¿Cómo funciona este cuerno de forma extraña en la estación de seguimiento de Honeysuckle Creek?
UH oh
Después de leer el artículo de la BBC Australia creará una agencia espacial nacional y hacer clic para identificar la antena parabólica que se muestra en la foto del artículo, me encontré con una imagen de una interesante configuración de reflector llamada Cassegrain Horn de 42 pies en la histórica estación de seguimiento de Honeysuckle Creek en Australia. donde se recibió el famoso video de los primeros pasos en la luna entre por supuesto muchas otras cosas.
La bocina me parece un gran callejón sin salida, pero por supuesto que no lo es. ¿Cómo funciona ópticamente? ¿Cómo recoge las microondas que ingresan a su gran apertura y las concentra en una sola bocina de alimentación pequeña? ¿Hacia dónde apunta realmente como se muestra en la foto? ¿Cuáles son las ventajas de este diseño inusual?
a continuación: "Estación de seguimiento de Honeysuckle Creek" desde aquí .
Respuestas (2)
Hobbes
Esa antena es una bocina Cassegrain (o 'casshorn'). Esta es una evolución de la anterior antena reflectora de bocina (documento que describe el diseño), donde una bocina irradia hacia una superficie parabólica:
La bocina Cassegrain reduce el tamaño de la antena (larga distancia entre la bocina y el plato parabólico) al introducir un reflector hiperbólico:
La alimentación está ahora en la posición F', pero el hiperboloide tiene forma para producir una fuente virtual en F.
El resultado es una viga que se ve así:
La foto está al revés en relación con los dibujos en el papel:
Además del tamaño reducido de la antena, la bocina Cassegrain tiene estas ventajas sobre una antena Cassegrain normal:
- sin bloqueo por el subreflector delante del reflector principal
- menos derrame de alimentación (fuga), tanto en transmisión (menos interferencia con otros sistemas) como en recepción
- buen rechazo del ruido del suelo
Las desventajas son obvias en la foto:
- la antena necesita más estructura. En lugar de unos pocos trusses que sostienen el secundario, obtienes 3 "paredes" completas. Es más barato construir un Cassegrain con un primario un poco más grande para compensar el bloqueo del subreflector.
El libro Secciones cónicas prácticas: las propiedades geométricas de elipses, parábolas e hipérbolas también describe la geometría de esta antena.
UH oh
Hobbes
UH oh
UH oh
Agregaré un poco a la excelente respuesta y trabajo de detective de Hobbes. Busqué una copia física del libro vinculado allí; Secciones cónicas prácticas: las propiedades geométricas de elipses, parábolas e hipérbolas por JW Downs, Dover, NY, 1993 y me pareció un librito breve pero increíblemente interesante e informativo, si te gusta leer sobre secciones cónicas.
Al leer y disfrutar de las ilustraciones, he aprendido que el hiperboloide secundario no tiene por qué ser coaxial con el paraboloide primario. Todas las secciones del paraboloide se enfocan en un solo punto, por lo que puede orientar el hiperboloide de la forma que elija, siempre que uno de sus focos coincida con el foco del paraboloide.
Además, puede usar un hiperboloide positivo o negativo, lo que se adapte a su propósito. Las hipérbolas vienen en pares y están asociadas con dos focos. Cóncavo o convexo, redirigirá los rayos de los paraboloides que convergen en uno de sus focos hacia un foco en el otro punto.
Finalmente, como se discutió en el artículo vinculado en la respuesta de Hobbes, una motivación para construir este reflector de aspecto inusual es que evita que la bocina de alimentación "vea" el suelo o la atmósfera cerca del horizonte donde el ruido térmico es un problema grave. Según el resumen:
Se describe un nuevo tipo de antena que combina las características de baja temperatura de ruido de la antena de reflector de bocina con las características mecánicas más atractivas asociadas con el reflector paraboloidal. La óptica Cassegrain utilizada en una configuración de alimentación compensada permite formar una fuente virtual sin bloqueo del subreflector. Se realiza una estructura extremadamente compacta con un hiperboloide cóncavo que refleja la alimentación real ubicada en la superficie paraboloide. Excepto por la apertura, la antena está completamente protegida. Se describe el enfoque de diseño y se presentan las mediciones en un modelo experimental. La contribución al ruido de fondo de los lóbulos menores es de unos 2°K . (énfasis añadido)
De: Una nueva antena de bajo ruido y alta ganancia SR Jones y KS Kelleher Aero Geo Astro Corporation, Alexandria, Virginia, Reimpreso de 1963 IEEE International Convention Record.
abajo: Figuras 6.4 y 6.5 en las páginas 49-50 de Secciones cónicas prácticas: las propiedades geométricas de elipses, parábolas e hipérbolas por JW Downs, Dover. 1993
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UH oh
UH oh
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