Рефлектор спутниковой антенны: как выбрать зеркало с максимальным усилением

Рефлектор — один из основных элементов спутниковой антенны, который собирает радиоволны в одной точке, усиливая спутниковый сигнал.

Зеркальной называют антенну, которая, отражая электромагнитную волну от поверхности специального металлического зеркала (рефлектора), формирует в раскрыве электромагнитное поле. Излучатель, расположенный в фокусе зеркала, выступает источником волны. Зеркальные антенны преобразуют сферический или цилиндрический волновой фронт, делая его плоским.

Наиболее распространены следующие типы зеркал:

Превращает сферическую или цилиндрическую волну в плоскую, что формирует узкую диаграмму направленности при большом размере раскрыва.

Отражатель имеет форму параболоида вращения для сферической волны или параболического цилиндра — для цилиндрической.

Схож с параболическим зеркалом, имеющим фокусное расстояние, эквивалентное половине сферического радиуса.

Используется для антенн вибраторного типа, изменяет направление распространения волн в перископной антенне или сканирует диаграмму направленности остронаправленных (например, параболических) антенн.

Система, состоящая из двух плоских зеркал, которые располагаются под углом друг к другу, вместе с облучателем образует антенну уголкового типа.

Чаще всего имеет вид параболического зеркала, имеющего рассчитанное отклонение от поверхности. Формирует диаграмму направленности специальной или любой заданной формы, экономя энергетические ресурсы.

Рефлектор зеркальной параболической антенны напоминает большую, вогнутую внутрь собирательную линзу, фокусирующую рассеянный сигнал в одной точке с последующим его усилением.

Спутниковая антенна, представляющая собой классическую «тарелку» в зависимости от формы рефлектора бывает короткофокусной и длиннофокусной. Последние чаще всего используются для спутникового приема.

Зеркальные параболические антенны бывают прямофокусными (осесимметричными) и офсетными, у которых облучатель смещен в сторону от центральной оси. Прямофокусные тарелки собирают сигнал по центру отражателя, что позволяет точнее навести антенну на выбранный спутник. Фокусный сегмент офсетных антенн расположен в стороне от центра отражателя, благодаря чему облучатель с опорами не перекрывает полезную площадь тарелки. Это позволяет повысить коэффициент полезного использования.

Существуют также тороидальные антенны, имеющие два рефлектора, благодаря чему тарелки этого типа могут принимать сигнал от нескольких спутников одновременно.

Главная задача рефлектора — формирование пучка радиоволн, их фокусировка на облучателе.

Передаваемый со спутника сигнал, попадая на рефлектор, фокусируется в одной точке, где располагается облучатель, после чего отправляется к поляризатору. Последний выделяет сигнал, имеющий конкретную поляризацию (горизонтальную, вертикальную или круговую).

Пройдя через облучатель и поляризатор, спутниковый сигнал попадает на конвертер, где происходит его усиление, устранение помех, преобразование частоты. Затем сигнал отправляется на ресивер, который расшифровывает его, выводя на источник трансляции.

Выбор диаметра спутниковой тарелки зависит от уровня мощности спутникового сигнала там, где будет установлена тарелка, т.е. от географического положения. Чем слабее сигнал, тем больший диаметр антенны понадобится для усиления и фокусировки. Чем больше площадь отражающей поверхности, тем большее количество волн попадает на конвертер, а значит сигнал будет сильнее.

Подобрать подходящий диаметр антенны можно по карте покрытия того спутника, на который нужно настроить тарелку. Карта покрытия представляет собой проекцию диаграммы направленности транслируемого со спутника на Землю сигнала.

Выбирайте диаметр тарелки с запасом, чтобы обеспечить бесперебойный прием при возможном воздействии неблагоприятных атмосферных факторов. Учитывайте также разницу между публикуемой и реальной зоной покрытия, которая проверяется практикой. При использовании мультифида также выбирайте большой диаметр антенны.

Зеркало спутниковой антенны изготавливают из алюминия, углепластика, пластмассы, стеклопластика, стали.

Пластик легок, устойчив к коррозии, но зимой легко деформируется под воздействием налипшего снега или льда.

Углепластик также отличается легкостью, повышенной прочностью, устойчивостью к воздействию ультрафиолета. Недостатки материала — высокая стоимость и деформируемость при ударах.

Стальной отражатель доступен по цене, прочен, но такая антенна будет очень тяжёлой и подверженной коррозийным процессам.

Один из лучших вариантов для изготовления спутниковых тарелок — алюминий. Он легкий, устойчивый к коррозии, однако мягкий и легко деформируется.

Делайте выбор в пользу того или иного материала, учитывая все плюсы и минусы.

На мировом рынке спутниковых технологий лидируют несколько крупнейших компаний, каждая из которых имеет собственные разработки для производства оборудования, в том числе зеркал для спутниковых антенн.

Рефлекторы Viking SATCOM изготавливают из углеродных сплавов, что обеспечивает надежность, исключительную прочность оборудования. Зеркало состоит из нескольких разборных секций, благодаря чему расширяется отражающая поверхность рефлектора. Это позволяет одновременно собирать сигнал с нескольких направлений и усиливать его.

Компания PROBECOM выпускает отражатели, состоящие из скрепленных по кругу прецизионно сформированных панелей, а также узла ступицы. Защита зеркала от коррозии производится методом горячего цинкования, делая оборудование устойчивым к влиянию негативных факторов внешней среды.

Карбоновые отражатели фирмы SEMATRON имеют высокий коэффициент усиления, покрыты антикоррозийным составом, что обеспечивает исключительную прочность, долговечность, износостойкость оборудования.

Корпорация AvL TECHNOLOGIES производит универсальные цельные углеволоконные высокопрочные рефлекторы с антикоррозийной обработкой.