Teoría de la antena - Lente
Las antenas, de las que hemos hablado hasta ahora, utilizaban la superficie plana. Las antenas de lentes utilizan la superficie curva tanto para la transmisión como para la recepción.Lens antennasse componen de vidrio, donde se siguen las propiedades convergentes y divergentes de la lente. Las antenas de lentes se utilizan para aplicaciones de alta frecuencia.
Rango de frecuencia
El rango de frecuencia de uso de la antena de lente comienza en 1000 MHz pero su uso es mayor en 3000 MHz and above.
Para comprender mejor la antena de la lente, se debe conocer el principio de funcionamiento de una lente. Una lente de vidrio normal funciona según el principio de refracción.
Construcción y funcionamiento de la antena de lente
Si se supone que una fuente de luz está presente en un punto focal de una lente, que está a una distancia focal de la lente, entonces los rayos atraviesan la lente como rayos colimados o paralelos en el frente de onda plano.
Los rayos que pasan por el centro de la lente son menos refractados que los rayos que atraviesan los bordes de la lente. Todos los rayos se envían en paralelo al frente de onda plano. Este fenómeno de la lente se llamadivergence.
El mismo procedimiento se invierte si se envía un haz de luz del lado derecho al izquierdo de la misma lente. Luego, el haz se refracta y se encuentra en un punto llamado punto focal, a una distancia focal de la lente. Este fenómeno se llamaconvergence.
Lo mismo se puede entender mejor observando el siguiente diagrama:
El diagrama de rayos representa el punto focal y la distancia focal desde la fuente hasta la lente. Los rayos paralelos obtenidos también se denominan rayos colimados.
En la figura anterior, la fuente en el punto focal, a una distancia focal de la lente, se colima en el frente de onda plana. Este fenómeno se puede revertir, lo que significa que la luz, si se envía desde el lado izquierdo, converge en el lado derecho de la lente.
Debido a esta reciprocidad, la lente se puede utilizar como antena, ya que el mismo fenómeno ayuda a utilizar la misma antena tanto para la transmisión como para la recepción.
Se muestra la imagen del modelo de una antena de lente.
Para lograr las propiedades de enfoque a frecuencias más altas, el índice de refracción debe ser menor que la unidad. Cualquiera que sea el índice de refracción, el objetivo de la lente es enderezar la forma de onda. En base a esto, se desarrollan las lentes de plano E y plano H, que también retrasan o aceleran el frente de onda.
Tipos de lentes de antenas
Los siguientes tipos de antenas de lente están disponibles:
Lente di-eléctrica o lente de placa de metal de plano H o lente de retardo (las ondas viajeras se retrasan por el medio de la lente)
Lente de placa de metal E-plane
Lente de tipo dieléctrico no metálico
Lente de tipo dieléctrico metálico o artificial
Ventajas
Las siguientes son las ventajas de la antena de lente:
En antenas de lentes, alimentación y soporte de alimentación, no obstruya la apertura.
Tiene mayor tolerancia de diseño.
Se puede manejar una mayor cantidad de onda que un reflector parabólico.
La viga se puede mover angularmente con respecto al eje.
Desventajas
Las siguientes son las desventajas de la antena de lente:
Las lentes son pesadas y voluminosas, especialmente a frecuencias más bajas
Complejidad en el diseño
Más costoso en comparación con los reflectores, para las mismas especificaciones
Aplicaciones
Las siguientes son las aplicaciones de la antena de lente:
Utilizado como antena de banda ancha
Especialmente utilizado para aplicaciones de frecuencia de microondas.
Las propiedades convergentes de las antenas de lente se pueden utilizar para desarrollar un nivel superior de antenas conocidas como antenas reflectoras parabólicas, que se utilizan ampliamente en las comunicaciones por satélite. Discutiremos sobre ellos en el próximo capítulo.