Облучатели спутниковых антенн

Юрий добрый день Спасибо вам за ответ Я внимательно прочитал Все понятно Мне основное что нужно пытаться найти где то или купить готовый или изготовить облучатель именно с углом раскрыва 90 градусов .По приему сигнала с луны нет проблем у меня уже есть с десяток связей Но у меня мощность не большая 20-25 ватт и минус облучатель Изготовить самодельный проблема в материале и очень большая Единственно искать и купить что то готовое Спасибо вам Успехов С уважением Николай 73!

un6pd писал(а):Изготовить самодельный проблема в материале и очень большая

Николай, не забывайте, что:
1. Голь на выдумки хитра

2. Паяльник - лучший друг радиолюбителя :)

Предлагаю вам следующее:
1. Вы сообщаете мне внутренний D₁ и внешний D₂ диаметры плоской части фронтальной поверхности облучателя, а также рабочую частоту вашего передатчика.

Подольск-90.jpg

2. Я делаю расчёт и развёртку усечённого конуса с расфазированной кромкой, который будет прижиматься со стороны герметизирующей плёнки к фронтальной поверхности облучателя. На рисунке схематически показано сиреневой линией.
3. Вы находите листовую медь, латунь, оцинковку (перечислено в порядке ухудшения), выкраиваете по моему чертежу заготовки и спаиваете их, накинув между кольцом D₁ - D₂ и усечённым конусом кольцевую гайку облучателя, которой внешний рупор через герметизирующую прокладку вы прижмёте к подольскому рупору.
Получится рупор с изломом образующей, как, например, здесь: http://www.satdx.club/viewtopic.php?f=4 ... =20#p12417

Думаю, что это абсолютно реальный проект

73!

Добрый день!
Имею чисто спортивный интерес к теме работы облучателя и зеркала, т.сказать с целью по возможности улучшить прием на собственной антенне. В связи с этим одно время увлекся изучением вопроса приема на спутниковую антенну. Доводилось просматривать и выборочно читать российскую и западную литературу по антенной техники.
Вот такой вопрос:

strannik писал(а):т.е. антенна согласована с облучателем по углу раскрыва, вся энергия падающей на зеркало волны попадает в облучатель и далее в волновод.

А как же знаменитые минус 10 дб на краю зеркала ? Если вся энергия, падающая на зеркало, попадает в облучатель и далее... , то это соответствует КИП = 1,0 и тут можно говорить о т.н. "столообразной" ДН облучателя. А реально бывает так: КИП прмерно = 0,6 и ДН облучателя нисходящая от центра к краям. По моему вся энергия никак не может поступать в волновод. А на самом деле далеко не вся она поступает, а примерно процентов 60. :)

provadyuga писал(а):Добрый день!
Имею чисто спортивный интерес к теме работы облучателя и зеркала, т.сказать с целью по возможности улучшить прием на собственной антенне. В связи с этим одно время увлекся изучением вопроса приема на спутниковую антенну. Доводилось просматривать и выборочно читать российскую и западную литературу по антенной техники.
Вот такой вопрос:
strannik писал(а):т.е. антенна согласована с облучателем по углу раскрыва, вся энергия падающей на зеркало волны попадает в облучатель и далее в волновод.
А как же знаменитые минус 10 дб на краю зеркала ? Если вся энергия, падающая на зеркало, попадает в облучатель и далее... , то это соответствует КИП = 1,0 и тут можно говорить о т.н. "столообразной" ДН облучателя. А реально бывает так: КИП прмерно = 0,6 и ДН облучателя нисходящая от центра к краям. По моему вся энергия никак не может поступать в волновод. А на самом деле далеко не вся она поступает, а примерно процентов 60. :)

Приветствую ещё одного представителя солнечного Казахстана у нас на форуме, популярность которого неуклонно растёт

provadyuga, обычно в литературе по антеннам рассматривают работу антенны на передачу, а затем следует пассаж типа "по принципу взаимности при приёме наблюдаются аналогичные процессы, только в обратном порядке".
Процессы аналогичные, только начальные и краевые условия задач "на излучение" и "на приём" не идентичны решениям (результатам процессов распространения волн) обратных задач...
Безусловно, моя фраза

strannik писал(а):т.е. антенна согласована с облучателем по углу раскрыва, вся энергия падающей на зеркало волны попадает в облучатель и далее в волновод.

имеет упрощённый характер - мы должны учесть коэффициент отражения от поверхности зеркала, рассеяние волн за счёт его шероховатости и неидеальности геометрии, коэффициент прохождения из рупора в волновод... Но всё это эффекты второй степени малости, и ими пренебрегают при рассмотрении общей картины. Считается, что КО от поверхности зеркала = 1, его геометрия идеальна, волновод согласован с рупором и КП = 1. Во всяком случае, эти эффекты дают ослабление го-О-ораздо меньше -10дБ.
Недооблучённое по краям зеркало при передаче имеет неоднородное распределение напряжённости поля на своей апертуре (как по амплитуде, так и по фазе) - это результат решения задачи "на излучение" .
При приёме сигналов со спутника на апертуре антенны имеет место (практически) плоская волна с равномерным, однородным распределением амплитуд и фаз. В вашем представлении это соответствует "столообразной" ДН облучателя

strannik писал(а):В вашем представлении это соответствует "столообразной" ДН облучателя

Конечно же нет.

strannik писал(а):При приёме сигналов со спутника на апертуре антенны имеет место (практически) плоская волна с равномерным, однородным распределением амплитуд и фаз.

С этим я согласен.
Вы пишите:

strannik писал(а):т.е. антенна согласована с облучателем по углу раскрыва, вся энергия падающей на зеркало волны попадает в облучатель и далее в волновод.

Такое возможно, если ДН облучателя позволяет также равномерно принимать от всех направлений, соответствующих поверности зеркала.
Как вариант, ДН облучателя должно иметь "столообразную" форму, со спадами, соответствующими направлениям края зеркала.

В реальности так не бывает, чтобы именно ВСЯ ЭНЕРГИЯ падающей плоской волны при приеме попадала в волновод.
Не бывает так из-за направленных свойств облучателя.
Реальный облучатель имеет нисходящую ДН, при которой процентов 60 примерно энергии попадает в волновод.
При этом согласование по углу раскрыва предполагает именно эти минус 10 дб на краю зеркала.

Так с чего Вы взяли, что ВСЯ ЭНЕРГИЯ волны, как Вы пишите

strannik писал(а):(практически) плоская волна с равномерным, однородным распределением амплитуд и фаз.

попадает в волновод ?

provadyuga писал(а):В реальности так не бывает, чтобы именно ВСЯ ЭНЕРГИЯ падающей плоской волны при приеме попадала в волновод.
Не бывает так из-за направленных свойств облучателя.
Реальный облучатель имеет нисходящую ДН, при которой процентов 60 примерно энергии попадает в волновод.
При этом согласование по углу раскрыва предполагает именно эти минус 10 дб на краю зеркала.

Вы, видимо, знакомы с Истинной-в-последней-инстанции, иначе трудно понять вашу категоричность

Вы излагаете постулаты работающей на передачу (излучение) антенны, словно мессия... И не хотите услышать то, о чём я написал выше: антенна "на приём" и "на передачу" работает по-разному

provadyuga писал(а):Так с чего Вы взяли, что ВСЯ ЭНЕРГИЯ волны, как Вы пишите
strannik писал(а):(практически) плоская волна с равномерным, однородным распределением амплитуд и фаз.
попадает в волновод ?

Попробую ещё раз объяснить, но несколько с других позиций.
Чтобы быть уверенным, что мы с вами говорим на одном языке об одних и тех же вещах, задам вам контрольный вопрос:

Какой, по-вашему, основной вывод следует из решения уравнения эйконала ?

Получив любой ответ, я попытаюсь объяснить вам своё видение волновых процессов, естественно, на уровне вашего ответа

strannik писал(а):Попробую ещё раз объяснить, но несколько с других позиций.
Чтобы быть уверенным, что мы с вами говорим на одном языке об одних и тех же вещах, задам вам контрольный вопрос:

Какой, по-вашему, основной вывод следует из решения уравнения эйконала ?

Получив любой ответ, я попытаюсь объяснить вам своё видение волновых процессов, естественно, на уровне вашего ответа

Впервые слышу эту фамилию (эйконала). Понятия не имею о решении данного уравнения и тем более о выводе который следует из решения. :)
Поэтому преполагаю, что ответ на свой вопрос

provadyuga писал(а):Так с чего Вы взяли, что ВСЯ ЭНЕРГИЯ волны, как Вы пишите
strannik писал(а):(практически) плоская волна с равномерным, однородным распределением амплитуд и фаз.
попадает в волновод ?

я так и не получу, т.к. у меня исходя из ваших требований окажется неподходящий уровень знания уравнения эйконала.

Насчет категоричности и инстанций.
Я всего лишь привел здесь свою точку зрения по заявленной теме. Ничего более. ИМХО т.сказать.
Видимо это просто особенности вашего восприятия. :D

strannik писал(а): provadyuga, обычно в литературе по антеннам рассматривают работу антенны на передачу, а затем следует пассаж типа "по принципу взаимности при приёме наблюдаются аналогичные процессы, только в обратном порядке".
Процессы аналогичные, только начальные и краевые условия задач "на излучение" и "на приём" не идентичны решениям (результатам процессов распространения волн) обратных задач...

А ну-ка, про неидентичность "начальных и краевых условий" при решении задач на излучение и приём - пожалуйста поподробнее....

Опишите нам в деталях эти условия и то каким образом они в ИТОГЕ приводят к различаем в работе конкретной антенны на приём и на излучение и в чём именно проявляются эти различия.
Только не стоит здесь людям пудрить мозги различными уравнениями эйконала и прочими проявлениями высшей математики - Вы уже ранее расписывали здесь ЕРЕСЬ про то, как трубки лучей просто волшебство творят в зеркальной антенне... вот только с законом сохранения энергии при этом что-то не в порядке получалось...

. Просто конкретно своими словами - различия в работе зеркальной антенны на приём и на излучение заключаются в...

strannik писал(а): Безусловно, моя фраза
strannik писал(а):т.е. антенна согласована с облучателем по углу раскрыва, вся энергия падающей на зеркало волны попадает в облучатель и далее в волновод.
имеет упрощённый характер - мы должны учесть коэффициент отражения от поверхности зеркала, рассеяние волн за счёт его шероховатости и неидеальности геометрии, коэффициент прохождения из рупора в волновод... Но всё это эффекты второй степени малости, и ими пренебрегают при рассмотрении общей картины. Считается, что КО от поверхности зеркала = 1, его геометрия идеальна, волновод согласован с рупором и КП = 1. Во всяком случае, эти эффекты дают ослабление го-О-ораздо меньше -10дБ.
Недооблучённое по краям зеркало при передаче имеет неоднородное распределение напряжённости поля на своей апертуре (как по амплитуде, так и по фазе) - это результат решения задачи "на излучение" .
При приёме сигналов со спутника на апертуре антенны имеет место (практически) плоская волна с равномерным, однородным распределением амплитуд и фаз. В вашем представлении это соответствует "столообразной" ДН облучателя

Кроме всего перечисленного Вами - того, что Вы "должны учесть" и якобы учли... :D существует ещё и такое понятие как распространение радиоволны со сферическим фронтом, а если точнее, то с квазисферическим, а этот фактор так просто списать со счетов не получится и... "вот те на!!!", именно этот фактор и сводит на НЕТ все Ваши инсинуации по поводу разности в работе конкретной антенны на приём и излучение... :D

strannik писал(а):
provadyuga писал(а):В реальности так не бывает, чтобы именно ВСЯ ЭНЕРГИЯ падающей плоской волны при приеме попадала в волновод.
Не бывает так из-за направленных свойств облучателя.
Реальный облучатель имеет нисходящую ДН, при которой процентов 60 примерно энергии попадает в волновод.
При этом согласование по углу раскрыва предполагает именно эти минус 10 дб на краю зеркала.
Вы, видимо, знакомы с Истинной-в-последней-инстанции, иначе трудно понять вашу категоричность Вы излагаете постулаты работающей на передачу (излучение) антенны, словно мессия... И не хотите услышать то, о чём я написал выше: антенна "на приём" и "на передачу" работает по-разному

Из этого Вашего поста я вижу, что это Вы лично претендуете здесь на понимание ИСТИНЫ в последней инстанции.
А с точки зрения любого среднестатистического юзера, пишущего на этом форуме по спутниковой тематике и не углубляющегося в теорию вопроса, созревает вполне логичный и конкретный вопрос - "почему я должен доверять сказанному Вами ГОЛОСЛОВИЮ?"
Понимаете? Вы обвиняете юзера в том, что он на что-то претендует, а после этого... с видом той же самой "последней инстанции" несёте здесь ЕРЕСЬ... :)

provadyuga писал(а):Впервые слышу эту фамилию (эйконала). Понятия не имею о решении данного уравнения и тем более о выводе который следует из решения. :)
Поэтому преполагаю, что ответ на свой вопрос
provadyuga писал(а):Так с чего Вы взяли, что ВСЯ ЭНЕРГИЯ волны, как Вы пишите
strannik писал(а):(практически) плоская волна с равномерным, однородным распределением амплитуд и фаз.
попадает в волновод ?
я так и не получу, т.к. у меня исходя из ваших требований окажется неподходящий уровень знания уравнения эйконала.

Напрасно вы так считаете, я свои обещания всегда выполняю

strannik писал(а):Получив любой ответ, я попытаюсь объяснить вам своё видение волновых процессов, естественно, на уровне вашего ответа

На этом форуме я уже писал http://www.satdx.club/viewtopic.php?f=4 ... t=20#p2417

Уравнение эйконала (др.-греч. εἰκών) — это нелинейное дифференциальное уравнение в частных производных, встречающееся в задачах распространения волн, когда волновое уравнение аппроксимируется с помощью теории ВКБ. Оно является следствием уравнений Максвелла, и связывает волновую оптику с геометрической оптикой

Вспомним, что свет - это электромагнитные волны с очень маленькой длиной волны, но этот волновой процесс гораздо ближе к Кu диапазону, чем волны, которые распространялись в консольно закреплённой балке и, благодаря блестящему решению Пуассона, положили начало теории распространения волн.

Геометрическая оптика - это раздел оптики, в котором считается, что длина волны пренебрежимо мала. Основа геометрической оптики - это уравнение эйконала.
Из уравнения эйконала следует, что геометрическая оптика применима только для коротких длин волн. Чем короче длина волны, тем точнее приближение геометрической оптики.

Из решения уравнения эйконала следует, что волновой процесс распространяется вдоль лучевых трубок:

где r(s) - луч, dƩ - поперечное сечение лучевой трубки.

Из свойств лучевой трубки для нас наиболее важное то, что энергия волны распространяется исключительно вдоль лучевой трубки, не перетекая через её боковые стенки, а плотность энергии внутри лучевой трубки обратно пропорциональна площади её поперечного сечения dƩ.
Такой рисунок волновой трубки в виде изогнутого рога имеет место практически во всех учебниках по теории электромагнитного поля и вызывает больше недоумения, чем понимания сути вопроса.Больше всего смущает криволинейная образующая этого "рога изобилия" :)
Для математиков это обозначает, что скорость распространения волн есть непрерывная функция V(x,y,z), а, поскольку направление луча совпадает с градиентом (направлением максимального изменения) этой функции, то он (луч) плавно искривляется в соответствии с плавным изменением скорости V(x,y,z).
В реальных средах (вакуум в космосе, воздух в пределах нашей приёмной установки) скорость распространения электромагнитных волн постоянна и равна скорости света (такой же точно, но очень коротковолновой) электромагнитной волны. А лучи, которые есть образующие лучевых трубок, - строго прямолинейны. Поэтому в наших дальнейших рассуждениях будем представлять себе лучевые трубки в виде усечённых конусов для сферических волн (т.к. луч всегда перпендикулярен волновому фронту) и цилиндров для плоских волн.

Теперь я могу вам пояснить, почему вся энергия плоской волны, которая со спутника падает на апертуру нашего параболического зеркала, оказывается внутри согласованного с антенной облучателя:
- цилиндрическая лучевая трубка, которая образована крайними (по периметру апертуры) лучами несёт какую-то долю энергии dE излучения со спутника. Плотность этой энергии равна dE/dƩ;
- по законам геометрии на параболическом зеркале (нашей антенне) лучи отражаются и сходятся в геометрическом фокусе параболы. При этом происходит преобразование плоской волны в сферическую с вогнутым волновым фронтом.
- поскольку в конусообразной волновой трубке энергия через её боковые стенки, которые образованы лучами, отражёнными от периметра зеркала, не проходит, а площадь сечения лучевой трубки уменьшается, плотность энергии волны по мере её приближения к облучателю возрастает. Напряженность поля в горловине согласованного с зеркалом рупора возрастает во столько раз, во сколько площадь апертуры антенны больше площади поперечного сечения волновода;
- вся энергия волны с апертуры антенны попадает в волновод (при условии, что потери на отражение и затухание/рассеяние волн отсутствуют)

Теперь рассмотрите, плз, внимательно картинку, на которой методом переменной плотности (чем выше напряжённость поля, тем контрастнее волновое поле) показан процесс преобразования плоской волны на частоте 3675МГц реальной антенной Супрал-90:

Облучатель с раскрывом 88* согласован с раскрывом параболического зеркала

73!

*SatDX.сlub