Parabolspiegel I

Die sogenannten Mikrowellen haben nichts mit dem Einheitenvorsatz „Mikro-“ zu tun, sondern Mikrowellen bezeichnen elektromagnetische Wellen mit Frequenzen zwischen ca. 1 GHz und etwa 300 GHz. Die Wellenlänge von Mikrowellen entspricht also Millimetern bis zu wenigen Dezimetern.

Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: Kurzfassung: Schematische Darstellung einer Parabol-Schüsselantenne mit speisender Antenne nahe der Mitte, parallelen orangefarbenen Wellenfronten von rechts und einem per Kabel angeschlossenen Messgerät rechts unten.

Detaillierte Beschreibung: Links ist ein großer schwarzer Halbkreis mit vielen kurzen, nach außen zeigenden Strichmarken entlang des Randes; die Schüsselöffnung zeigt nach rechts. Im rechten, offenen Bereich verlaufen mehrere gleichmäßig verteilte, waagerechte orangefarbene Linien von rechts nach links. In der Nähe der Mitte der Schüssel ist ein kleines, schwarzes, nach unten zeigendes Dreieck (Antennensymbol) an einer kurzen senkrechten Leitung dargestellt. Von diesem Punkt führen mehrere orangefarbene Geraden fächerförmig zur gekrümmten linken Innenfläche und treffen dort auf verschiedene Stellen des Randes; zusätzlich verlaufen die waagerechten orangefarbenen Linien durch die Öffnung bis zur linken Innenfläche. Vom Antennensymbol geht eine schwarze Leitung nach unten, verläuft rechtwinklig nach rechts und endet in einem rechteckigen Gerät unten rechts. Dieses Gerät hat einen Rahmen, links zwei kleine runde Tasten übereinander, mittig ein rechteckiges Display/Feld und rechts einen großen runden Drehknopf mit einem kleinen Punkt im Inneren sowie daneben einen kleinen runden Indikator. Es sind keine Textbeschriftungen vorhanden.
Abbildung E-14.7.1: Funktionsweise eines Parabolspiegels

Bei diesen Wellenlängen eignet sich die Bauform eines Parabolspiegels besonders. Hierbei macht man sich zu Nutze, dass eine parabolisch geformte Metalloberfläche (oder ein hinreichend engmaschiges Gitter) für parallel einfallende Wellen wie ein Spiegel wirkt, diese jedoch aufgrund der Krümmung des Spiegels in einem Punkt vor dem Spiegel bündelt

Unter einer Parabel versteht man in der Mathematik eine Kurve, also den Graphen, der durch eine quadratische Gleichung (z. B. $y = x^2$) beschrieben wird. Ein Paraboloid ist die Oberfläche, die sich durch Rotation einer solchen Parabel ergibt.

EG113: Eine scharf bündelnde Antenne für den Mikrowellenbereich besteht häufig aus einem ...

Nur im idealisierten Modell der Strahlenoptik (also wenn sich die elektromagnetische Welle wie ein Bündel aus Strahlen verhalten würde) kommt es zu einer Konzentration in genau einem Punkt vor dem Spiegel. Tatsächlich ist die Bündelung jedoch nicht perfekt, da es aufgrund der Welleneigenschaften zu Beugungseffekten kommt. Wie stark diese Abweichung vom idealen Strahlenmodell ist, hängt von der Größe der Schüssel ab. Je größer die Schüssel im Verhältnis zur Wellenlänge, umso besser die Richtwirkung. Eine sinnvolle Richtwirkung erreichen Parabolspiegel nur dann, wenn ihr Durchmesser einige Wellenlängen oder mehr beträgt, z. B. fünf.

EG114: Welcher Durchmesser sollte für eine Parabolspiegelantenne im Hinblick auf möglichst hohen Gewinn gewählt werden?

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