www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Ofset- Anten

Resim 1: Bir paraboloit kesiti olarak ofset anten

Resim 1: Bir paraboloit kesiti olarak ofset anten

Ofset- Anten

Parabolik antenlerde ışıyıcının doğrudan ana ışıma yönünde yer alması nedeniyle bu antenlerde bir gölgeleme sorunu yaşanmaktadır. Bir normal parabolik antende boynuz ışıyıcı ve bunu taşıyan elemanlar yansıtıcıdan gelen elektromanyetik dalgaları engellerler.

Sonuçta, parabolik yansıtıcının kıvrımı azalmış ve odak noktası daha uzağa kaymıştır. Bu nedenle boynuz ışıyıcı yansıtıcıdan uzaklaşır ve parabolik yansıtıcı kesitinin tam olarak aydınlatılması için daha kuvvetli bir ışın demeti elde edilebilmesine imkân sağlar. Bu, daha uzun boynuz ışıyıcılarını ve antenin imalatında daha karmaşık bir hesaplamayı gerektirir.

Odak
Yansıtıcının
çevre çizgisi
İzdüşüm
açıklık

Resim 2: Bir simetrik anten çizgesi için ofset parabolik antenin geometrisi

Odak
Yansıtıcının
çevre
çizgisi
İzdüşüm
açıklık

Resim 2: Bir simetrik anten çizgesi için ofset parabolik antenin geometrisi

Piyasada satılan, örneğin uydu yayınlarının alınmasında kullanılan ofset antenlerin dönel paraboloit yansıtıcı gövdesinin kesiti yuvarlak olmayıp ovaldir. Bir verimli ofset antenin yansıtıcısı sınır noktalarının her yerinde aynı güç yoğunluğuna sahip olmalıdır. Bu, ışıyıcının merkezden kaçıklığına bağlı olarak oval ya da hatta yumurta biçimlidir. Bunu bir el feneri deneyiyle anlayabiliriz: El fenerinin huzmesi bir yüzeye dik verildiğinde aydınlatılan alan yuvarlaktır. Eğer bu huzme bu yüzeye eğik yollanırsa aydınlatılan alan bir elipse yaklaşır. Bu nedenle, örneğin piyasada uydu sistemleri için satılan ofset antenlerin eninin 1,25 m olmasına karşılık, yüksekliği 1,35 m dir. Bu yüzeyin izdüşümü nedeniyle etkili anten yüzeyi (aperture) o zaman yuvarlakmış gibi görünür. Gerçek yansıtıcı yüzeylerinde ölçülen bu açıklık ise daha küçük çıkmaktadır. Bu, bir şekilde gerçek anten yüzeylerinde ölçülen anten kazancının bir miktar kötüleşmesine de sebep olur. (Resim.2 ye bakınız)

Resim 3: Yansıtıcısı „Portakal-kabuklu paraboloit“ olarak adlandırılan ofset anten

Resim 3: Yansıtıcısı „Portakal-kabuklu paraboloit“ olarak adlandırılan ofset anten

Özellikle 2-boyutlu radarlarda, genellikle bu yuvarlak açıklık istenmez. Yan açıda mümkün olan en küçük açıklık açısı, yükseklik açısında ise 15 ila 30 derece arasında değişen bir değer aranır. Bu nedenle, radarlar için parabolik bir anten artık bir paraboloidin bir basit dikdörtgenimsi kesiti olmaktan çıkar (fan pervanesi tipi antende gösterildiği gibi), daha ziyade bir yuvarlak şekle döner. Bu tasarımın amacı, yansıtıcıyı mümkün olduğu kadar verimli kullanmak, aynı zamanda da yüzey alanını mümkün olduğu kadar küçük tutmaktır. Ancak, yansıtıcının dikey uzunluğu farklı olduğundan bir birincil ışıyıcının (genellikle simetrik çizge ile) ışıma yoğunluğu da hayli farklı dağılır. Yansıtıcı bu ışıyıcıdan uzaklaştıkça, ışıyıcı yüzeyi üzerindeki ışıma yoğunluğu da azalır. Bu nedenle kenarlardaki bireysel yüzey parçalarının anten çizgesinin oluşumundaki etkisi daha azdır. Bir belirli gerekli en küçük verimliliğin üzerinde bu kısmi yüzeyler basitçe ihmal edilebilir. Böylece bir portakal kabuğunun dilimini andıran bir yansıtıcı biçimi ortaya çıkar. Bu nedenle İngilizce teknik yayınlarda, doğrudan „turuncu-dilim paraboloit“ (orange-peel paraboloid) veya „turuncu-dilim anten“ (orange-peel antenna) olarakta adlandırılır.

Parabolik antenli radarların çoğu ofset anten prensibini kullanırlar. Bir saf alıcı anten yanında (örneğin uydu alıcı antenler gibi) bu tasarımın, radar aygıtlarında güçlü gönderim gücünün yansıtıcı tarafından tekrar doğrudan ışıyıcıya yansımaması ve ışıyıcı tarafından alınmaması gibi bir üstünlüğü de vardır. Bir simetrik parabol antenin bu yapısal özelliği nedeniyle anten hatlarında Duran Dalga Oranı (Standing Wave Ratio) kötüleşir ve gönderici çıkış katları yüklenir.

Not: Resim. 1 de en alttaki yatay çizgi sanki yeniden boynuz ışıyıcıya isabet ediyor ve böylece Duran Dalga Oranının daha da kötüleşmesine katkıda bulunuyormuş gibi görünüyor. Ancak radar aygıtlarında durum böyle değildir, çünkü yansıtıcı bir kosekant-kare çizgeye göre tasarlanmıştır ve bu nedenle bir „alt dudağa“ sahiptir. Dolayısıyla en alttaki çizgi uygulamada diğer çizgilere artık paralel değildir ve yukarıya doğru sapar.