ITAL20140009U1 - Antenna parabolica 60cm hp con illuminatore - Google Patents

Description

Antenna GHP2-100 - DESCRIZIONE

L’antenna GHP2 è un’antenna parabolica di 60 cm di diametro completa di illuminatore (sia singola che doppia polarizzazione) e attacco al palo studiata per funzionare nelle bande di frequenze (tra 5 e 26 GHZ) tipicamente utilizzate da emittenti televisive, operatori telefonici e wireless internet provider. Nel seguente prospetto sono riassunte le principali caratteristiche elettriche dell’antenna alle varie frequenze. Il VSWR per tutti gli illuminatori è <1.22 (Return loss >20 dB) e il disaccoppiamento tra le bocche H e V, in caso di doppia polarizzazione, è migliore di 40 dB .

L’antenna è stata è stata sviluppata per la crescente richiesta da parte del mercato di antenne di costo contenuto e con elevate prestazioni in termini di guadagno, di ROS e di F/B (rapporto tra il segnale irradiato nella direzione frontale e quello irradiato verso il retro dell’antenna).

La progettazione, tenendo presente questi input fondamentali, si è focalizzata sulle quattro componenti dell’antenna (disco parabolico, illuminatore, attacco al palo e radome) in modo da creare un prodotto (TAV. 1) che permettesse di unire le caratteristiche di leggerezza, robustezza meccanica e prestazioni elettriche a quella fondamentale del costo per ognuna delle bande di frequenza desiderate.

Per il disco parabolico, innanzi tutto, è stata scelta la configurazione con “shroud” con un rivestimento di materiale assorbitore di radio frequenza; tale materiale assorbitore è necessario per limitare le riflessioni interne dovute alla presenza dello shroud che creerebbero delle interferenze sul lobo princiale dell’antenna.

Le dimensioni dello shroud ed il tipo di materiale assorbente sono state studiate per ottenere il miglior compromesso tra le prestazioni e le dimensioni meccaniche dell’antenna stessa.

La configurazione di questo tipo di antenne, comunemente indicate dai principali costruttori come ‘Antenne High Performance”, presenta sicuramente vantaggi e svantaggi, il principale vantaggio è quello di abbassare notevolmente i lobi laterali dell’antenna (grazie alla presenza di shroud ed absorber) e quindi di aumentarne la direttivita, parametro fondamentale, se si pensa che più sono alti i lobi laterali, maggiore sarà la potenza “dispersa” in trasmissione e maggiori saranno i disturbi in ricezione. Lo svantaggio di una configurazione a shroud, è la necessità di utilizzare un radome di protezione, quasi piatto, davanti all’antenna. Per fare sì che questo radome incida il meno possibile sulle caratteristiche elettriche dell’antenna, solitamente viene usato un telo di neoprene, materiale trasparente alla radio frequenza, ma molto costoso.

Per la realizzazione del radome di protezione, pertanto, sono stati presi in considerazioni diversi materiaii (teli, materiali plastici, vetroresina...) e diverse forme e spessori. Dopo diverse simulazioni e un’attenta fase di test è stato scelto il FOREX di 3 mm di spessore, in quanto è risultato, tra tutti quelli testati, il materiale che presenta il comportamento più neutro indipendentemente dalle frequenze. Anche sulla forma del radome di protezione sono stati condotti test e simulazioni, fino a scegliere quella a cuspide incurvata verso l'interno dell’antenna: essa permette un aggiustamento del ROS, permettendo miglioramenti tra 1 ,5 e 3 dB a seconda delle bande di frequenza, rispetto alla classica forma piatta.

L’attacco al palo, completamente realizzato in fusione di alluminio, è stato dimensionato in modo da resistere anche a condizioni atmosferiche estreme mantenendo il peso contenuto.

Infine l’illuminatore, componente principale dell’antenna, è stato progettato per ottimizzare le prestazioni degli illuminatori in guida d’onda circolare in configurazione “Cassegrain Backward”.

Lo studio dell'illuminatore è stato condotto con lo stesso approccio per tutte le frequenze in modo da ottimizzare i costi (razionalizzando componenti e lavorazioni) e ottenere prestazioni elevate e paragonabili su tutte le bande di funzionamento.

Gli di tipo Cassegrain presenti attualmente sul mercato delle Telecomunicazioni, hanno il vantaggio di unire la semplicità costruttiva alle prestazioni elettriche (di simmetricità del lobo di radiazione e di F/B) su bande di frequenza limitate, ma hanno lo svantaggio di richiedere una precisione meccanica molto maggiore rispetto a quelli in guida d’onda rettangolare. Proprio per superare ques a limitazione è stato studiato un illuminatore composto da una guida circolare in rame o ottone con un subriflettore in materiale metallico conduttivo mantenuto in posizione da un supporto in nylon. La guida crcolare, il subriflettore e il supporto in nylon variano in forma e dimensione a seconda della banda di frequenza di funzionamento del singolo illuminatore.

Le forme del supporto in nylon (in TAV 2 il supporto per l’illuminatore 5.2-5.8 GHz) sono state progetate affinchè la sua presenza non sia di intralcio, ma anzi, serva a massimizzare 1 efficienza di illuminazione dell’illuminatore e pertanto sia di aiuto a migliorare le prestazioni generali dell’antenna. Per facilitare la fase di taratura finale dell'illuminatore vierne utilizzato un inserto mobile opportunamente sagomato (differente a seconda della banda di frerquenza dell’illuminatore), all’interno del supporto in nylon, in modo da ottimizzare il ROS e abbassare il primo ed il secondo lobo laterale dell’antenna che altrimenti sarebbero inevitabilemte alti a causa della presenza di un materiale (nylon) non perfettamente trasperente alla radio frequenza. La pogettazione del complesso antenna - illuminatore - radome e la particolare tecnologia costrutiva hanno permesso di ottenere ottime prestazioni di funzionamento (crosspolarizzazione e ROS elevati, rispettivamente ≥30dB e ≥20dB) su tuta la banda di funzionamento e un disaccoppiamento tra le bocche in caso di dopp a polarizzazione superiore ai 40 dB.

Claims (1)

1. RIVE NDICAZIONI • Antenna parabolica in configurazione con “shroud” con absorber ed illuminatore singola o doppia polarizzazione, in guida circolare, ad alta efficienza nella banda di frequenza tra 5 e 26 GHz con prestazioni elevate (crosspolarizzazione ≥30 dB, ROS ≥20dB e discaccoppiamento ≥40) e costanti su tutta la banda di funzionamento, per la realizzazione di ponti radio terrestri analogici o digitali, sia a bassa che alta capacità in ambuito televisivo, telefonico, internet...