Reflectores Parabólicos

El reflector es el mejor candidato en las sistemas de antenas de satélites debido a su peso ligero, a su estructura simple, y a la madurez de diseño. La principal desventaja es que el reflector debe ser del tipo offset para evitar el bloqueo producido por el alimentador. El reflector offset permite un mejor control del diagrama y una disminución del acoplamiento entre el alimentador y el reflector, pero no tiene simetría de rotación, lo que limita la capacidad de exploración.

En general una antena a base de reflectores puede consistir en una o más superficies reflectoras de diferentes formas: paraboloide , hiperboloide, esferoide, elipsoide o una forma general. Los reflectores parabólicos offset son los más utilizados.

PARÁMETROS DE DISEÑO

Los principales parámetro de diseño de los reflectores son: tamaño de la apertura, tipo de reflector, distancia focal, distancia de offset, y tolerancia de la superficie.

Tamaño de la apertura

El tamaño de la apertura viene determinado por la ganancia y el ancho de haz requeridos. En una aplicación multibeam (multihaz), el cumplimiento de los requerimientos para generar el diagrama deseado es mejor si el reflector es grande. Los reflectores grandes permiten concentrar la energía radiada en una pequeña área y proporcionan mejores valores del NLPS, lo que permite reducir las interferencias entre haces cercanos y entre satélites. Pero hay que recordar que en un satélite el espacio es muy limitado, y por lo tanto el tamaño de la antena debe ser el mínimo posible que cumpla las especificaciones.

Tipo de reflector

Un reflector simple es siempre la primera opción. El candidato favorito es el reflector offset debido a las características comentadas anteriormente y su madurez de diseño. Sin embargo el reflector offset tiene una capacidad de exploración muy limitada. Un reflector esférico está libre de astigmatismo y de coma cuando el foco está colocado en el centro de curvatura. Por lo tanto para conseguir una mayor capacidad de exploración se recurre a reflectores con una forma entre paraboloide y esférica.

Por otra parte la superficie puede ser sólida para antenas con polarización circular y mallada para polarizaciones lineales. Un reflector mallado puede mejorar la pureza de polarización en una polarización lineal. Se pueden utilizar dos superficies malladas para compartir la misma área de apertura y formar un sistema compacto. La superficie delantera refleja una clase de polarización mientras que permite paso de la polarización ortogonal. El reflector trasero refleja la polarización ortogonal y filtra la polarización cruzada indeseada.

Se puede utilizar reflectores dobles para mejorar el sistema óptico. Los reflectores dobles tienen un grado más de libertad, y debe ser capaz de reducir la aberración de fase para permitir una mayor capacidad de exploración. Los reflectores dobles clásicos son los Cassegrain y los Gregorianos

TIPO	DIAGRAMA DE RAYOS	ELEMENTOS ÓPTICOS	CARACTERÍSTICAS
Paraboloide		Mp=espejo parabólico	Libre de aberración esférica Sufre de coma al desplazar fuera del eje El detector debe estar en el foco
Cassegrain		Mp=espejo parabólico Ms=espejo hiperbólico	Libre de aberración esférica Más corto que el Gregoriano Permite colocar el detector detrás del sistema óptico Bastante usado
Gregoriano		Mp=espejo parabólico Ms=espejo elipsoidal	Libre de aberración esférica Más largo que el Cassegrain Permite la colocación del detector detrás del sistema óptico Menos común que el Cassegrain

Distancia Focal

Uno de los parámetros más importantes de un reflector es su relación distancia focal diámetro de la apertura (f /D). Cuanto mayor sea la relación (f /D),mejor será el comportamiento en una antena que realice exploración con el haz. Sin embargo, un valor alto de la relación (f /D) produce que el ángulo sólido subtendido por el reflector desde el alimentador sea pequeño, lo que provoca que el alimentador deba ser más grande para conseguir un haz menor. El fenómeno de la aberración, que se comporta peor en reflectores con una relación (f /D) menor puede ser corregida y mejorada colocando más alimentadores. La mejora es debida a que al tener más alimentadores tenemos más grados de libertad para optimizar la forma del haz. Por otro lado, una mayor relación de (f /D) significa un mayor tamaño en el satélite, lo que hay que tener muy en cuenta.

Distancia de Offset

La distancia de Offset, definida como la distancia desde el eje del reflector al centro de la apertura de el reflector, debe ser lo suficientemente grande para eliminar el bloqueo del alimentador. El bloqueo producido por el alimentador hace crecer los lóbulos secundarios y la polarización cruzada.

Tolerancia de la Superficie

Los errores en la superficie del reflector pueden ser clasificados de dos formas:

• Errores aleatorios de la superficie
• Errores deterministas de la suerficie

Los errores aleatorios son debidos a defectos de fabricación y son tratados como aleatorios debido a la falta de precisión en la construcción de la superficie del reflector. Los errores deterministas son debidos a la distorsión que producen los cambios térmicos en las superficies.