Antena de cilindro parabólico.

Introducción

El origen de la antena con reflector se remonta a 1888 en el laboratorio de Heinrich Hertz, que demostró experimentalmente la existencia de las ondas electromagnéticas que habían sido predichas por James Clerk Maxwell unos quince años antes. En sus experimentos, Hertz utilizó un reflector parabólico cilíndrico de zinc, excitado por
una chispa en la parte central de un dipolocolocado en la línea focal y otro similar como receptor.

Las dimensiones del reflector de Hertz eran de 1.2 m de abertura por 2 metros de
largo1.

Cuando se desea la máxima directividad de una antena, la forma del reflector generalmente es parabólica, con la fuente primaria localizada en el foco y dirigida hacia el reflector. Las antenas con reflector parabólico, o simplemente antenasparabólicas se utilizan extensamente en sistemas de comunicaciones en las bandas de UHF a partir de unos 800 MHz y en las de SHF y EHF. Entre sus características principales se encuentran la sencillez de construcción y elevada direccionalidad. La forma más habitual del reflector es la de un paraboloide de revolución, excitado por un alimentador situado en el foco como se ilustra en la figura

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Unaonda 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 de onda 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. Esposible 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).

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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 ondasque inciden en f, lo hacen con fases diferentes, 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 diferentescaminos sean iguales. Así: fph = fp1h1 = fp2h2 =…= fpnhn.

Además, deben ser orientadas de manera tal, que cada una de las superficies, presente un ángulo de incidencia i g , igual al ángulo de reflexión r g (fig.2).

Esta representación da lugar a visualizar cómo converge en f la energía de la onda plana que proviene del frente de onda. Las superficies 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 f y se reflejan en el paraboloide, llegan a unasuperficie S con recorridos de igual longitud fig.3).

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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, que el ángulo de incidencia i g , es igual al ángulo de reflexión r g .
Las propiedadesenunciadas 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 Antena con Reflector Parabólico.

Existen muchos tipos de reflectores parabólicos. Los más...