Antenas

Laboratorio de Telecomunicaciones I.I.E. U.N.T. arias@tucbbs.com.ar Ing. Néstor E. Arias

1

ANTENAS CON REFLECTORES PARABÓLICOS
Resumen
El objetivo de este artículo es hacer llegar a alumnos y personas interesadas, los aspectos básicos y generales que son necesarios para comprender las razones del uso de: Antenas con Reflectores Parabólicos. Se dan definiciones y cálculos, que permitencomprender, diseñar y construir antenas con estas características. Además, se presenta una nueva modalidad de cálculo para los Reflectores Parabólicos Truncados.

Introducción
Una onda que se propaga en el espacio tiene un frente de onda esférico. Si la distancia en longitudes de onda, entre el punto de observación y el punto de emisión es muy grande, el frente puede considerarse como un frente deonda plano. Esto significa que, si se toma una superficie normal a la dirección de propagación (frente de onda), las ondas que arriban a esa superficie lo hacen con igual fase. Es posible construir un conjunto de superficies ordenadas de tal forma, que una onda plana al incidir en ellas, se refleja pasando por un punto f (fig.1).
Superficies regulables

P

h
h1
Frente de onda plano

p1Superficies regulables

h1

p2

γi
γr

h2
Frente de onda plano

h2
f

f
foco

hn

pn

hn

fig.1 fig.2 Si en el punto f se coloca una fuente receptora, es de esperar que se reciba en ella toda la energía del frente de onda. Como se puede apreciar en la figura 1, los n caminos, tienen longitudes distintas, ello provoca que las ondas que inciden en f, lo hacen con fasesdiferentes, y la suma de los campos que arriban a dicho punto, puede llegar a ser destructiva. ¡Situación no deseable!. Para que los campos que arriban al punto f se sumen con la misma fase, hay que procurar que los caminos tengan iguales longitudes. Es posible modificar la ubicación y el ángulo de cada superficie reflectora de tal forma, que los diferentes caminos sean iguales. Así: fph = fp1h1 = fp2h2=…= fpnhn.

Laboratorio de Telecomunicaciones I.I.E. U.N.T. arias@tucbbs.com.ar Ing. Néstor E. Arias

2

Además, deben ser orientadas de manera tal, que cada una de las superficies, presente un ángulo de incidencia γ i , igual al ángulo de reflexión γ r (fig.2). Esta representación da lugar a visualizar cómo converge en f la energía de la onda plana que proviene del frente de onda. Lassuperficies aisladas regulables permiten transportar, por reflexión, la energía del frente de onda al punto f. Punto en donde se sumarían las ondas con igual fase. La parábola como figura geométrica en un plano, o el paraboloide como figura espacial “tienen naturalmente” las propiedades enunciadas para las n superficies aisladas. Una propiedad del paraboloide es que: los caminos que parten del foco fy se reflejan en el paraboloide, llegan a una superficie S con recorridos de igual longitud fig.3).
1

P γi

2

γr
ffoco

S

n

fig.3

Por lo dicho, una onda reflejada según el camino 1, tarda el mismo tiempo o lo hace con igual fase, que las ondas que recorren los caminos 2,…,n. Otra propiedad de la parábola es que, la tangente en un punto P (fig.3) tiene una orientación tal, queel ángulo de incidencia γ i , es igual al ángulo de reflexión γ r . Las propiedades enunciadas son útiles para el diseño y construcción de Antenas con Reflectores Parabólicos.

Como lo sugiere el título, los reflectores en sí mismos no son antenas. El sistema requiere de una antena primaria que se complementa con el reflector. El conjunto, antena primaria mas reflector, se define como Antenacon Reflector Parabólico. Existen muchos tipos de reflectores parabólicos. Los más usados son: Cilindros parabólicos, paraboloides de revolución truncados y paraboloides de revolución (fig.4). La construcción de estos dispositivos tiene por objeto lograr altas ganancias1 (posiblemente sean los arreglos de antenas con mayor ganancia práctica). Son muy usadas en radar y vínculos de microondas...