Jenis antena pemantul sinyal yang paling dikenal mungkin adalah jenis antena reflektor parabola, umumnya dikenal sebagai antena parabola. Contoh reflektor antena jenis ini ditunjukkan dalam gambar berikut.
Antena Parabola "Big Dish" di Stanford University.
Antena Parabola TV Berbayar.
Reflektor parabola biasanya memiliki penguatan yang cukup tinggi (30-40 dB umum) dan nilai lintas polarisasi yang rendah. Reflektor parabola juga memiliki bandwidth yang proporsional, dengan bandwidth mulai dari pecahan setidaknya 5% pada model yang tersedia secara komersial, dan bisa sangat wideband dalam kasus dish besar (seperti antena parabola "Big Dish" di Stanford University di atas, yang dapat beroperasi dari 150 MHz sampai 1,5 GHz).
Antena dish kecil biasanya beroperasi di antara frekuensi 2 dan 28 GHz. Dish besar dapat beroperasi di frekuensi VHF (30-300 MHz), tetapi biasanya harus sangat besar pada pita frekuensi ini.
Struktur dasar dari antena parabola ditunjukkan pada gambar berikut ini.
Struktur dasar dari antena parabola terdiri dari pengumpul/pemantul sinyal. Serta LNB sebagai penerima sinyal.
Tidak seperti antena resonan seperti antena dipole yang biasanya kira-kira setengah panjang gelombang frekuensi operasi, dish harus jauh lebih besar daripada panjang gelombang. Dish setidaknya lebih besar dari diameter panjang gelombang , tetapi diameter bisa berada di urutan 100 panjang gelombang untuk dish dengan efektivitas yang sangat tinggi (> 50 dB gain). Jarak antara pengumpul/pemantul sinyal dan penerima sinyal biasanya beberapa panjang gelombang juga. Hal ini berbeda dengan jenis pengumpul/pemantul sinyal sudut, di mana antena adalah kira-kira setengah panjang gelombang dari pengumpul/pemantul sinyal. Berikutnya, kita akan melihat geometri parabola secara rinci dan mengapa parabola adalah bentuk yang paling ideal.
Geometri Antena Dish Parabola.
Sekarang kita akan mencoba untuk menjelaskan mengapa parabola yang membuat pengumpul/pemantul sinyal yang besar. Untuk memulai, perhatikan persamaan parabola dengan fokus (F) dapat ditulis dalam bidang x dan z sebagai berikut :
Parabola dijelaskan oleh dua parameter, diameter D dan panjang fokus F, juga didefinisikan dua parameter pembantu, ketinggian vertikal pengumpul/pemantul sinyal ( H ) dan sudut maximal antara titik fokus dan tepi dish ( θ ) . Parameter ini terkait satu sama lain dengan persamaan berikut:
Untuk menganalisa pengumpul/pemantul sinyal, kita akan menggunakan perkiraan dari optik geometris. Karena pengumpul/pemantul sinyal relatif besar untuk panjang gelombang, asumsi ini wajar meskipun tidak tepat akurat. Kita akan menganalisa struktur melalui sinar garis lurus dari titik fokus, dengan masing-masing sinar bertindak sebagai gelombang. Pertimbangkan dua sinar yang dipancarkan dari titik fokus, tiba dari dua sudut yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada Gambar dibawah pengumpul/pemantul sinyal tersebut diasumsikan sempurna memantulkan.
Dua sinar meninggalkan titik fokus dan tercermin dari reflektor parabola.
Ada dua pengamatan yang dapat dibuat dari gambar diatas.
Yang pertama adalah bahwa kedua sinar berakhir bepergian ke arah bawah (yang dapat ditentukan karena tercermin sudut relatif terhadap normal permukaan harus sama).
Sinar dikatakan collimated. Pengamatan penting kedua adalah bahwa sinyal ADE dan ABC adalah sama. Hal ini dapat dibuktikan dengan sedikit geometri, yang tidak kita bahas disini. Fakta-fakta ini dapat dibuktikan untuk setiap set sudut yang dipilih. Oleh karena itu, berikut bahwa :
- Semua sinar yang berasal dari titik fokus (sumber atau pengumpul/pemantul sinyal) akan tercermin menuju arah yang sama.
- Jarak masing-masing sinar perjalanan dari titik fokus untuk pengumpul/pemantul sinyal dan kemudian ke bidang fokus konstan.
Sebagai hasil dari pengamatan ini, mengikuti distribusi lapangan pada bidang fokus akan berada di fase dan ke arah yang sama. Hal ini menimbulkan pola radiasi sangat terarah antena parabola. Inilah sebabnya mengapa bentuk piringan adalah parabola.
Akhirnya, dengan memutar parabola tentang z-sumbu, paraboloid yang diperoleh, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Untuk desain, nilai diameter D harus ditingkatkan untuk meningkatkan penguatan dari antena. Panjang fokus F maka satu-satunya parameter bebas; nilai-nilai khas biasanya diberikan sebagai rasio F / D, yang biasanya berkisar antara 0,3 dan 1,0.
No comments:
Post a Comment