Le antenne paraboliche sono utili nelle microonde perché permettono di ottenere guadagno elevato, fasci stretti e una grande apertura con un illuminatore relativamente compatto. Non sono la scelta migliore in ogni sistema: puntamento, superficie, vento e banda dell’alimentazione impongono limiti. Ecco cinque motivi tecnici per considerarle.
1. Apertura grande rispetto alla lunghezza d’onda
Per un riflettore circolare, G ≈ η(πD/λ)², con D diametro e η efficienza d’apertura. La formula mostra perché una parabola di dimensioni gestibili può avere un alto guadagno alle microonde.
Con D = 1,2 m, f = 12 GHz ed η = 0,60, il risultato è circa 41,4 dBi. È un esempio ideale con efficienza assunta, non una prestazione garantita di qualsiasi parabola da 1,2 m.
A frequenza ed efficienza costanti, raddoppiare il diametro aumenta il guadagno di circa 6 dB. Non segue però che l’intero collegamento migliori sempre di 6 dB: errori di puntamento, illuminazione e perdite possono cambiare.
2. Un fascio stretto per collegamenti selettivi
La larghezza del fascio diminuisce in generale con λ/D, con un coefficiente legato all’illuminazione. Questo aiuta collegamenti punto-punto e ricezione da una direzione definita.
La selettività non equivale a un rapporto fronte-retro universale superiore a 60 dB. Lobi laterali, terreno e strutture vicine influenzano l’interferenza. Un fascio stretto richiede anche supporto stabile e puntamento adeguato.
3. Raccolta e collimazione tramite il riflettore
La geometria parabolica mette in relazione una direzione di arrivo con la regione focale. In trasmissione, l’illuminatore e il riflettore formano insieme un fascio. Il sistema è reciproco nei materiali e nelle condizioni in cui vale la reciprocità.
Il centro di fase del feed va posto secondo il progetto. La distanza focale non è obbligatoriamente 0,4–0,5 volte il diametro. Nelle geometrie offset il bordo e l’inclinazione apparente del disco possono trarre in inganno durante il puntamento.
4. Geometria utilizzabile con diverse bande e polarizzazioni
Il riflettore non è un singolo filo risonante: può essere impiegato su una banda ampia se superficie, illuminazione e alimentazione restano adatte. Il feed, il polarizzatore e i componenti collegati possono limitare la banda effettiva.
Non esiste quindi una larghezza frazionaria del 40% comune a tutti i prodotti. Per ricevere o trasmettere più bande, verifica diagrammi, fase e polarizzazione di ciascun percorso.
5. Separazione fra grande apertura e componenti RF
È possibile concentrare molte funzioni RF nella zona di alimentazione, mantenendo un grande elemento riflettente passivo. In alcune applicazioni questo offre un buon compromesso fra costo, prestazione e manutenzione.
La potenza ammissibile dipende anche da feed, finestre, transizioni e connettori. Il fatto che lo specchio sia metallico non garantisce kilowatt al sistema. Una parabola TV di sola ricezione non è automaticamente un terminale trasmittente.
Precisione della superficie e condizioni esterne
Alle lunghezze d’onda più corte una deformazione data diventa più importante. Per errori casuali con distribuzione gaussiana e le ipotesi del modello di Ruze descritto nel testo NRAO, il fattore di riduzione è circa exp[−(4πσ/λ)²], dove σ è l’errore RMS della superficie.
A 12 GHz, con λ circa 25 mm e σ = 0,5 mm, questo fattore vale circa 0,939, ossia una perdita di circa 0,27 dB rispetto alla stessa apertura senza quegli errori. Non è l’efficienza totale e non descrive ogni forma di deformazione.
Neve e ghiaccio possono alterare carico e prestazione. Un eventuale riscaldamento deve essere un sistema previsto per quel riflettore: scaldarlo con mezzi improvvisati può deformare superficie, rivestimenti o feed. Riscaldamento e miglioramento del guadagno non sono sinonimi.
Quando scegliere un’altra soluzione
Per copertura ampia, installazione molto compatta o rapida scansione elettronica, un’altra geometria può essere più adatta. Un’antenna omnidirezionale, un horn e un array rispondono a requisiti differenti; il confronto va fatto sull’intero collegamento.
Consulta i principi delle antenne a riflettore e del guadagno. Specifica frequenza, diametro, efficienza attesa, puntamento e ambiente prima di attribuire una distanza utile al sistema.
