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

Toroidal anten

Odak noktası
Odak hattı

Resim 1: Dönel parabolik yüzeylerin tel kafesli modelleri; soldaki bir parabolik anten, sağdaki ise bir toroidal anten için

Odak noktası
Odak hattı

Resim 1: Dönel parabolik yüzeylerin tel kafesli modelleri; soldaki bir parabolik anten, sağdaki ise bir toroidal anten için

Toroidal anten

Bir toroidal anten, parabolik antende olduğu gibi, bir parabolün döndürülmesiyle ortaya çıkan bir yüzey geometrisine dayanır. Bu antenin yansıtıcıları bu dönel yüzeyden alınan kesitlerdir. Bir normal parabolik anten, parabolün simetri ekseni etrafında döndürülmesi ile elde edilir (Resim.1 de sol taraf). Dönen bir parabol, bir dönel paraboloit meydana getirir. Parabolik antenlerde, eğer birincil anten odak noktasında bulunuyorsa, bu simetri ekseni aynı zamanda ana ışıma yönüyle de çakışır.

Bir toroidal antende dönme ekseni, parabolün odak noktasından daha uzağında yer alan bir noktada parabolün simetri eksenine dik olarak yer alır (Resim.1 de sağ taraf). Toroidal antende bir odak noktası yoktur, daha ziyade yansıtıcının önünde bir yarım daire üzerinde odak hatları kümesi oluşur.

Bir parabolik antene göre, toroidal antende, birincil antenin (örneğin bir boynuz ışıyıcının) odak noktasında değil, daha ziyade bir odak hattı üzerinde bulunması nedeniyle sapma kayıpları (aberration losses) daha fazladır. İşaretin alınması sırasında yansıtıcı tarafından demetlenen enerji birincil antene bir miktar kayıpla ulaşır. Buna ilaveten, birincil, yansıtıcının sadece ancak sınırlı bir kısmını aydınlatabilir, etkin anten yüzeyi bir parabolik anteninkine göre her zaman bir hayli daha azdır.

Bu sapma kayıplarını azaltmak için Cassegrain antende olduğu gibi, bir ikinci yansıtıcı yerleştirilir. Bu ilave yansıtıcı sayesinde, birincil yansıtıcının karşılık gelen aydınlatma bölgelerinin sınırlarındaki faz farkları telafi edilebilir.

Resim 2: Alaska, Clear Hava Üssünde bulunan AN/FPS-50 radarının DR3 toroidal anteni, © 2000-2016 GlobalSecurity.org

Resim 2: Alaska, Clear Hava Üssünde bulunan AN/FPS-50 radarının DR3 toroidal anteni, © 2000-2016 GlobalSecurity.org

Toroidal antenler, yalnızca bir büyük yansıtıcı ile antenin birkaç ana ışıma yönünde aynı anda işaret yollaması için de kullanılır. Örneğin bu teknik, anten yansıtıcıları çok çok düşük tınlaşım frekanslarının özelliği nedeniyle mekanik dönüşü çok büyük olan Ufuk Ötesi Radarında kullanılır. AN/FPS-50 radarının toroidal anteninin yansıtıcısı neredeyse bir futbol sahası büyüklüğünde idi. Bu antenin beslemesi org-borusu tipi tarayıcı (organ-pipe-scanner) olarak adlandırılan, değişik konumlarda yerleştirilmiş olan ışıyıcıları gönderim-/alım hattına anahtarlayan bir aygıtla yapılmaktadır. Bu şekilde anten çizgesi seçilen besleme noktasından sabit yansıtıcıya aktarılır.

Toroidal antenler bu özelliği nedeniyle uzayda farklı noktalarda bulunan, yere göre sabit yörüngedeki (geosynchronous orbit) uydulardan işaretleri sadece tek bir antenle eşzamanlı almak için de kullanılır. Bu, her bir anten konumu için kendi alıcısına sahip bir LNB kullanılmasını gerektirir. Bu tür bir yapı yalnızca bir büyük yansıtıcıda bir konsol üzerine birden fazla LNB monte ederek farklı uyduları almak içinde kullanılmaktadır. Bu üstünlük haber ajanslarının da çok işine yaramaktadır, çünkü çok büyük tek bir antenle 35 e yakın farklı uyduyu aynı anda almak mümkün olabilmektedir.[2][3]

Diğer anlamlar: Toroidal anten, özellikle uydularda kullanılan, bir özel şişirilebilir (inflatable) bir yansıtıcı anten biçimine de verilen bir addır. Cankurtaran yeleği biçimli bir yansıtıcı taşıyıcısı şişirilir ve buna bağlı katlanmış durumdaki yansıtıcı gerilerek açılır. Bu yansıtıcı da şişirilebilir, ancak yalnızca yeryüzüne bakan alt kısmı yansıtıcı özelliğe sahip bir metalize tabaka ile kaplanmıştır, böylece ortaya bir parabolik anten çıkar.[4]

Kaynakça:

  1. Yahya Rahmat-Samii, Reflector Antenna Developments: A Perspective on the Past, Present and Future, 2015, IEEE Antennas and Propagation Magazine, Band 57, Ausgabe 2, ISSN 1045-9243, S. 85-95
  2. Desmond Ball, Duncan Campbell, Bill Robinson and Richard Tanter, “Expanded Communications Satellite Surveillance and Intelligence Activities utilising Multi-beam Antenna Systems,” NAPSNet Special Report, 28 May 2015. (çevrimiçi)
  3. Model 700-70TCK Torus Multiple Band Antenna (Veri Sayfası)
  4. Şişme Anten Patent Belgesi: Google Patente