آنتن آرایه بازتابی

یکی از جایگزین‌های جدید مطرح شده برای آنتن‌های رفلکتوری آنتن‌های آرایه بازتابی هستند که با چاپ عناصر خاصی بر روی یک زیر لایه‌ی فاز موج برگشتی را تنظیم کرده و در صورت طراحی هوشمندانه و مناسب می‌توانند به جای یک رفلکتور سهموی عمل کنند. در واقع آنتن­ آرایه بازتابی ترکیبی از مزایای آنتن های رفلکتوری و آنتن­های آرایه فازی می­باشد.

از مزایای پر اهمیت آرایه بازتابی، تخت بودن، کم حجم بودن و قابلیت تاشوندگی این آنتن‌ها است که جابجایی و استفاده از این آنتن‌ها را به خصوص در پروژه‌های فضایی بسیار آسان می‌کند. ویژگی چاپی بودن این آنتن آرایه بازتابی باعث می­شود که با داشتن صدها و حتی هزاران المان بتواند به راحتی ساخته شود. از ویژگی­های دیگر آنتن آرایه بازتابی عدم استفاده از شبکه تغذیه پر تلفات و پیچیده (بر خلاف آنتن آرایه فازی) می­باشد و بنابراین می‌توان از این آنتن، همانند آنتن رفلکتوری، بازدهی خوبی (۵۰%<) انتظار داشت.  ازسوی دیگر همانند آرایه فازی پرتو اصلی این آنتن می‌تواند تا ۵۰ درجه نسبت محور اصلی انحراف داشته باشد که امکان شکل دهی پترن را هموار می­نماید.

تاکنون چندین پروژه با محوریت موضوع طراحی و ساخت آنتن‌های آرایه بازتابی در مرکز تحقیقاتی شهید قندی انجام شده که یکی از آن‌ها طراحی چنین آنتنی برای ماهواره ملی GEO در باند Ku است که در آن پترن آنتن متناسب با مرزهای جغرافیایی ایران شکل‌دهی شده است. نمونه‌ی مقیاس شده از این آنتن و نمونه اصلی به ترتیب در شکل ۱ و شکل ۲ ارائه شده است.

شکل ۱- نمونه‌ای از پچ‌های طراحی و ساخته شده برای آنتن آرایه بازتابی با پترن شکل داده شده

شکل ۲- نمونه‌ی اصلی ساخته شده در ابعاد حدود یک و نیم متر

همانطور که در بالاتر نیز اشاره شد، در کاربردهای مخابرات ماهواره­ای استفاده از آنتن‌های رفلکتوری، محدودیت‌های خاصی از قبیل حجیم بودن، مشکلات گرمایشی، پرهزینه بودن ساخت قالب برای هر پوشش خاص ایجاد می‌کند که می­توان برای مرتفع کردن این موانع از آنتن آرایه بازتابی استفاده نمود. مزیت آنتن‌های آرایه بازتابی در استفاده از الگوهای شکل داده شده سادگی طراحی و پیاده سازی آن‌ها در مقایسه با استفاده از آنتن‌های رفلکتور در این شیوه می‌باشد؛ زیرا در آنتن‌های آرایه بازتابی می‌توان با تغییر ابعاد المان‌ها به پارامتر مورد نیاز دست یافت اما دست یابی به پارامترهای موردنظر سنتز الگو در آنتن‌های رفلکتور نیازمند تغییر شکل هندسی این نوع آنتن‌ها می‌باشد.

جدول ۴- مشخصات کلی آنتن آرایه بازتابی روی سطح ماهواره