Антената на Грегори е двурефлекторна антена с основен рефлектор ротационен параболоид и допълнителен рефлектор ротационен елипсоид. Изобретена е от шотландския астроном Джеймс Грегори като антена за телескоп през 1663 г.Д. Д. Дамянов – Антенни устройства, Военно издателство, София, 1978 г.Михайлов М. А. – Специализирани антени, Шумен, 2001 г.

Устройство и принцип на работа Единият от фокусите на елипсоида съвпада с фокуса на параболоида, а другият – с фазовия център на облъчвателя, разположен най-често във върха на основния рефлектор и насочен към спомагателния рефлектор. Отразените вълни от елипсоида се събират във фокуса му, разделят се и падат върху параболоида, а от него се отразяват в желаната посока. При такава конструкция на двурефлекторната антенна система посоката на двукратно отразените лъчи от малкия и големия рефлектор е както при разполагане на облъчвателя във фокуса на големия рефлектор – успоредни по фокалната ос (фиг. 1, IV ред).

Аналогично, при приемане лъчите се отразяват от основния рефлектор към фокуса му, който е фокус и на спомагателния рефлектор, затова се разделят и падат върху него. Той ги отразява към другия си фокус, където се събират фокусирани в облъчвателя (в случая като приемна антена).

Характеристики Една от ключовите характеристики на антената на Грегори е способността ѝ да произвежда тесен, фокусиран лъч с минимални аберации. Това се постига чрез внимателно проектиране и оптимизиране на формите и относителните позиции на двата рефлектора. Чрез прецизен контрол на кривината и разстоянието между рефлекторите, инженерите могат да гарантират, че отразените вълни се сближават в желаната фокусна точка, което води до високо усилване и подобрено съотношение сигнал/шум.

Антената на Грегори може да работи в широк диапазон от честоти, от микровълни до милиметрови вълни. Конкретният честотен диапазон определя размерите на антената. Големите антени (с диаметър над 10 метра) се използват за честоти под 1 GHz в радиоастрономията. Колкото по-висока е работната честота, толкова по-малки са размерите на антената. Тези антени могат да бъдат проектирани да поддържат всяка честота от няколко GHz до над 100 GHz.

Материалът, използван за изграждането на рефлекторите на антената, играе много важна роля при определянето на нейните радиочестотни характеристики. Метали като алуминий или мед предлагат добра проводимост при по-ниски честоти, докато специализирани материали като обработени повърхности или диелектрични материали се използват за по-високи честоти, за да се сведе до минимум загубата на сигнал. What are Gregorian Antennas?, everything RF, 12 April 2024.

В зависимост от специфичните изисквания на приложението антените на Грегори могат да бъдат проектирани да работят с различни поляризации, като линейна или кръгова, а също и като симетрични или офсетови антени.Димитър Тенев – Разпространение на радиовълните. Двуогледални антени, стр. 23 – 24, Wordpress.com.

Предимства Антената на Грегори има няколко предимства пред други конфигурации на антени, което я прави особено подходяща за комуникация на дълги разстояния и сателитни приложения: Високо усилване и насоченост: Двурефлекторната антена позволява изключително високо усилване, което позволява надеждна комуникация на големи разстояния без необходимост от прекомерно висока мощност на предавателя. Ниски странични листи: Двурефлекторната конструкция минимизира страничните листи на диаграмата на насоченост (ДН), намалявайки риска от смущения на сигнала и подобрявайки яснотата на сигнала. Ниска шумова температура: Фокусираният лъч на антената помага за минимизиране на улавянето на шум от околната среда, което води до по-ниска шумова температура и подобрено качество на приемане на сигнала.

Недостатъци Недостатък на антената на Грегори, както и на другите двурефлекторни антени е, че облъчвателят трябва да има по-тясна ширина на лъча (по-високо усилване), за да фокусират лъчението си върху по-малкия елиптичен рефлектор, вместо върху по-широкия параболичен рефлектор, както е при еднорефлекторните антени. Ъгловата ширина, която вторичният рефлектор обхваща от излъчването на облъчвателя, обикновено е 10–15°, за разлика от 120–180°, които обхваща основният рефлектор при класическата огледална антена с директно облъчване. Следователно, облъчвателят трябва да е по-дълъг за дадена дължина на вълната.

Освен това спомагателният рефлектор засенчва основния, поглъщайки излъчването от централната му част. Това намалява ефективната площ на антената и коефициента на усилване.

Приложение Антените на Грегори се употребяват най-вече в сателитните комуникации (СATКOM) и радиоастрономията. В СATКOM те се използват от сателитни наземни станции както за приемане, така и за предаване на сигнали от орбитиращи спътници. Техните характеристики с високо усилване и нисък шум са особено ценни в този контекст, където се изисква надеждна комуникация с космически кораби на огромни разстояния. В областта на радиоастрономията антените на Грегори играят ключова роля в наблюдението на отдалечени небесни обекти и явления в космоса поради способността им да улавят слаби сигнали от Вселената.

Намират приложение и в метеорологичните радиолокационни станции (РЛС). Например преносимата РЛС CSU-CHILL в Грийли, щат Колорадо, САЩ използва офсетова антенна система на Грегори от коаксиално разположени двойно поляризирани облъчватели. Те могат да предават синхронно на две честоти: f1=2735 MHz (S-обхват) и f2=9410 ±30 MHz (Х-обхват). Антената на Грегори е с изместен фокус и диаметър на рефлектора 8,5 м. Създава много тясна диаграма на насоченост с ширина 1,1° на f1 и 0,3° на f2. Нивото на страничните листи на ДН e изключително ниско: по-малко от –50 dB в S-обхвата и по-малко от –70 dB в Х-обхвата. Антената е защитена от атмосферни влияния с радиокупол, изработен от подсилена със стъклени влакна найлонова обвивка, стабилизирана с въздушно налягане. Хоризонталният диаметър на въртене на конструкцията е 22,3 м, а максималната ѝ височина е 16,2 м.CSU-CHILL Radar, Колорадски държавен университет.

Вижте също Антена на Касегрейн Рефлекторен телескоп

Външни препратки Gregorian – symmetrical reflector. Проектиране на симетрични антени на Грегори (англ.) Метеорологичен радар CSU-CHILL, radartutorial.eu Антенна Грегори 9.4 м. С/Х/Ku/K/Ka-диапазонов (рус.) Антенна Грегори 9.4 м. С/Х/Ku/K/Ka-диапазонов (с увеличенным поворотом по азимуту) (рус.) The ATA offset Gregorian antenna (англ.) What are Cassegrain and Gregorian antennae, YouTube (англ.)

Източници

Категория:Антени