậy anten Cassegrain được sử dụng phổ biến cho các trạm mặt đất thông thường và với các anten có kích thước trung bình và lớn 3) Anten lệch (offset antenna) Các anten một gương parabol và anten hai gương Cassegrain có một nhược điểm chung là bộ chiếu xạ hay gương phụ đặt thẳng hàng với đỉnh gương làm chắn một bộ phận các tia sóng phản xạ từ gương chính parabol gây ra một “miền tối” phía sau gương làm giảm hệ số tăng ích, hiệu suất và tăng búp phụ. Để khắc phục nhược điểm này người ta sử dụng anten lệch nghĩa là bộ chiếu xạ được đặt lệch ra ngoài hướng của các tia phản xạ từ gương parabol, như chỉ ra trên hình 3.6 Các anten lệch được sử dụng trong trường hợp yêu cầu chất lượng cao như khi cần phải giảm can nhiễu từ các mạng vi ba trên mặt đất, hoặc từ các vệ tinh khác nằm gần nhau trên quỹ đạo Hình 3.6 : Các anten lệch (offset antenna) anten parabol lệch anten Cassegrain lệch . Các loại anten Để đạt được các yêu cầu trên, trạm mặt dất thường sử dụng các loại anten mặt phản xạ còn gọi là anten gương. 1 )Anten gương parabol:. nhiễu từ các mạng vi ba trên mặt đất, hoặc từ các vệ tinh khác nằm gần nhau trên quỹ đạo Hình 3.6 : Các anten lệch (offset antenna) anten parabol lệch anten