Антенны с несколькими облучателями
Еще одним способом, позволяющим принимать сигналы с нескольких спутников при помощи одной антенны, является применение устройства с двумя или несколькими облучателями, установленными на фиксированном антенном рефлекторе. Такие антенны также называют многофокусными антеннами. Если облучатель параболической антенны смещен в сторону от фокальной точки, то луч отклоняется от линии прицеливания в другом направлении. Это смещение приводит к потерям усиления антенны и расширению диаграммы направленности. Одновременно подавляются боковые лепестки в направлении отклонения и возникает кома (аберрация) бокового лепестка.
Диаграммы излучения при нормальном (а) и отклоненном (б) луче
Смещение облучателя на θ градусов приводит к смещению луча диаграммы направленности на величину между 0,8 θ и 1,0 θ. Данный коэффициент иногда упоминается как коэффициент луча антенны.
Потери усиления зависят от смещения облучателя и отношения фокусного расстояния антенны к ее диаметру, f/D.
Потери усиления в сравнении с углом отклонения луча диаграммы направленности по уровню -3дБ для различных значений отношения f/D
На рисунке приведена универсальная диаграмма отклонения для антенн любых размеров. Она показывает потери усиления в сравнении с углом отклонения луча диаграммы направленности по уровню половинной мощности (-3 дБ). Графики значений приведены для трех различных отношений f/D. Потери усиления для других величин f/D могут быть вычислены путем интерполяции.
В практических целях процесс отклонения диаграммы направленности может быть увеличен до десяти значений ее ширины, пока потери усиления и интерференция комы лепестка не приведут к неприемлемым результатам. Большие значения углов, на которые отклоняется диаграмма направленности, связаны с такими искажениями, как астигматизм, чрезмерное расширение диаграммы направленности луча и добавление провалов (нулей) в диаграмму направленности антенны.
Как видно из рисунка, антенны с высоким значением отношения f/D (f/D = 1,0) менее чувствительны к смещению облучателя, чем антенны с низким значением отношения f/D (f/D = 0,25). Существуют специально разработанные антенны, использующие данный эффект. Например, антенна QA-1600 производства фирмы Swedish Microwave:
Широкая сканирующая антенна производства Swedish Microwave, в которой используется конструкция с несколькими облучателями
Высокоэффективная антенна диаметром 1,65 м представляет собой многофокусное офсетное зеркало со смещением 13°. Она способна принимать до девяти сигналов Ku-диапазона со спутников в пределах угла слежения 26°. Форма поверхности зеркала специально разработана путем комбинации геометрии сферы и параболы. Антенны такого типа используются коммерческими операторами и кабельными компаниями. Стандартные бытовые антенны также могут работать с двумя облучателями, но они менее эффективны. Для Европы типичным устройством была бы бытовая установка, предназначенная для совместного приема сигналов со спутников Astra/Hotbird, расположенных в позициях 19,2°Е и 13°Е соответственно. При этом антенное зеркало необходимо нацелить на спутник Astra (опорное направление), а второй блок LNB следует сместить в сторону для приема сигналов от спутника Hotbird. В России, до появления НТВ Плюс и Триколор ТВ, были очень популярны конструкции для приема сигналов со спутников LMI 1(ABS 1 75E), Express AM2 80E и Yamal 201 90E. Популярны были связки 75E + 80E, так и на три спутника 75 E + 80 E + 90 E. На тарелку размером 0,9 сигнал и сейчас настраивается в хорошем качестве. Достигается это за счет железки, под названием мультифид. Дабы снизить себестоимость комплекта, установщики брали металлопрокат, делали резку металла и делали мультифид самостоятельно. Эти конструкции встречаются и по сей день.
Существуют антенны, способные подобным образом принимать и сигналы С-диапазона. Однако из-за относительной близости расположения спутников С-диапазона облучатели следует устанавливать настолько близко друг к другу, что могут возникнуть проблемы механической интерференции.
Также читайте:Плоская антенна
Стеклянные антенные рефлекторы
