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Antena Parabólica

Refletor (radiador secundário)
Avanço
(radiador primário)
linha de alimentação
(guia de ondas)

Figura 1: Princípio da antena do refletor parabólico

Refletor (radiador secundário)
Avanço
(radiador primário)
linha de alimentação
(guia de ondas)

Figura 1: Princípio da antena do refletor parabólico

Antena Parabólica

Um refletor, prato ou espelho parabólico é um dispositivo usado para coletar ou projetar energia, como ondas eletromagnéticas. Altere as ondas planas de entrada que viajam ao longo do mesmo eixo da parábola em uma onda esférica e todas elas se encontram no foco do refletor.

A antena parabólica é a forma mais frequentemente usada na engenharia de radar dos tipos de antenas instaladas. A Figura 1 ilustra a antena parabólica. Uma antena parabólica consiste em um refletor parabólico circular e uma fonte pontual situada no ponto focal desse refletor. Essa fonte pontual é chamada de „feed primário“ ou „feed“.

O refletor circular parabólico (parabolóide) é construído em metal, geralmente uma estrutura coberta por uma malha de metal no lado interno. A largura das fendas da malha metálica deve ser menor que λ/10. Essa cobertura metálica forma o refletor atuando como um espelho para a energia do radar.

De acordo com as leis da ótica e da geometria analítica, para esse tipo de refletor todos os raios refletidos serão paralelos ao eixo do parabolóide, o que nos dá, idealmente, um único raio refletido paralelo ao eixo principal sem lóbulos laterais. O campo deixa esse chifre de alimentação com uma frente de onda esférica. À medida que cada parte da frente de onda atinge a superfície refletora, ela é deslocada 180 graus na fase e enviada para fora em ângulos que fazem com que todas as partes do campo viajem em caminhos paralelos.

Esta é uma antena de radar idealizada e produz um feixe de lápis. Se o refletor tiver uma forma elíptica, ele produzirá um feixe de ventilador. Os radares de vigilância usam duas curvaturas diferentes nos planos horizontal e vertical para obter o feixe de lápis necessário em azimute e o feixe clássico de ventilador ou feixe cosecante quadrado em elevação.

Figura 2: Padrão de radiação parabólica

Parabolic radiation pattern

Figura 2: Padrão de radiação parabólica

Este caso ideal mostrado na figura 1 não acontece na prática. O verdadeiro padrão de antena das antenas parabólicas tem uma forma cônica devido a irregularidades na produção. Esse lóbulo principal pode variar em largura angular de um ou dois graus em alguns radares a 15 a 20 graus em outros radares.

lóbulo principal
lóbulos laterais
lóbulos das costas

Figura 3: Seção transversal horizontal de um padrão de radiação real medido de uma antena parabólica em escala logarítmica, determinado em um experimento de campo

O padrão de radiação de uma antena parabólica contém um lóbulo maior, que é direcionado ao longo do eixo de propagação, e vários pequenos lóbulos menores. Vigas muito estreitas são possíveis com este tipo de refletor.

O ganho G de uma antena com refletor parabólico pode ser determinado da seguinte forma:

(1)

  • ΘAz = largura do feixe no ângulo do azimute
  • ΘEl = largura do feixe no ângulo de elevação

Essa é uma fórmula aproximada, mas fornece uma boa indicação para a maioria dos propósitos, observando que o ganho será modificado pela função de iluminação.

lóbulo principal
lóbulos laterais
lóbulos das costas

Figura 3: Seção transversal horizontal de um padrão de radiação real medido de uma antena parabólica em escala logarítmica, determinado em um experimento de campo

Figura 4: Padrão de radiação 3D de uma antena parabólica, determinado através de um programa de simulação

Figura 4: Padrão de radiação 3D de uma antena parabólica, determinado através de um programa de simulação

Nota: As diferenças entre a Figura 2 e a Figura 4 fazem sentido: na Figura 2 o intervalo é linear, portanto o tamanho dos lobos laterais não é reconhecível. A Figura 4 mostra o intervalo em uma escala logarítmica, os lobos laterais são tão facilmente reconhecíveis, mas o pico do lobo principal é achatado.

Antena parabólica „Curvatura simples“ ou „Curvatura dupla“

Figura 5: Refletor „Curvatura única“ e refletor „Curvatura dupla“ em comparação

Figura 5: Refletor „Curvatura única“ e refletor „Curvatura dupla“ em comparação

Uma „Curvatura Única“ ou Refletor 2D possui, em vez de um ponto focal, uma linha focal. Parábola é o que você vê quando olha para o final. Essa parábola é duplicada em uma linha reta. O tipo 1022 é um exemplo dado para esse tipo de refletor.

Em „Curvatura dupla“ ou Refletor 3D, a superfície é gerada por uma parábola girando em torno de seu eixo. A parábola pode ser vista de todos os ângulos de aspecto.