نﻮﯿﺳاﺰﯾرﻼﭘ ،ﯽﯾﻮﯾدار جﻮﻣ رﺎﺸﺘﻧا 4 ﻞﺼﻓ ... ·...

مخابرات ماھواره ای-دانشگاه گیالن 1

ن انتشار موج رادیویی، پالریزاسیو 4فصل

و آنتن ها

1

انتشار موج رادیویی 4-1پالریزاسیون 4-2آنتن ها 4-3

نام مبحث آموزشی

انتشار موج رادیویی 4-1


انتشار امواج رادیویی

تگاهایس بین ارسالی سیگنال شکل طبق ماهواره، و زمینی

زمین اتمسفر از باید ،4-1 ورعب است، یونسفر شامل که

.کند

ایجاد را اختالالتیعبور این 1-4 جدول در که کندمی

.اند شده خالصه

الیه هاي جوي زمین: 1-4شکل

مالحظات : 1-4 جدول هاي سیستم براي انتشاريماهواره مخابرات

انتشار امواج رادیویی


تلفات اتمسفري موج در اتمسفر گازهاي توسط مغناطیسی الکترو انرژي جذب از ناشی تلفات

.است زمین اتمسفر از عبوري الکترومغناطیسی

تلفات و اتمسفري )تضعیف( تلف را هوا و آب از ناشی تلفات ها، تلف بین تمایز براي .نامیم می اتمسفري جذب را اتمسفري گازهاي از ناشی

90 ، اتمسفري جذب میزان 2-4 شکلAA][ ،اساس بر( فرکانس به وابسته دسیبل قله دو که دهد می نشان )90° ارتفاع زاویه( عمودي تابش براي را )آماري هاي داده

GHz فرکانس و ))H2O( آب بخار ارتعاشی جذب از ناشی( GHz 23/3 فرکانس در .دارد )اکسیژن ارتعاشی جذب از ناشی( 60

زمینی ایستگاه ارتفاع زوایاي براي جذب تلفات El درجه 10 از بیشتر:

)4-1( Elcosec90AA][=AA][

سوسوزنی )scintillation( جوي )شکست ضریب زمانی تغییرات از ناشی )محو نوعی .)لینک توان بودجه محاسبات در حاشیه لحاظ( است )ثانیه دهم چند نوعی مدت با(

آثار یونسفرکه است زمین اتمسفر باالیی الیه یونسفر

زهیونی خورشیدي تشعشعات توسط عمدتا .است شده

واختیکن صورت به یونسفر آزاد هاي الکترون یلتشک باعث نتیجه در که اند نشده پخش

.شوند می مختلف هاي الیه

یونسفري اختالل( ها الکترون از ابرهایی حرکت یونسفر درون است ممکن )رونده.شوند سیگنال نوسان باعث و کرده

الیه هاي جوي زمین: 1-4شکل


آثار یونسفر

انتشار تاخیر ،سیگنال دریافت جهت تغییرات ،جذب ،زدن سوسو شامل یونسفر آثار، جذورم وارون با متناسب همگی( است قطبش چرخش و فرکانس تغییر ،پاشندگی.)فرکانس

دارند زیاد اهمیت سوسوزنی و قطبش چرخش فقط اي ماهواره مخابرات در.

است یرادیوی امواج ورود زاویه یا قطبش فاز، دامنه، در تغییرات یونسفري سوسوزنی .باشد می یونسفر زمان با متغیر نامنظمی از ناشی که

است سیگنال محو سوسوزنی، مهم اثر.

تلف باران حسب بر -بارش سرعت از تابعی باران تلف mm/h - )آب شدن جمع سرعت

.است )نظر مورد ناحیه در باران پیمانه در باران

یک از بارش سرعت که )سال معموال( اي زمانی درصد حسب بر نیز بارش سرعت نماد با 001/0 بارش سرعت( .شود می گیري اندازه شود، می بیشتر مشخصی مقدار

001.0R بیشتر دقیقه 3/5 یا سال %001/0 در بارش سرعت که است معنی این به ).بود خواهد

با زمانی درصد کلی حالت در p 001.0 با بارش سرعت وR شوند می داده نشان.

ویژه تضعیف α با است برابر )a و b رادیویی موج قطبش و فرکانس تابع(

)4-2( dB/km � = ��

با است برابر کل تلف )L بارندگی درون از سیگنال عبور موثر مسیر طول(:


)4-3( A = �� dB

2-4 جدول .دارند تلف در ناچیز تاثیر کم آب داشتن دلیل به برف و یخ تگرگ، :نکته .دهد می نشان را فرکانس چند در ویژه تلف هاي ثابت

تلف باران

: 2-4جدول ثابت هاي تلف ویژه

به جاي 3-4به دلیل یکنواخت نبودن چگالی بارش در طول مسیر واقعی، باید طبق شکل. استفاده کردطول مسیر موثر طول مسیر واقعی از

منحنی هاي 4-4شکلRh و آب و هواي گرمسیري ) 2(، آب و هواي دریایی) 1(را براي.نشان می دهدآب هواي قاره اي ) 3(

تلف باران

عرض حسب بر بارندگی ارتفاي :4-4 شکل و آب شرایط در زمینی ایستگاه جغرافیایی

مختلف هوایی

هندسی مسیر طول .بارش مسیر طول :3-4 شکل

بارندگی ارتفاع و θ آنتن ارتفاع زاویه به ، SL ، اریب

Rh دارد بستگی زدگی یخ ارتفاع یعنی.


10°براي زاویه هاي>EL و تقریب زمین مسطح، داریم:

)4-4 (�� =��

��

طول مسیر موثر بر حسب طول اریب به صورت زیر است

)4-5 (dB/km � = ��

.است) SLتصویر افقی - GLو pتابعی از درصد زمانی (ضریب کاهش prکه

تصویر افقی برابر است با 3-4از شکل

)4-6( �� = �� cos ��

تلف باران

در نتیجه تلف بارندگی بر حسب دسیبل با احتسات تمامی ضرایب:

)4-7(dB �� = ��

تلف باران

prکاهش ضرایب :3-4 جدول



پالریزاسیون 4-2

مقدمهموج هاي ویژگی داراي یافته تشعشع موج فرستنده، آنتن یک از دور فاصله در

.بود خواهد )TEM( عرضی الکترومغناطیسی

مقدار از آنتن از آن فاصله که است اي ناحیه آنتن دور ناحیه λ/2D2 که باشد بیشتر

D و آنتن خطی بعد بزرگترین λ است موج طول.

مغناطیسی میدان هم ،5-4 شکل طبق H الکتریکی میدان هم و E موج یک TEM بر

.هستند عمود شده، داده نشان k بردار با که انتشار جهت

دستگاه E-H-k بدین است راستگرد در ار راست دست انگشتان اگر که معنی به را آنها و دهیم قرار E بردار امتداد شست انگشت بچرخانیم، H بردار سمت

.گیرد قرار k انتشار بردار امتداد در باید

TEM موج برداري نمودار :5-4 شکل


مقدمهموج )رادیویی هاي سیستم در رایج( فرستنده آنتن از دور بسیار فواصل در TEM می را

متغیر دو هر( H و E بردارهاي یعنی گرفت، نظر در اي صفحه موج یک صورت به توان .است عمود k بردار بر که گیرند می قرار اي صفحه روي )زمان با

0 صورت به بردارها این دامنهHZE= که دارند رابطه Ω π120=0Z ذاتی امپدانس .شود می نامیده آزاد فضاي

را موج )ونپالریزاسی( قطبش الکتریکی، میدان بردار نوك توسط شده طی هندسی مکان .کند می تعیین

دانمی دامنه با آن دامنه و کرده تغییر الکتریکی میدان با فاز هم مغناطیسی میدان .گیریم یم نظر در را الکتریکی میدان فقط ادامه در بنابراین است، متناسب الکتریکی

بردار نوك اگر E شود می نامیده خطی موج قطبش کند، حرکت راست خط یک روي.

یافق و عمودي صورت دو به خطی قبطش و زمینی ابتدا در رادیویی هاي انتقال اغلب

.بود

مقدمهبه فقیا قطبش و زمین سطح بر الکتریکی میدان بودن عمود معنی به عمودي قطبش

.است زمین سطح با الکتریکی میدان بودن موازي معنی

یک توسط که خطی قطبش با موج یک الکتریکی میدان اگر ،اي ماهواره مخابرات در حتی دارد نام عمودي باشد زمین قطبی محور موازي شده، ارسال ساکن زمین ماهواره

.باشد موازي زمین سطح با استوا روي آن الکتریکی میدان اگر

شود یم بیان زیر صورت به عمودي قطبش با الکتریکی میدان یک الف 2-5 شکل در:

)4-8( �� = �� sin ��

.است الکتریکی میدان دامنه yE و )yمحور (عمودي جهت در است برداري �� که

کرد توصیف چنین این توان می را افقی قطبش با موج یک مشابه، طور به:

)4-9( �� = �� sin ��

کنند می حرکت مستقیم خطوط روي ب 6-4 شکل طبق میدان دو این بردار نوك.


مقدمه

خطی قطبش عمودي و افقی هاي مولفه :6-4 شکل

بردار حاصل و شده جمع برداري صورت به دو این میدان، دو هر حضور در E

�� اندازه با )ج2-5 شکل(� + ��

:با برابرست افق راستاي با زاویه است، �

)4-10( � = ��

��

مقدمهمیدان E می رتغیی زمان با سینوسی صورت به خود دهنده تشکیل مولفه دو مانند

.است عمودي نه و افقی صورت به نه که بوده خطی داراي میدان این قطبش .کند

با متناسب حاصل موج توان �� + ��

موج، توان یعنی است، )ولتاژ مربع( � .هستند متعامد yE و xE .است افقی و عمودي هاي مولفه از هریک توان مجموع

مساوي اندازه داراي میدان دو که حالتی براي E باشند، درجه 90 فاز اختالف ولی : بود خواهد صورت این به مولفه دو این کننده توصیف معادله

)4-11( , �� = �� sin �� = �� cos ��

داشت خواهیم )10-4( رابطه اعمال با � = الف 7-4 شکل مطابق بنابراین .�� موج هک معنی بدین کرد خواهد حرکت دایره روي حاصله الکتریکی میدان بردار نوك

.است دایروي قطبش داراي حاصله

حاصل الکتریکی میدان بردار اندازه E شد نخواهد صفر گاه هیچ کهاست.


مقدمه

اگرt=0ω مولفه y مولفه و صفر x y مولفهt=ω 90° اگر و ، E برابر.است صفر برابر x مولفه و E برابر

در خطی قطبش درt=0ω دو هر هرt=ω 90° در و صفر y و x مولفه

E حداکثر مقدار داراي مولفه دو .هستند

قطبش با موج الکتریکی میدان اگر است، E ثابت اندازه داراي دایروي

مولفه دو توان آن، توان محاسبه براي رمقدا کنیم جمع را آن دهنده تشکیل .بود خواهد 2E2برابر حاصل

دایروي قطبش :7-4 شکل

مقدمه

الکترونیک و برق مهندسین موسسه )IEEE( راستگرد دایروي قطبش )RHC( به را

در( شدن دور حال در موج به ب 7-4 شکل مطابق اگر که کند می تعریف صورت این

.چرخدب ساعتگرد الکتریکی میدان بردار کنیم؛ نگاه -پشت از یعنی- ) z+ راستاي

چپگرد دایروي قطبش داراي موج وقتی )LHC( به اگر ج 7-4 شکل مطابق که است

هاي شقطب .بچرخد ساعتگرد پاد الکتریکی میدان کنیم؛ نگاه شدن دور حال در موج

RHC و LHC ويدایر قطبش از کالسیک نور تعریف عکس درست( هستند متعامد(.

صورت به را 5-4 شکل دستگاه اگر E(+y)-H(-x)-k(+z) در و بگیریم نظر در

.است RHC قطبش بنابراین و بوده ساعتگرد چرخش کنیم، نگاه موج به انتشار جهت

چپگرد دایروي قطبش براي:

)4-12( , �� = �� sin �� = −�� cos ��


مقدمهباشند یم زیر صورت به خطی مولفه دو بیضوي قطبش با موج یک تر کلی حالت براي:

)4-13( , �� = �� sin �� = �� sin �� + �

است یضیب فرعی قطر به اصلی قطر اندازه نسبت بیضوي قطبیده موج یک محوري نسبت.

ولی برابر محوري نسبت با موج دو الکتریکی میدان بردار چرخش جهت

دمتعام بیضوي قطبش داراي مخالف.هستند

هاي قطبش از اي ماهواره هاي لینک کنند می استفاده خطی و دایروي

لتبدی باعث انتقال اختالالت ولی.شود می بیضوي قطبش به آنها

30δ=,3=xE/yE° با بیضوي قطبش :7-4 شکل

قطبش آنتندو یک بنابراین .است آنتن توسط ارسالی موج قطبش همان فرستنده آنتن قطبش

.کرد خواهد ایجاد را افقی خطی قطبش با موج یک افقی قطبی

ولی یکسان تغذیه هاي جریان با برهم عمود صورت به گرفته قرار دوقطبی دو

.کرد خواهند تولید دایروي قطبش ،90° فاز اختالف

هم اب قائمه زاویه ها قطبی دو که است کافی فقط دایروي، قطبش تقارن دلیل به .)روند می کار به راحتی براي فقط عمودي و افقی کلمات( بسازند

دریافتی وجم قطبش با باید گیرنده آنتن قطبش ممکن، توان بیشترین انتقال براي .باشد منطبق

شقطب با موج یک از را سیگنال بیشترین عمودي، حالت در 8-4 شکل ساده دوقطبی .کند می دریافت عمودي

الکتریکی میدان با قطبی دو الف 8-4 شکل در E القایی ولتاژ بنابراین .است موازي V .داشت خواهد را �� یعنی خود مقدار حداکثر


قطبش آنتن

رندهگی دوقطبی به نسبت خطی قطبش :8-4 شکل

اییالق ولتاژ و هستند عمود هم بر الکتریکی میدان و قطبی دو ب 8-4 شکل در .است صفر برابر

قطبش صفحه در قطبی دو ج 8-4 شکل در E )با و گرفته قرار )موج جبهه :با است برابر القایی ولتاژ حالت این در .است ساخته α زاویه الکتریکی میدان

قطبش آنتن)4-13( αcosmaxV=V

تمایل زاویه داراي موج جبهه به نسبت دوقطبی اگر θ به دریافتی سیگنال باشد .یافت خواهد بیشتري تضعیف آنتن، تشعشعی الگوي دلیل

ودش می طراحی خاص قطبش یک ارسال براي که آنتنی پاسخی، هم قضیه طبق .کند می دریافت )متعامد( همسان قطبش با موجی از را توان )هیچ( بیشترین

مطلوب سیگنال که دهند می نشان را خاصی حالت ب 8-4 و الف 8-4 هاي شکل .باشد می افقی قطبش داراي متعامد سیگنال و است عمودي قطبش داراي

یابد یم کاهش مختلف هاي قطبش بین تمایز انتشاري اختالالت از برخی دلیل به.

است رويدای قطبش حالت در متقاطع دوقطبی دو توسط دریافتی کل توان بیشینه.

است آن دامنه مجذور با متناسب سینوسی موج یک از دریافتی توان متوسط.


قطبش آنتن2با متناسب مولفه هر از دریافتی توان دایروي قطبش با موجی برايE برابر دو کل توان و

.است مولفه هر توان

این یول کند، می دریافت را سیگنال دایروي قطبش با موج از همواره تنها، دوقطبی یک

.است تلفات dB 3 داراي دریافت

موج خطی هاي مولفه از یکی به فقط تنها دوقطبی یک که است این اتالف این دلیل متقاطع هاي دوقطبی توسط دریافتی توان نصف دریافتی توان نتیجه در دهد، می پاسخ

.بود خواهد

میدان بودن موازي صورت در را خطی قطبش با موج موازي هاي سیم از اي شبکه دو آنتن .)9-4 شکل( دهد می عبور را متعامد موج و بازتابانده ها سیم موج الکتریکی.است شبکه این از اي گونه )10-4 شکل( قطبشی

ها سیم بر عمود الکتریکی میدان با موج شبکه این، HE، موازي موج و داده عبور را ،

VE، باال قطبش ایزوالسیون با متعامد خطی قطبیده موج دو ارسال( کند می منکس را(.

قطبش آنتن

یقطبش دو هاي آنتن در سیمی شبکه دهنده قطبش :10-4 شکل

یسیم شبکه دهنده قطبش :9-4 شکل


قطبش سیگنال هاي ماهواره ايفرستد می خطی قطبش با موجی ساکن، زمین ماهواره یک که کنید فرض.

فحهص با الکتریکی میدان بردار بودن موازي معناي به افقی قطبش معمول تعریف زمین یقطب محور با الکتریکی میدان بودن موازي معنی به عمودي قطبش و استوایی

.است

اب موازي الکتریکی هاي میدان داراي قطبش دو هر ) استوا روي( ماهواره زیر نقطه در

.)زمینی هاي سیستم در افقی مفهوم با متفاوت( هستند محلی افق صفحه

در کهی بردار( قطبش بردار دارند، قرار ماهواره پرتو داخل که زمین سطح دیگر نقاط در املش صفحه یعنی مرجع صفحه به نسبت مشخصی زاویه )الکتریکی میدان جهت.)8-5 شکل( دارد )زمین مرکز سمت به خط( محلی گرانش جهت و انتشار جهت

با انتشار جهت اگر k با زمینی ایستگاه در محلی گرانش جهت و r شود، داده نشان :با است برابر مرجع صفحه بر عمود جهت

)4-14( f=k⨯r

زمینی، ایستگاه در یکه قطبش بردار بین زاویه p ، و f داخلی ضرب کمک به:

)4-15( � = arccos�.�

�

بین زاویه p مرجع صفحه و ξ = 90° − که است �

)4-16( ξ = arcsin�.�

�

قطبش سیگنال هاي ماهواره اي

محلی گرانش جهت و انتشار جهت براي مرجع صفحه :11-4 شکل


قطبش سیگنال هاي ماهواره اياست عمود همواره انتشار راستاي بر قطبش بردار :نکته.

یکه بردار که این فرض با e عمودي، قطبش براي باشد، ماهواره در قطبش e به بر عمود و استوا صفحه در e افقی، قطبش براي و زمین جنوب-شمال محور موازات.است )ماهواره تا زمین از( GSOa ساکن زمین شعاع

بردار دو بر عمود یکه بردار k و e )12-4 شکل(:

)4-17( g=k⨯e

با است برابر صفحه این در قطبش راستاي:

)4-18( h=g⨯k

آید می دست به زیر صورت به زمینی ایستگاه در یکه قطبش بردار:

)4-19( p=h/|h|

قطبش سیگنال هاي ماهواره ايمحور راستاي( مرجع عنوان به ماهواره جغرافیایی طول فرض با x(+،موقعیت

:با است برابر 13-4 شکل طبق +x محور راستاي در ماهواره

)4-20( GSOa=sx

از عبارتند زمینی ایستگاه وضعیت بردار مختصات:

)4-21( λsinR=zR,BsinλcosR=yR,BcosλcosR=xR

.SSϕ-Eϕ=B که طوري به

محلی گرانش جهت که این به توجه با r=-R ،انتشار راستاي مختصات استk :از عبارتند

)4-22( zR=zk,yR=yk,GSOa– xR=xk


قطبش سیگنال هاي ماهواره اي

h=g⨯k و g=k⨯e بردارهاي :12-4 شکل

زمینی ایستگاه و ماهواره هاي موقعیت با رابطه در Rو k بردارهاي :13-4 شکل

تمایز قطبش متقاطعدهد می تغییر را ارسالی موج قطبش باران، و یخی بلور هاي الیه مانند عواملی.

زدایی قطبش نتیجه در )depolarization(، در که شده تولید هم متعامدي مولفه .شود تداخل به منجر تواند می فرکانس از دوباره استفاده مانند کاربردها برخی

متعامد قطبش تمایز کمیت دو )cross polarization discrimination( ،XPD ،قطبش جداسازي و )polarization isolation( آثار گیري اندازه براي

.)14-4 شکل( رود می کار به قطبش تداخل

ارسالی، موج یک براي XPD با است برابر دسیبل برحسب الف 14-4 شکل طبق:

)4-23( XPD = 20 log ��

��

.است متقاطع قطبش مولفه اندازه 12E و قطبی هم مولفه اندازه 11E که

ب 14-4 شکل طبق قطبش جداسازي متعامد، قطبش با ارسالی موج دو براي :با است برابر دسیبل برحسب


تمایز قطبش متقاطع

قطبش جداسازي و XPD معرف بردارهاي :13-4 شکل

)4-24( I = 20 log ��

��

2( برابر هاي اندازه با سیگنال ارسال صورت درE=1E( قطبش با اي گیرنده و .هستند برابر I و XPD مقادیر ناچیز، زدایی

قطبش زدایی یونسفريتحرک به است ممکن )رونده یونسفري اختالل( ها الکترون از ابرهایی یونسفر درون

.شوند سیگنال در هایی نوسان ایجاد باعث و درآمده

است فارادي چرخش یا سیگنال قطبش چرخش یونسفر آثار از یکی.

هاي رونالکت حرکت باعث کند، می عبور یونسفر درون از خطی قطبش با موج یک وقتی به ،زمین مغناطیسی میدان حضور نتیجه در که شود می شده یونیزه هاي الیه در آزاد.شود می وارد نیرو آنها

یرتاث دلیل به و نیست موج الکتریکی میدان موازي دیگر ها الکترون حرکت جهت

.شود می جابحا موج قطبش موج، بر ها الکترون

انمید شدت یونسفر، درون مسیر طول به )فارادي چرخش( قطبش اي زاویه جابجایی .دارد یبستگ الیه این در ها الکترون چگالی و شده یونیزه ناحیه در زمین مغناطیسی

باالي هاي فرکانس در و است متناسب فرکانس مجذور عکس با فارادي چرخش GHz .شود نمی محسوب جدي مشکل 10


قطبش زدایی یونسفريدانمی گیرنده آنتن در خطی قطبش با موجی کنید فرض ، فارادي چرخش غیاب در

E 2 با متناسب دریافتی توان بنابراین .کند ایجاد راE بود خواهد.

چرخش فارادي به میزانFθ هم قطبش به ) مطلوب(درجه منجر به کاهش مولفه2پس توان دریافتی متناسب با . می شود E=coEFθcosمقدار

coE است .

اتالف قطبش )PL ( بر حسب دسی بل برابر است با:

)4-25 (�� = 20 log��

�= 20 log (cos ��)

متقاطع قطبی مولفه یک FθsinE=xE بنابراین و شده تولید نیز XPD است برابر :با

)4-26( �� = 20 log��

��= 20 log (cot ��)

قطبش زدایی یونسفريدر فارادي چرخش بیشترین پژوهشی، در GHz 4 در و 9° برابر GHz 6 4° برابر

.است شده گزارش

استفاده دایروي قطبش از توان می فارادي چرخش زدایی قطبش اثر حذف براي .کرد

فهمول بر و شده اضافه کل چرخش به فارادي چرخش ، دایروي قطبش از استفاده با .گذارد نمی تاثیر الکتریکی میدان متقاطع قطبش و قطبش هم هاي

در فارادي چرخش اثر حذف براي توان می خطی، قطبش کارگیري به صورت در .کرد نصب قطبش ردگیري تجهیزات گیرنده آنتن


قطبش زدایی بارانداشتن نگه هم دور براي )سطحی کشش ( الزم انرژي باران قطرات کروي شکل

.)الف 14-4 شکل( کند می حداقل را آب هاي مولکول

مقاومت دلیل به باران تر درشت قطرات ولی است کروي تقریبا باران ریز قطرات شکل .)ب14-4 شکل( شود می مدل آن زیر در صافی قدري با شده پهن کره صورت به هوا

تقارن محور ب 14-4 شکل مطابق کند، می ریزش عمودي صورت به که بارانی براي نیروهاي واقعیت در ولی بود، خواهد محل عمود خط موازي باران هاي قطره

.شد خواهند قطرات کجی یا انحراف باعث آیرودینامیکی

ج 14-4 شکل( بود خواهد تصادفی قطرات، انحراف زاویه این حدودي تا بنابراین(.

باران قطرات :14-4 شکل

قطبش زدایی بارانطبشق دیگري و عمودي قطبش یکی مولفه دو به توان می را خطی قطبش با موج یک

.کرد تجزیه افقی

زاویه )15-4 شکل( موجی الکتریکی میدان بردار τ سازد می باران قطره اصلی محور با.

با راینبناب گیرد، می قرار باران قطره فرعی محور موازي الکتریکی میدان عمودي مولفه

.شود می مواجه افقی مولفه به نسبت کمتري آب میزان

قطبش بردار :15-4 شکل و اصلی محورهاي به نسبت

باران قطره فرعی


قطبش زدایی باراننند،ک می تجربه میدان مولفه دو که فازي جابجایی و تضعیف میزان که این نتیجه

.داشت خواهد وجود اختالفی

زدایی طبشق باعث و شده نامیده تفاضلی فاز جابجایی و تفاضلی تضعیف ها اختالف این

.شوند می موج

به نسبت باران از عبوري موج قطبش زاویه ،15-4 شکل در شده داده نشان وضعیت در

.است کرده تغییر باران، به شده داخل موج

زدایی بشقط از تر توجه قابل تفاضلی فاز جابجایی از ناشی زدایی قطبش تجربه، طبق

.است تفاضلی تضعیف از ناشی

آید می دست به زیر تجربی قاعده از دسیبل حسب بر متقاطع قطبش جریمه:

)4-27( �� = � − � log �

قطبش زدایی باران)U و V و تجربی هایی ثابت A است باران تضعیف(.

در زیر تجربی هاي رابطه CCIR مقادیر براي U وV است آمده:

)4-28( � = �20 8 ≤ � ≤ 15 ��23 15 ≤ � ≤ 35 ��

)4-29( U = 30 log � − 10 log 0.5 − 0.4697cos 4τ − 40 log (cos �)

زاویه τ و زمینی ایستگاه در انتشار مسیر ارتفاع زاویه GHz، θ حسب بر f فرکانس کهτدایروي قطبش براي .است افقی راستاي به نسبت قطبش انحراف = .است 45°

زمین با الکتریکی میدان بودن موازي حالت در )τ = در و( Uدر دوم جمله سهم ،)0°.است +dB 0/13 فقط دایروي قطبش در و +XPD(، dB 15 نتیجه

دباش )محلی عمود بردار و انتشار راستاي شامل( مرجع صفحه در میدان که حالتی در

τ = 90°-θ، و cos 4θ=cos 4τ است.


قطبش زدایی یخشوند زدایی قطبش باعث توانند می )بارندگی ناحیه باالي( یخ بلورهاي.

است یتفاضل فاز شیفت )تجربی شواهد اساس بر( یخ در زدایی قطبش اصلی سازوکار.

فقط و ندهست شکل بشقابی و شکل سوزنی صورت به یخ بلورهاي بوده، خوبی عایق یخ

.کنند می ایجاد زدایی قطبش منظم، گیري جهت صورت در

ناگهانی افزایش XPD یخ بلورهاي در منظم گیري جهت ایجاد از ناشی صاعقه هنگام به

.است

توصیه CCIR دسی حسب بر ثابتی مقدار افزودن یخ، زدایی قطبش گرفتن نظر در براي

.است باران براي شده محاسبه XPD مقدار به بل

دسیبل 5 تا 4 دریایی نواحی براي و دسیبل 2 شمالی آمریکاي براي ثابت مقدار این

.کرد نظر صرف یخ اثر از توان می درصد، 0/ 1 از کمتر زمانی درصدهاي براي و است


آنتن ها 4-3


یرندهگ و فرستنده هايآنتن کلی دسته دو به وظیفه حسب بر توانمی را هاآنتن .کرد تقسیم

از اما است، متفاوت کامال گیرنده و فرستنده هايآنتن براي نیاز مورد مشخصات .کرد استفاده هاسیگنال همزمان دریافت و ارسال براي توانمی آنتن یک

نتنآ و زمینی ایستگاه هاي آنتن متفاوت طراحی به منجر محیطی هاي محدودیت .شود می فضاپیما/ماهواره هاي

الف،15-4 شکل در فرستنده کننده تقویت TP کندمی تولید ارسالی توان وات.

عدم اتتلف و اهمی تلفات مانند( تلفاتی کننده تغذیه طریق از توان این ارسال

. TP<radP تشعشعی توانبنابراین داشته، )آنتن تلفات نیز و امپدانسی تطبیق

توان ب15-4 شکل گیرنده آنتن recP توان تلفات، دلیل به و کندمی دریافت را

RP تشعشعی توانبنابراین رساند،می کننده تغذیه به را recP<RP .

مقدمه

گیرنده آنتن )ب ، فرستنده آنتن )الف :15-4 شکل

مقدمه


همحرک نیروي اعمال با اگر هايپایانه در الکتریکی

جریان ، A فرستنده آنتنI گیرنده آنتن در B القا

نقش تعویض با شود دو یگیرندگ و فرستندگی

نیروي همان اگر آنتن، اعمال B آنتن به محرکه

در I جریان همان شود .شد خواهد القا A آنتن

پاسخی هم قضیه :16-4 شکل

قضیه هم پاسخی براي آنتن ها

و گرفته قرار مختصات مبدأ در آنتن 17-4 شکل در کروي مختصات سیستم در

.است شده مشخص و و r مؤلفه سه با فضا در P نقطه مختصات

محورهاي x و y و z دهد می تشکیل را راستی دست یا راستگرد مجموعه یک.

اهمیت اه آنتن به مربوط رادیویی امواج قطبش توصیف هنگام محورها بودن راستگرد .دارد اي ویژه

کروي مختصات سیستم :17-4 شکل

r: شعاع بردار: زاویه r محور با z r: نقطه فاصله P آنتن تا.: تصویر بین زاویه r صفحه روي xy محور و x

سیستم هاي مختصات


یهناح دو :دارد وجود اصلی ناحیه سه آنتن اطراف الکترومغناطیس هاي میدان در .)18-4 شکل( دور میدان ناحیه یک و نزدیک میدان

کاهش سرعت بهمیدان شدت آنتن، از فاصله افزایش با نزدیک میدان نواحی در .فاصله مکعب وارون با دیگري و فاصله مربع وارون با مولفه یک :یابد می

یالکترومغناطیس میدان نواحی )لف( :18-4 شکل.دور میدان ناحیه در برداري نمودار )ب( آنتن، حول

D و آنتن بعد بزرگترین است موج طول.

میدان هاي تشعشعی

میدان ،)درس این در مطلوب( دور ناحیه در عرضی الکترومغناطیسی موج یک تشعشعی

)TEM( دوي هر بر انتشار راستاي یعنی است E .)مسطح موج( است عمود E-H صفحه نیز و H و

مولفه دو به را دور میدان ،19-4 شکل طبق E و

E )از تابعی دو هر و ϕ ( کرد تجزیه توان می.

E نقطه در P شعاع با دایروي کمان بر r مماس .است

E نقطه در P شعاع با ايدایره بر sinr و .است مماس z محور روي مرکز

هناحی در الکتریکی میدان هاي مولفه )الف( :19-4شکل

الکتریکی میدان 0E .مبدأ در E مرجع بردار )ب( دور،.است آنتن خود اصلی

میدان هاي تشعشع یافته


با است برابر الکتریکی میدان برآیند اندازه بنابراین:

)4-30( � = �� + ��

�

19-4 شکل( بوقی آنتن مورد در مثال براي( ، صفحه xy صفحه H )0 = ( و .است )E )90 = صفحه ،yz صفحه

با مرتبط مغناطیسی میدان بردار براي E یعنی ϕH، داریم: ϕH║ϕE.

با مرتبط مغناطیسی میدان بردار براي ϕE یعنی H، داریم: H║E.

امواج براي خوبی تقریب با نیز و( آزاد فضاي در منتشره رادیویی امواج براي :با است برابر wZ موج امپدانس مقدار ،)زمین سطح در منتشره رادیویی

)4-31(Ω �� = ��

��=

��

��= 120 �

میدان هاي تشعشع یافته

مرکز در را اي فرستنده آنتن رادیویی، موج یک توان شار چگالی مفهوم درك براي .بگیرید کره یک

شار یچگال و کند می تشعشع کره سطح بر عمود و بیرون سمت به آنتن از توان .است سطح واحد از عبوري توان برابر توان

2چگالی شار توان با واحدmW/ کمیتی برداریست که اندازه آن برابر است با:

)4-32 (y = ��

��

چگالی توان متناسب با وارون مجذور فاصله است.

چگالی شار توان


دکن می تشعشع یکسان جهات همه در که است )فرضی( آنتنی همسانگرد آنتن.

شعاع به ايکره مرکز در همسانگرد کننده تشعشع اینکه فرض با r باشد، گرفته قرار :با است برابر توان شار چگالی

)4-33 (y� = ��

��

به تنآن توان شار چگالی حداکثر نسبت با است برابر آنتن )همسانگرد توان( بهره :همسانگرد کننده تشعشع توان شار چگالی

)4-34( G =y�

y�

آنتن از یافته تشعشع واقعی توان گرایی سمت محاسبه در ،radP، نه رود می کار به Aη که هستند مربوط هم به SPAη=radP رابطه با دو این .SP آنتن تغذیه توان

.DAη=G داریم ، Dگرایی سمت با آنتنی براي .است آنتن بازدهی

تشعشع کننده همسانگرد و بهره آنتن

با بهره بیشترین بیان با G، شترینبی به نرمالیزه بهره نسبت برابر تشعشعی الگوي :ستا )توان چگالی بیشترین به توان چگالی نسبت معادل طور به یا( آن مقدار

)4-34( � �,� =� �,�

�

داراي )20-4 شکل( تشعشعی الگوي بعدي سه شکل اي، ماهواره هاي آنتن اکثر در .است اصلی گلبرگ یک

هدد می نقطه آن در را تشعشع میزان گلبرگ به مبدا از خط هر طول شکل این در.

پرتو پهناي dB 3 صفحه در معموال الگو تقارن عدم دلیل به H )0 = ( صفحه یا E )90 = ( شود می رسم.

برابر الکتریکی میدان شدت الگوي � .بود خواهد �,�

الگوي تشعشعی


الگوي تشعشعی

،تشعشعی الگوي )الف( :21-4شکل )ج( ، H صفحه در پرتو پهناي )ب(

E صفحه در پرتو پهناي

به اي زاویه تعریف موجب به و رفته کار به مسطح زوایاي گیري اندازه براي رادیان .)الف 22-4 شکل( بیند می را R طول به کمانی که استR شعاع به اي دایره مرکز

اي یهزاو تعریف موجب به و رفته کار به فضایی زوایاي گیري اندازه براي استرادیان -4 شکل( بیند می را 2R مساحت به اي ناحیه که استR شعاع به اي کره مرکز به

.)ب 22

زاویه فضایی پرتو و سمت گرایی

رادیان تعریف )الف( :22-4 شکل

استرادیان تعریف )ب(


2 کره مساحت چونR4 ،با کره مرکز در کل فضایی زاویه است 4 است استرادیان.

تشعشعی توان مقدار تشعشع شدت ، radP، تشعشع شدت .است فضایی زاویه واحد در :با است برابر کره یک روي )همسانگرد مقدار( میانگین

)4-35( W/sr �� = ��

� �

گرایی سمت تعریف به توجه با D، با است برابر تشعشع شدت بیشترین:

)4-36( �� = � ��

پرتو فضایی زاویه واقعی، آنتن یک براي AΩ توان کل اگر که است اي فضایی زاویه :بنابراین .ودش مقدارش بیشترین برابر تشعشعی شدت کند عبور آن از آنتن تشعشعی

)4-37( �� = ��

�


:آید می دست به مهمی بسیار رابطه فوق، روابط ترکیب از

)4-38( � = � �

�

ايماهواره مخابرات هايسیستم هاي آنتن مثل( باریک پرتو با هايآنتن در( :است زیر صورت به استرادیان حسب بر A فضایی زاویه از خوبی تقریب

)6-39( EHPBWHHPBW = A

HHPBW و رادیان حسب بر E صفحۀ در توان نصف پرتو پهناي EHPBW که.است رادیان حسب بر H صفحۀ در توان نصف پرتو پهناي

به گرایی سمت رابطه درجه، حسب بر توان نصف پرتوهاي نمایش صورت در :آمد خواهد زیردر صورت

)6-40( � = ��

�� ° × ��

°



موج یک کنید فرض TEM توان چگالی با y ودش می دریافت گیرنده آنتن توسط.

توان بیشترین recP یقتطب گیرنده آنتن سرهاي در بار که رسد می بار به هنگامی .باشد مختلط مزدوج شده

دریافتی توان از کمتر تلفات دلیل به واقعی گیرنده به تحویلی توان recP است.

موثر روزنه تناسب، ضریب و بوده توان چگالی با متناسب دریافتی توان effA است:

)4-41( �� = �� y

روشنایی بازدهی نام به ضریبی با موثر روزنه )Ih( است فیزیکی روزنه از کمتر:

)4-42( �� = h� ��

است 0/ 55 متداول مقدار با 0/ 8 و 0/ 5 بین معموال روشنایی بازدهی.

روزنه مؤثر

کاریر( موج یک براي آنتن یک موثر روزنه و توان بهره بین رابطه( TEM سینوسی :

)4-43( ��

�=

�

��

روزنه مؤثر


یم تشعشع خود محور جز به ها جهت تمام در که است آنتنی موج نیم قطبی دو .)همسانگرد تقریبا( کند

رسالا و دورسنجی در ولی کرد استفاده توان نمی ها آنتن این از پرتاب کارهاي در .دارند کاربرد اي ماهواره به کنترل هاي سیگنال

آنتن نتیجه در که بوده آزاد فضاي موج طول نصف %95 حدود ها آنتن این طول .آید می در تشدید حالت به

موج نیم قطبی دو مهم هايویژگی:

oامپدانس: 73 یا( 1/ 64 :گرایی سمت dB 15 /2(

o2 :موثر روزنه 13 /0 پرتو عرض dB 3- : 78 درجه

دو قطبی نیم موج

از تابعی فقط تشعشعی الگوي : با است برابر و بوده

)4-44( � � = ��

�

��

��

نشان ج 23-4 شکل در تابع نمودار .است شده داده

)ج و ب( ، موج نیم قطبی دو )الف( :23-4 شکل

دیگر طولی صفحه و xy صفحه در تشعشعی الگوي

دو قطبی نیم موج


آل ایده اي روزنه کننده تشعشع :24-4 شکل

است اي روزنه هاي آنتن از اي نمونه موجبر یک باز انتهاي.

دارد را موجبر توسط شده حمل انرژي تشعشع قابلیت آنتن این.

کند دریافت انرژي شده تابیده امواج از تواند می آنتن این همچنین.

آنتن هاي روزنه اي

هاي آنتن پرکاربردترین و مهمترین .ندهست بازتابنده و بوقی اي، روزنه

آل ایده اي روزنه آنتن هاي ویژگی:

b و a ابعاد با مستطیلی روزنه.١

روي یکنواخت الکتریکی میدان.٢

)y محور( b ضلع موازات به روزنه

دستگاه بر منطبق روزنه مرکز.٣ مختصات

:با برابرند میدان هايمولفه دور میدان ناحیه در r ثابت فاصله یک در

)4-45( �� ,� = � sin � ��

�

��

�

)4-46( �� ,� = � cos � cos � ��

�

��

�

نقشی ضرایب این( دارد بستگی E و b ، و a هايطول ، r فاصله به C ثابتی ضریب .)گیریم می یک را آن سادگی براي و ندارد تشعشعی الگوي شکل در

)4-47(� =��

sin � cos �

)4-48(� =��

sin � cos �

صفحه الگو، رسم در مختصات دستگاه اصلی صفحه دو H )صفحه xz 0 یا = ( و 90 یا xy صفحه( E صفحه .است )=



صفحه در H ، 0 = Y 0 و = E و

)4-49( � =��

��

C دادن قرار با و = 1 :

)4-50( �� = ��

�

:با است برابر تشعشعی الگوي

)4-51( �� = ��

= ��

�

�

:داریم )E )0=E ، 0=X صفحه براي مشابه تحلیل انجام با

)4-52( Y =��

sin �


)4-53( �� = ��

�

)4-54( = Sa(y) � �� = �� = ��

�

�

=Sa(x) آن در که sin x/x است برداري نمونه تابع )x رادیان حسب بر(.

براي x=0 ، Sa(x) x براي و 1= = n ،Sa(x) .است صحیح عدد n که 0=

صفحه تشعشعی الگوي :نکته H برحسبSa(y) صفحه تشعشعی الگوي و E .است Sa(x) برحسب

تنآن ساختار و تغذیه نوع با و نیست یکنواخت روزنه روي میدان توزیع عمل در

.کند می تغییر



هانهد تدریجی شدن باز از که هستند اي روزنه هاي آنتن از اي نمونه بوقی هاي آنتن .آیند می وجود به موجبر یک

زمین سطح از وسیعی نواحی پوشش براي )1( ها ماهواره در ها آنتن این اصلی کاربرد .ستا گیرندگی و فرستندگی حالت دو هر در بازتابنده هاي آنتن اولیه تغذیه )2( و

و )دار دندانه دیواره و صاف دیواره( مخروطی بوقی دسته دو به بوقی هاي آنتن .شود می تقسیم هرمی بوقی

صاف دیواره با مخروطی دار دندانه دیواره با مخروطی هرمی

آنتن هاي بوقی

: 25-4شکلآنتن هاي بوقی

لیمستطی موجبر یک کمک به را )بوقی آنتن نوع ترین ساده( صاف دیواره آنتن .دارد یازن اتصال محل در دایروي-به-مستطیلی مبدل یک به ولی کرد تغذیه توان می

حثمب این در ولی برد کار به دایروي و خطی هاي قطبش براي توان می را آنتن این .شود می فرض خطی قطبش

میدان توزیع :26-4 شکل بوقی آنتن دهانه در الکتریکیصاف دیواره با مخروطی

آنتن هاي بوقی مخروطی

رايب بوقی آنتن دهانه الکتریکی میدان توزیع .است شده رسم 26-4 شکل در عمودي قطبش

دو به توان می را الکتریکی میدان هاي منحنی .کرد تجزیه عمودي و افقی مولفه

موج TEM دارد خطی قطبش دور میدان در لیدتو به منجر روزنه میدان افقی هاي مولفه ولی

.دشو می دور ناحیه در متقاطع قطبش با موجی


صفحات در را یکدیگر )تقارن دلیل به( متقاطع قطبش امواج E و H کرده حذف .است )ϕ=±45° صفحات( اصلی گلبرگ اطراف در قله چهار تولید آن نتیجه که

رايب ساز مشکل( ندارد متقارن الگوي ولی است متقارن صاف دیواره بوقی آنتن .)جهانی پوشش

کم، ناريک هاي گلبرگ تولید و متقاطع قطبش کاهش الگو، تقارن بهبود منظور به TE مودهاي غیرخطی ترکیب( ترکیبی مود با مخروطی بوقی هاي آنتن از توان می

.کرد استفاده )TM مودهاي و

تنآن داخلی دیواره کردن دار دندانه ترکیبی، مود آوردن دست به هاي روش از یکی .)27-4 شکل( است بوقی

قطبش مولفه داراي سطح ایناست کمتري بسیار متقاطع –.

نامند می اسکالر بوقی نوع را آنتن و اسکالر میدان را مربوطه میدان توزیع.


محلی افتدری هاي سیستم بیشتر در توان می را اسکالر بوقی آنتن تکمیلی نمونه .)28-4 شکل( یافت

موجبر که هستند هایی لبه صورت به ها دندانه و بوده 45° آنتن دهانه باز زاویه .اند گرفته بر در را دایروي

آنها ساخت هزینه و بوده هموار دیواره با آنتن از تر سخت بسیار ها آنتن این ساخت .است بیشتر نیز

هرهب و کم متقاطع قطبش بایستی ساکن زمین هاي ماهواره روي بوقی هاي آنتن .)مودي-دو آنتن( باشد داشته 9° اي زاویه گستره در زیاد



اسکالر تغذیه نمونه یک :28-4 شکل

آن دهانه روي میدان)ب( و دار دندانه داخلی دیواره با مخروطی آنتن یک جانبی سطح )الف( :27-4 شکل


یخط قطبش براي اساساً هرمی بوقی هاي آنتن یمستطیل مقطعی سطح معموال و شده طراحی

.دارند ab ابعاد با

10 موجبري مود در آنتن اینTE توزیع با .کند می کار 29-4 شکل همانند میدانی

صفحه دو در پرتو پهناي Eو H است متفاوت .ردک برابر را آنها توان می مناسب انتخاب با ولی

مود دو هر در همزمان توانند می ها آنتن این .)هدوگان خطی قطبش( کنند کار افقی و عمودي

روشنایی بازدهی Ih بوقی هاي آنتن براي بازتابنده هاي آنتن براي و %80 تا %35 بین

.است %80 تا %50 بین دایروي

آنتن هاي بوقی هرمی

هرمی بوقی آنتن یک :29-4 شکل


به ها آنتن بهره افزایش براي اي ماهواره مخابرات هاي سیستم در سهموي بازتابنده .رود می کار به گسترده طور

زیونیتلوی سیگنال گیرنده هاي آنتن مانند( دایروي دهانه با بازتابنده هاي آنتن( .)30-4 شکل( هستند نوع ترین رایج

31-4 شکل( است آن سازي کانونی قابلیت سهموي بازتابنده ویژگی(.

:30-4 شکليسهمو بازتابنده

ويسهم بازتابنده یک سازي کانونی ویژگی :31-4 شکل

بازتابنده سهموي

تاس آن سهموي بازتابنده اصلی ویژگی می برخورد بازتابنده به که پرتوهایی که

یم هم به کانون نام به اي نقطه در کنند .)32-4 شکل( برعکس و رسند،

روزنه صفحه به کانون از مسیرها طول .است برابر بازتابنده این در )دایروي(

ار سهموي بازتابنده هندسی هاي ویژگی هک کرد توصیف سهمی یک با توان می

هر با بازتابنده تقاطع از حاصل منحنی شامل و دهانه صفحه بر عمود صفحه .است کانون

پرتو مسیر و f=SA کانونی طول )الف( :32-4 شکلSPQ )کانونی فاصله )ب



با کانون یا کانونی نقطه S ، با راس A ،با کانونی فاصله SP،با کانونی طول SA و .شود می داده نشان f نماد

طول SP+PQ است ثابت همواره دلخواه مسیر هر براي )P و منحنی روي نقطه Q .)منحنی روي نقطه

روي رد همسانگرد اي نقطه منبع توسط شده تولید موج یعنی مسیرها طول برابري .است یکسانی فاز توزیع داراي دهانه صفحه

جمو جبهه ایجاد معناي به موازي پرتوهاي بودن موازي ویژگی همراه به خاصیت این .است اي صفحه

ورمح بر عمود صفحه از که رسد می نظر به آنتن این )مسطح موج( پرتوهاي منشا .)آورید یاد به نیز را پاسخی هم قضیه( باشد

ردهمسانگ منبع از ارسالی موج که آن حال است مسطح )دور میدان( بازتابیده موج .است کروي


يکرو موج در که صورتی در است فاصله از مستقل اي صفحه موج در توان چگالی عنیی :یابد می کاهش فاصله مربع وارون با متناسب دور میدان مولفه توان چگالی

دامنه توزیع( است سهموي بازتابنده راس در توان از کمتر از ها لبه در توان.)دهانه صفحه در غیریکنواخت

با کانونی فاصله نمایش با با کانونی طول و f ، داریم 32-4 شکل مطابق:

)4-55( �

= �� y�

فضا تلف تابع ،SAF، نقطه در رسیده توان نسبت P نقطه در رسیده توان به A است.

با است برابر نسبت این است، فاصله مجذور وارون با متناسب توان چگالی چون:

)4-56( S�� = �

�

= �� y�



عیتشعش الگوي یعنی است، مطلوب باال روشنایی بازدهی اي ماهواره مخابرات در .باشد SAF وارون برابر بایستی امکان حد تا )کانون در واقع( اولیه آنتن

دهانه قطر نسبت مهم، نسبت یک،D، است کانونی طول به:

)4-57( �

�= 0.25 cot

y�

�

براي بازتابنده به نسبت را کانون موقعیت 33-4 شکل f/Dروزنه صفحات( هاي( .دهد می نشان مختلف

کانون موقعیت :33-4 شکل

f/D مختلف مقادیر براي


25.0( )روزنه( دهانه صفحه و بازتابنده بین اولیه آنتن :1 حالت<D/f (: روشنایی .یابد می کاهش لبه طرف به

25.0( دهانه صفحه بیرون اولیه آنتن :2 حالت>D/f (: دهانه روشنایی .شود می بیشتر دهانه از سرریز ولی شده یکنواخت

بیرون در و بازتابنده سمت به اولیه آنتن از فرستندگی حالت در تشعشعی سرریز .است0ψ2گستره

فتضعی جبران براي و بوده بوقی )آرایه( معموال اولیه آنتن ماهواره مخابرات در .شود می اضافه آن به باالتر مرتبه مودهاي فضا

جبهه منحنی مرکز در فاز مرکز و بوده کروي امواج صورت به بوقی آنتن تشعشع انونک همان بازتابنده اولیه عنوان به استفتده صورت در فاز مرکز( دارد قرار موج.)است



بازتابنده عمق حسب بر توانمی را کانونی طول ،d )و ،)راس تا دهانه صفحه فاصله :کرد بیان ،D، آن قطر

)4-58( � = ��

��

با است برابر دهانه صفحه فیزیکی سطح:

)4-59( �� = ��

�

با است برابر بهره )43-6( و )42-4( روابط از:

)4-60( � =��

� h� �� = h� ��

�

است یلیمستط دهانه یک الگوي مشابه سهموي بازتابنده آنتن تشعشعی الگوي .است کناري گلبرگ تعدادي و اصلی گلبرگ یک داراي که صورت بدین


توان نیم پرتو پهناي براي مفید تقریبی روابط (BWFN) بینپرتو پهناي و :هستند زیر صورت به (BWFN) اول صفرهاي

)4-61( �� ≅ 70° �

)4-62( �� ≅ 2��

در که )يمرکز تغذیه( کرده گیري جهت بازتابنده مرکز سمت به اولیه بوقی آنتن گلبرگ کاهش آن نتیجه شود، می بازتابیده موج از بخشی جلوگیري باعث نتیجه.است کناري هاي گلبرگ افزایش و اصلی

دلیل هب خطی، قطبش با موجی تابش صورت در حتی بازتابنده روي القایی جریان .)34-4 شکل( بود خواهد عمودي و افقی هاي مولفه داراي آنتن انحناي

45° صفحه در متقاطع قطبش و قطبش هم تشعشعی الگوهاي=ϕ )بیشترین .است شده داده نشان 35-4 شکل در )متقاطع قطبش مولفه مقدار



یک در جریان مسیرهاي :34-4 شکلخطی قطبش براي سهموي بازتابنده

الگوهاي :35-4 شکل قطبش و قطبش هم تشعشعیمتقاطع


قسمت که است اي گونه به )36-4 شکل( آفست تغذیه با بوقی آنتن تشعشعی الگوي کنند مین ایجاد اصلی گلبرگ براي مانعی تجهیزات کلیه و کرده روشن را بازتابنده باالي

.)مرکزي تغذیه ساختار در بازدهی %10 کاهش مقابل در(

)ب( ، افست بازتابنده یک براي پرتو مسیرهاي )الف( :36-4 شکل سهموي بازتابنده یک براي آفست تغذیه

تغذیه آفست


آفست تغذیه معایب:

oتاس نیاز مورد بازتابنده داشتن نگاه براي تري قوي مکانیکی تجهیزات.

oطبشق مولفه خطی، قطبش با تغذیه از استفاده صورت در تقارن، عدم دلیل به .شود می ایجاد مرکزي تغذیه با آنتن به نسبت بزرگتري متقاطع

:آفست هاي آنتن کاربرد

oاي ماهواره استانداردهاي براي آن از استفاده.

oزمینی هاي ایستگاه دوتایی بازتابنده هاي آنتن در استفاده.

تغذیه آفست

را بوقی نآنت که اي کننده تغذیه بازتابنده، هاي آنتن در تلفات کردن کمینه براي تا کند یم متصل )بزرگ زمینی ایستگاه در ویژه به( گیرنده/فرستنده تجهیزات به

.باشد کوتاه باید امکان حد

متري 19آنتن کاسگرین : 37-4شکل

آنتن هاي بازتابنده دوتایی

آنتن 37 -4 شکل طبق منظور بدین بندهبازتا پشت در کننده تغذیه بوقی آن راس در که اي دهانه درون و اصلی راحتی( شود می نصب شود می ایجاد

.)کننده تغذیه به دهی سرویس در

با تر کوچک بوقی آنتن فرعی بازتابنده .باشد می کمتر انسداد

آنتن )1( :دوتایی بازتابنده آنتن انواع گریگوریان آنتن )2( و کاسگرین


فرعی ابندهبازت یک و سهموي اصلی بازتابنده یک از متشکل گریگوریان آنتن .است گون هذلولی

نی بازتابنده بازتابنده فرعی دو نقطه کانونی دارد که یکی منطبق بر نقطه کانو. اصلی است

مسیرهاي پرتو براي آنتن کاسگرین: 48-4شکل مسیرهاي پرتو براي آنتن گریگوریان: 49-4شکل

آنتن هاي کاسگرین

است زیر کانونی طول با سهموي بازتابنده تک یک معادل کاسگرین سیستم:

)4-62( �� =��

��

که he متر 3 و 4/1 بین نمونه مقدار با( گون هذلولی مرکز از خروج(، f طول ازتابندهب کانونی طول از بزرگتر معادل کانونی طول( اصلی بازتابنده کانونی).است اصلی

نسبت افزایش با f/D ، حالت به نسبت دهانه روشنایی سرریز افزایش بدون .شود می کم نیز متقاطع قطبش و شده تر یکنواخت بازتابنده تک

آنتن هاي کاسگرین


کلش( گریگوریان آنتن اولیه شکل بازتابنده یک از متشکل )6-50

رعیف بازتابنده یک و سهموي اصلی.است گون بیضی

ود فرعی بازتابنده نیز نوع این در بقمنط یکی که دارد کانونی نقطه

و یاصل بازتابنده کانونی نقطه بر یهتغذ فاز مرکز بر منطبق دیگري .است بوقی کننده

موارد بیشتر در دو این عملکرد .است مشابه

تآنتن گریگوریان آفس: 50-4شکل

آنتن گریگوریان

توان می یدوتای بازتابنده هاي سیستم اصلی و فرعی بازتابنده سطح دادن شکل با .داد افزایش سرریز افزایش بدون را اصلی بازتابنده روشنایی بازدهی

نسبت رعیف بازتابنده مرکزي بخش انحناي افزایش کاسگرین سیستم در مثال براي آن هنتیج که شده اصلی بازتابنده لبه انرژي افزایش به منجر گون هذلولی به

.است اصلی بازتابنده دهانه روي دامنه توزیع شدن تر یکنواخت

دهد می نشان را هیوز بازتابنده یک نمونه 51-4 شکل.

هاتج دیگر در و تقویت جهات برخی در را تشعشع آنتن، ناهموار سطح از بازتابش .کندمی تضعیف

که شود می استفاده نیز بارندگی تضعیف جبران براي یافته شکل هاي بازتابنده از .است مستقیم پخش هاي ماهواره سیستم در اي ویژه کاربردهاي داراي

سیستم هاي بازتابنده شکل یافته


ته و بازتابنده با پرتو شکل یاف :51-4شکل مسیرهاي پرتوي آن

سیستم هاي بازتابنده شکل یافته

نﻮﯿﺳاﺰﯾرﻼﭘ ،ﯽﯾﻮﯾدار جﻮﻣ رﺎﺸﺘﻧا 4 ﻞﺼﻓ ... ·...

Documents