Расчёт зеркальной антенны

Тут обсуждаем спутниковые антенны разных размеров и производителей
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

strannik писал(а): В описании патента не указано, что эти ДН являются"реальными ДН реального облучателя"-это ваш домысел. Вместе с тем ряд признаков указывает на "хэнд-мэйд" происхождение этих графиков
Точно так же и Ваше мнение об этих ДН основано на домыслах. Где тогда ИСТИНА? Ну хорошо... предположим, что авторы изобретения
не утрудили себя снятием реальных ДН, а просто расчитали их...
В таком случае я готов повторить свои расёты для конкретных ДН, представленных Вами... Причём заранее утверждаю, что от того, что ДН в плоскости "Е" будет идеально симметрична, результат расчёта не изменится. :)
Более того, если Вы так, по ходу, по... "ряду признаков" определяете ДН, то уж наверное должны знать про то, какими ДН отличаются облучатели в виде конического рупора... может так же по ходу поведаете здесь? :)
strannik писал(а): Мерси за комплиман и ссылку, но вы то сами хоть поняли что написали?
Я-то понимаю, что пишу, а вот Вы судя по всему не смогли разобраться всего в двух формулах и понять принцип написанного. А жаль... Впрочем такой вот ответ это голословие. Прошу Вас говорить конкретно с чем именно Вы не согласны, или что именно Вам не понятно в том, что я описал. Я поясню.
strannik писал(а): И не стоит в будущем высказывать ваши домыслы относительно того специалист/неспециалист, знает/незнает, общепризнанная/непризнанная и т.д.
Я может быть и грешу такими выражениями (хотя, если честно, не помню где я такое писал...), но ведь действительно, если человек начинает читать тему, он должен быть хоть немного подготовлен. В отношении зеркальных антенн существует ОБЩЕПРИНЯТАЯ во всём мире теория, которая объясняет практически все вопросы их работы. и я думаю что для того, чтобы приступать к чтению постов на эту тему, юзер должен знать и понимать хотя бы ОСНОВНЫЕ понятия... Или не так? А тогда как? Вместо дискуссии по вопросу опять начинать излагать элементарные и наскучившие истины?
strannik писал(а): serg757, поскольку дискуссия происходит не лично между нами, а на публичном, открытом форуме, давайте будем корректными в своей аргументации :wink:
Согласен с Вами и буду стараться впредь не ошибаться и не путать... просто уже почти полгода не занимался этими вопросами, а практикой, так с августа прошлого года. А голова быстро выбрасывает всё лишнее для неё.
► Показать
strannik писал(а):Не передёргивайте! Я не говорил о симметрии в Е и Н плоскостях.
Согласен, не говорили, но и я не имел в виду симметрию ДН между различными плоскостями - на представленных мной ДН несимметрия присутствует как в "Н", так и в "Е" плоскости.
strannik писал(а):Спасибо. Я понял, что речь всё же идёт о круговом конусе, ось вращения которого совпадает с линией FG Пожалуйста, прочитайте ещё раз
Я тоже так ранее думал... Но это фигура только похожа на конус. Основанием её является поверхность зеркала. Если посмотреть на неё из точки фокуса, то увидите эллипс. Почти круглый, но эллипс. А раз это эллипс, то ни о какой образующей разговор здесь идти не может.
strannik писал(а):Линия пересечения этого конуса с параболоидом вращения - эллипс, который совпадает с эллипсом, вырезанным круговым цилиндром, и с эллипсом, который вырезан плоскостью ACBD из параболоида.
Не знаю, зачем я доказываю вам аксиомы стереометрии?
Давайте так. Фигура эта образована не в результате вращения, понимаете? Фигура эта образована в результате распространения потока мощности по трубкам лучей, которые соединяют элементарные участки на поверхности зеркала с его точкой фокуса. И центральная линия этой фигуры соединяет точку фокуса с центральной точкой на поверхности зеркала. Согласитесь, что это немножко отличается от того конуса, который Вы выстроили. Хотя, я вполне допускаю, что можно вырезать оффсетное зеркало именно таким образом, что в итоге получим указанную Вами фигуру, но это будет частный случай и добиваться такого специально нет никакого смысла.
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение strannik »

serg757, даже не знаю, что вам сказать...
У вас редкий дар отрицать очевидные вещи и богатая, вскормленная сетевой информацией фантазия...
Моё старческое, консервативное мышление не успевает за полётом вашей мысли, а ваша логика ортогональна моим взглядам.
Я давно никого не учу, а тем более не собираюсь переучивать.
В сети я пробую отдыхать, а, если есть возможность - делюсь своими мыслями.
Но, упаси Бог, никому их насильно не навязываю.
Вынужден констатировать факт, что взаимопонимания нам не найти, а засорять вашу тему моими мыслями нехорошо.
Уходить молча, по-английски, тоже не есть гуд, а потому прощайте и не поминайте лихом.
Пойду выпью яда... Прощайте :o
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

strannik писал(а): У вас редкий дар отрицать очевидные вещи и богатая, вскормленная сетевой информацией фантазия...
Моё старческое, консервативное мышление не успевает за полётом вашей мысли, а ваша логика ортогональна моим взглядам.
Я давно никого не учу, а тем более не собираюсь переучивать.
В сети я пробую отдыхать, а, если есть возможность - делюсь своими мыслями.
Насчёт отрицать очевидное - может быть и соглашусь, но пока не вижу вашего конуса. По-любому буду разбираться с ним дополнительно.
Насчёт богатой фантазии... - это простое ГОЛОСЛОВИЕ и обратите внимание - Вы ничего конкретного по этому вопросу сказать не смогли... ни с чем не согласны, ни то, чего не поняли. Выводов делать не хочу, равно как и переучивать Вас, показывая на пальцах элементарные вещи, которые есть в учебниках по антеннам. Прощаясь - прощайте, так только, вдогон Вам совет один - найдите и прочтите книгу... ну хотя бы вот эту - А.М. Сомов, В.В Старостин, Р.В. Кабетов "Антенно-фидерные устройства", а заодно... так по-ходу разберитесь чем отличается распространение волны со сферическим фронтом от распространения волны с плоским фронтом... может быть тогда наконец-то сможете понять, что лучики, пройдя различное расстояние от зеркала для облучателя (при приёме) теряют различную мощность... :)
Но так уж и быть... ПРОЩАЙТЕ.
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

Ну что же... судя по всему обратную задачу придётся решать самому. И для этого я воспользуюсь уже готовым рисунком, который
использовал ранее при решении прямой (в классическом понимании) задачи, только слегка доработаю рисунок.
Но при этом, облучатель на антенне я заменять не стал, ибо пока альтернативы ему не представили... хоть и ДН не понравились... :)
Я конечно могу привести и другие ДН, в более удобоваримой форме и пригодных для расчётов по ним... но какой в этом смысл, если они, принадлежа устройствам, явно осесимметричным по своей геометрии, всё равно имеют явно не осесимметричные формы...
Изображение
Изображение
Изображение
И как теперь быть со словами:
поскольку дискуссия происходит не лично между нами, а на публичном, открытом форуме, давайте будем корректными в своей аргументации
вы из-за мелких ошибок подрываете веру в правильность вашей аргументации.
и другими словами о домыслах, которые в свете выводов по Супралу о том, что
1. Признаётся тот факт, что антенна на приём и на передачу работает по-разному;
??? :)
ну да вспомнил я про них лишь потому, что они были адресованы мне тем, кто сам не спешит придерживаться того, о чём говорит... так что оставим их на совести автора и продолжим тему.
Вот свежий рисунок...
Изображение
На рисунке передающая антенна, с расстояния, намного превышающего границу дальней зоны, облучает рассчитанную нами антенну.
Задача: - оценить соотношение мощности в трубках лучей, приходящих на облучатель с направлений: - границ раскрыва зеркала и с биссектрисы
угла его раскрыва, в соответствии с чувствительностью облучателя (исходя из его ДН) по направлениям.
Из рисунка видно, что апертура и поверхность зеркала облучены равномерно (рассматриваем ведь идеальный вариант...), однако до облучателя
энергия по трубкам доходит с потерями мощности и, что самое главное, с нарушением равномерности распределения. Именно по этой
причине и говорится, что в случае приёма на распределение в раскрыве необходимо смотреть "глазами облучателя".
И ещё об одном - о том, что практически на всех антеннах направление оси облучателя, обеспечиваемое конвертородержателем не является ошибкой, а выбрано обдуманно.
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

Ну и ещё раз про то, как расчитывал и в чём смысл выполненных расчётов.
Идея взята (конечно же не мной) из принципа нормирования ДН. Для этого мне придётся слегка коснуться темы самих ДН, и только
потом рассказать сам принцип подобных расчётов.
Итак под диаграммой направленности пониают зависимость амплитуды напряжённости электромагнитного в зависимости от направления
в пространстве, или если просто - от угла поворота антенны. В зависимости от используемых в ДН углов различают объёмные ДН, ДН
в полярных координатах, ДН в декартовой системе координат... да много каких ещё... Тема ведь не про ДН, поэтому сразу оговорюсь
Здесь нас интересуют ДН в декартовой системе координат, в зависимости от телесного угла. Теперь в самый раз перейти к вопросу
нормированных ДН. Для того, чтобы при анализе ДН различных антенн можно было удобно сравнить их направленность,
применяют нормирование ДН. Принцип нормирования прост - берётся максимальное значение амплитуды ДН и приравнивается к "1". Все
остальные значения амплитуды делят на максимальное значение. в итоге получаем график, в котором представлены изменения по углу,
относительно максимального значения, т.е. получаем график, характеризующий направленность антенны в относительных единицах.
Тем самым мы избавляемся от соблазна никому не нужного сравнения уровней амплитуды при одинаковом угле различных ДН. Вы сами
можете посмотреть как удобно сравнивать между собой нормированные диаграммы по тем скринам ДН рупоров, что я привёл в предыдущем посте. К сожалению я не могу привести не нормированную ДН какого-либо устройства в сравнении с нормированной.
В некоторых случаях вместо амплитудных ДН удобнее пользоваться ДН по мощности, поэтому всякая нормированная ДН должна пояснять
по какому параметру она. Вот рисунок на котором для сравнения приведены амплитудная ДН и ДН по мощности, принадлежащие одному
устройству:
Изображение
Ну а для того, чтобы не городить множество графиков, можно представить нормированные ДН в децибелах. Как выглядят такие ДН
вы уже видели.
Итак перейдём к расчётам, представленных в предыдущем посте. Особенностью такого анализа является тот факт, что нам не известны
ни значения амплитуды поля, ни мощность на каждой элементарной площадке зеркала. Но зато нам известен тот факт, что исходя
из расстояния то спутника до земли и самих размеров зон покрытия, можно уверенно утверждать, что зеркало практически любого
диаметра облучается волной с плоским фронтом (хтя на самом деле это не так, но тема не об этом, поэтому за основу принимаем ИДЕАЛЬНЫЙ вариант. А это означает, что каждая элементарная площадка на зеркале имеет одинаковую амплитуду поля и соответственно одинаковую мощность по сравнению с другими элементарными площадками. А это даёт нам полное право сразу перейти к нормированию. Итак, принцип нормирования предлагает нам выбрать максимальное значение амплитуды или мощности и приравнять его к единице. А так как значения амплитуды, а значит и мощности на каждой элементарной площадке зеркала равны между собой, то любую из них приравниваем к единице и соответственно во всех точках получаем относительное значение амплитуды (мощности) - "1". Такой принцип можно применить для любой точки на пути распространения волны от спутника до зеркала приёмной антенны.
Посмотрим ещё раз на рисунок:
Изображение
На рисунке я показал, что практически в любой точке на линии распространения, по всему "срезу" поле имеет амплитуду и мощность
которую можно обозначить нормированной "1". Таким образом волна доходит до апертуры, проходит её и попадает на поверхность
зеркала. Этот факт не говорит нам, что значения амплитуды и мощности в точках среза, или на поверхности зеркала равны значениям
амплитуды и мощности в апертуре или на поверхности зеркала передающей антенны. Это говорит нам лишь о том, что распределение
поля одинаковое по "срезу" в любой точке на линии распространения волны. Но так обстоит дело только до тех пор, пока волна не
достигнет поверхности зеркала приёмной антенны и так же равномерно не распределится по его поверхности. А далее начинаются... ЧУДЕСА.
А что за чудеса... поговорим об этом чуть позже. :)
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

Итак... Что за чудеса творятся далее, а именно что произойдёт с амплитудой и мощностью в трубках при распространении энергии
на участке от поверхности зеркала до точки фокуса. Опять обратимся к уже порядком поднадоевшему рисунку...
Изображение
Когда первый раз рисовал рисунок, я специально не нарисовал конвертор - уверен был, что придётся потом рисовать антенну без
него, с пустой точкой фокуса...
И теперь мне не пришлось делать лишние движения мышью, чтобы затирать изображённый конвертор... с его ДН... Рассмотрим просто
точку фокуса (в действительности область) в которую собираются рассмотренные нами трубки лучей.
На рисунке опять представлены две формулы. Одна из них - та же старая, знакомая нам формула, по которой определяются реальные
расстояния, пройденные лучами от элементарных площадок на поверхности зеркала до точки фокуса. Эта формула представляет собой
уравнение параболы в полярной системе координат. Вторая формула описывает закон сохранения энергии в трубке лучей, применительно
к антенне, в которой отсутствует облучатель. Эти две формулы позволяют нам выяснить как изменяется мощность в трубке при
достижении точки фокуса. Далее на рисунке стрелками обозначены длины пути лучей, а в районе точки фокуса, для каждой
рассмотренной трубки показаны:
- норма мощности в трубке, в точке фокуса, относительно к мощности на поверхности зеркала соответствующей этой же трубке;
- ослабление мощности в трубке в, точке фокуса (в дБ), относительно мощности на поверхности зеркала...;
- ослабление мощности в трубке, в точке фокуса, относительно максимальной мощности в точке фокуса, в других трубках...
Для примера проведём расчёт для верхнего края зеркала. Длина пути луча для точки верхнего края составляет 958,26. Норму тока
в этой точке (1) делим на длину пути, получаем значение значение 0,00104. Эта норма тока, приходящаяся на точку фокуса с
направления на верхний край зеркала. Для получения этого значения в дБ возводим это значение в квадрат и получаем значение
0,0000011. Это норма мощности в точке фокуса, соответствующая направлению на верхний край зеркала, относительно нормы мощности
в точке верхнего края - "1". Далее к значению 0,0000011 применяем функцию десятичного логарифма и результат умножаем на 10.
Получаем значение ослабления мощности с верхнего края зеркала в результате прохождения луча от верхнего края до точки фокуса.
Итак, что же произошло? Почему к примеру при прохождении лучей от апертуры до поверхности зеркала мощность сохраняет своё
первоначальное значение, а при прохождении до точки фокуса это значение уменьшается в сотни раз?
Всё дело здесь в том, что при распространении волны, изменение амплитуды векторов напряжённости поля зависит от фронта волны. Для волны с плоским фронтом, амплитуда векторов напряжённости поля остаётся неизменным вдоль всего пути следования волны (Здесь подразумеваю отсутствие влияния внешних факторов). У волны же со сферическим фронтом, амплитуда векторов напряжённости поля уменьшается пропорционально первой степени пройденного расстояния. Что фактически и показали расчёты, которые были приведены здесь.
И законы распространения волны и те законы, на которых основана работа зеркал не зависят от того, как ставится задача -
на приём или передачу... именно по этой причине ВСЕГДА и во ВСЕХ источниках, будь то учебник, или научная монография, работа
зеркальных антенн... впрочем как и любых апертурных антенн, описывается с точки зрения передачи и практически все процессы, происходящие при передаче, легко переносятся на приём, с некоторыми небольшими оговорками. Хорошим примером здесь могут служить такие вот оговорки:
Изображение
Изображение
Изображение
Посему, что касаемо зеркальных и других апертурных антенн, любая задача, решённая для условий передачи, решается и для условий приёма. :)
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

Итак, по причине того, что в пределах ближней зоны зеркальной антенны, амплитуда напряжённости поля для волны с плоским
фронтом практически неизменна по всему пути распространения (при отсутствии влияния внешних факторов), а амплитуда
напряжённости поля для волны со сферическим фронтом убывает пропорционально пройденному пути, мы фактически имеем не
равномерное распределение поля по поверхности зеркала, которое облучается полем, в виде плоской волны. И неравномерность
эта имеет место быть для точки фокуса, являющейся фактически одним из параметров зеркала, и соответственно для всякой той штуковины, которая будет установлена в эту точку, хотя при этом ни у кого не возникает сомнений в том, что на самой поверхности зеркала поле распределено равномерно. ЧУДЕСА, да и только... и причиной подобных чудес является само зеркало. А именно тот факт, что зеркало, в силу своей природы выполняет в антенне две основные функции: - собирание энергии с участка зоны покрытия и преобразование этой энергии в вид, удобный для суммирования.
Что можно сделать в этом случае для получения "действительно равномерного" распределения? Выход один - создание облучателя,
с идеальной ДН. А какая ДН будет идеальна для оффсетного зеркала? Мы её можем получить аналогично тому, как получаем само
оффсетное зеркало - вырезкой из идеальной ДН для исходного параболойда. И здесь можно смело резать плоскостью, или линией (в декартовой системе координат).
Изображение
А полученную "вырезку" ДН, сдвинуть влево, сделав так, чтобы вертикальная ось делила её пополам, приготовив тем самым "вырезку" ДН к повороту облучателя в направлении на оффсетное зеркало и уже в этом случае ОДНОЗНАЧНО направлять ось облучателя только в одну, единственно правильную точку - по биссектрисе угла раскрыва оффсетного зеркала.
На рисунке идеальная ДН для облучателя оффсетного зеркала показана зелёным цветом. Линия, которой разрезана исходная ДН показана красным цветом. Теперь осталось самое простое - изготовить облучатель с такой ДН... :lol:
Ну и как тут не вспомнить тот пост, что приводил в теме про наклон зеркала cactus?
cactus писал(а):
RimaNTSS писал(а): Создаётся впечатление неравномерности облучения
Изображение Изображение Изображение
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

Можно конечно далее рассчитать требуемые уровни этой идеальной ДН в центре и на периферии в относительных единицах для
рассчитанного зеркала и затем перевести их в дБ, но мне, если честно уже лень это делать, ибо ранее я всё подробно объяснил.
Остаётся только упомянуть, что зачастую антенны рассчитываются когда нет готового облучателя, но это более относится к
проектируемым с "нуля" станциям спутниковой связи. Хотя порядок такого расчёта можно применить и для расчёта бытовой
зеркальной антенны. Поэтому вкратце остановлюсь и на таком расчёте.
Исходными данными для такого расчёта являются:
- предназначение антенны;
- диапазон рабочих частот антенны;
- ЭИИМ в планируемой зоне приёма (для приёмной антенны), или требуемая мощность излучения для передающей антенны.
Далее, по специальным таблицам, определяют ослабление амплитуды на краях зеркала, далее производится выбор облучателя и
определение требуемого угла раскрыва зеркала, после чего рассчитывается ДН облучателя и по ней уточняется угол раскрыва
зеркала. Далее определяется диаметр параболойда, вычисляется его фокусное расстояние, строится профиль параболойда.
Теперь осталось поставить окончательную точку в вопросе распределения поля в раскрыве антенны, а именно - обосновать все
те моменты, которые я использовал при описании этого вопроса. Но для этого сначала необходимо подробнее остановиться на
теории работы самой зеркальной антенны, назначении её элементов и затем уже в связи с этой теорией обосновать эти вопросы
как с точки зрения геометрической оптики (распространение волны в трубках лучей), так и с точки зрения теории дифракции -
зеркальная антенна ведь относится к дифракционным антеннам... Самый ПРИКОЛ здесь в том, что самой судьбой определено
тесно завязать вопрос распределения поля в раскрыве антенны, с вопросом, который был ещё актуален лет так 7 назад, а затем
про него забыли. Вопрос этот, точнее термин или название звучит так - "Кольца Френеля"... :)
Но перед этим, как я уже говорил ранее рассмотрим вопросы теории зеркальных антенн.
Решил воскресить эту тему в виду того, что остались ещё юзеры, интересующиеся вопросом работы зеркальных антенн и всем, что
связано с ними. Думаю, что все те теоретические вопросы, которые мне удалось разъяснить для себя будут полезны для любителей
спутникового приёма, ибо в любом случае человек должен понимать как работает то, что он постоянно вертит, крутит и измеряет.
Ну а те вопросы, которые я понял не верно, в случае действительной ошибки по ним, я надеюсь будут откорректированы другими
юзерами для себя и поведаны остальным. Сразу оговорюсь - я считаю, что большинство юзеров и без дополнительных объяснений имеют понятия об устройстве, составе и назначении основных элементов зеркальной антенны, равно как и о их основных параметрах, поэтому
вопросы устройства зеркальной антенны будут освещены кратко, а основное внимание будет уделено описанию работы антенны.
Итак, что представляет собой зеркальная антенна.
Думаю, что здесь нет такого человека, который бы не имел представления о том, как выглядит этот "ЗВЕРЮГА"... и не знает в
общих чертах как она работает, но я всё же возьму на себя риск и размещу здесь изображение зеркальной антенны в том виде,
который нам наиболее близок, то есть зеркальная антенна в бытовом её применении.
Изображение
Ну и любой юзер в ответ на вопрос "Как работает зеркальная антенна?" ответит не задумываясь - Зеркало принимает
электромагнитные волны, фокусирует их на конвертор, который преобразует СВЧ сигнал в токи промежуточной частоты и передаёт
их по фидеру в приёмник. И будет ПРАВ. Ибо именно так и работает зеркальная антенна бытового назначения.
Вроде как и тему на этом можно закрывать с чистой совестью, если бы не один вопрос - что необходимо для максимально
качественного приёма спутникового сигнала на зеркальную антенну. Именно этот на первый взгляд простой вопрос и определил
на многие годы всю ту горячую полемику, которая развернулась в сети, на различных ресурсах и которая местами имела такой
градус, что "плавился асфальт"... И ведь до сих пор нельзя найти ресурса, на котором бы этот вопрос был раскрыт полностью
и ЦЕЛЬНО и не порождал при этом новых вопросов. Скорее наоборот, вопрос этот оброс дополнительными вопросами, такими как
"есть ли ДН у зеркала?", "Может ли что-нибудь изменить облучатель и вообще для чего он предназначен" и им подобные. И это
не удивительно, по той причине, что всё это непосредственно относится к теории работы зеркальной антенны и все реальные
конструкции облучателей, во всём многообразии их колец, трубок и всей остальной ХРЕНИ являются лишь следствиями, вытекающими из этой теории.
Посему постараемся подробно разобраться со всеми вопросами теории зеркальных антенн.
Ну и начнём этот разговор с вопроса - что такое зеркальная антенна и какое назначение имеют составляющие её части.
Итак зеркальная антенна это оборудование, предназначенное для приёма/передачи СВЧ сигнала на дальних и сверхдальних
расстояниях. Что за расстояния такие? Пока отвечу кратко - те, которые превышают границу дальней зоны антенныи на этом
пока что остановлюсь, чтобы затем более подробно, в ходе объяснения теории работы самой антенны, пояснить это понятие.
Итак, из каких элементов состоит зеркальная антенна. Фактически зеркальная антенна представляет из себя три антенны в одной.
Из них две антенны являются дифракционными и одна проволочная и каждая из них выполняет свои функции.
Итак первым и самым важным элементом, определившим название самой антенны является зеркало, являющееся первым дифракционным
элементом в антенне, который может иметь различные формы, но самая распространённая в быту форма - параболическая.
Получается в результате вращения параболы вокруг своей "главной оптической" оси. Что мы и можем наблюдать при просмотре
некоторых роликов, рассказывающих о производстве осесимметричных зеркал. Основные задачи зеркала:
- сбор СВЧ энергии электромагнитной волны (волн) с поверхности;
- преобразование электромагнитной волны, в форму, удобную для выполнения основной задачи антенны (приёма или передачи).
Вторая задача достигается при помощи фокусировки, или действием обратным фокусировке (фактически зеркало при решении этой
задачи является преобразователем фронта волны). По этой причине и применяются именно зеркала, ибо собрать и направить может только зеркало.
Так как речь здесь касается чисто теории работы зеркальной антенны, в дальнейшем (дабы не усложнять материал) речь будет
вестись применительно только к параболическим зеркалам. В зависимости от конкретной реализации зеркала бывают
осесимметричными - в виде параболойда вращения (выше я упоминал о нём) и оффсетные - в виде вырезки из параболойда вращения .
Вырезка может быть осуществлена (условно конечно) либо цилиндром (большинство известных бытовых зеркал), либо иной другой
фигурой (зеркала имеющие нестандартные формы).
Вторым элементом зеркальной антенны является облучатель, который так же является дифракционной антенной. Представляет собой
разнообразные конструкции, простейшей из которых является открытый конец волновода. Основным назначением облучателя
является суммирование СВЧ энергии, собранной зеркалом с поверхности и передачи её на преобразователь. Дополнительным
назначением облучателя является приём и суммирование энергии от зеркала с каждого его (зеркала) элементарного участка, в
требуемой пропорции
. А какая требуется пропорция, определяет теория работы зеркальной антенны, которую мы рассмотрим далее.
Третьем элементом является приёмный штырь, по другому его называют "зонд" - представляет собой фактически проводник,
геометрические размеры которого соизмеримы с длиной волны в волноводе и одновременно позволяют реализовать согласованную
нагрузку. Основное назначение штыря - преобразование энергии электромагнитного поля в ток высокой частоты.
Вот все основные составляющие зеркальной антенны. Добавьте к ним элементы крепления и монтажа конвертора и получите ту
антенну, которые наблюдаете повседневно (пока ещё)... практически на каждом доме.
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

Итак, с устройством зеркальной антенны вроде как всё ясно, остаётся решить только один, незначительный вопрос - что
необходимо сделать для того, чтобы антенна обеспечивала максимальное качество передачи или приёма. Я думаю понятно, что для
этого антенна должна передать или принять максимальное количество полезной энергии, которую она получает
либо от передатчика, либо от передающей антенны, без потерь. Вроде бы как всё очень просто, но вот вопрос - как этого
добиться и является причиной того, что постоянно появляются новые и совершенствуются прежние модели антенн. Этот факт
говорит о том, что вопрос этот остаётся традиционно актуален. Итак... что необходимо сделать? Для того, чтобы ответить на
этот вопрос я предлагаю каждому поставить и решить (в первую очередь для себя) такой вопрос - что он понимает под идеальной
зеркальной антенной и что способна обеспечить такая антенна на практике, в случае если свершится НЕВОЗМОЖНОЕ и такая антенна
всё-таки появится в природе. А пока юзеры будут думать, я немного порисую.
Аватара пользователя
serg757
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 131
Зарегистрирован: 16 апр 2015, 12:04
9
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 30 раз
Контактная информация:

Расчёт зеркальной антенны

Непрочитанное сообщение serg757 »

cactus писал(а):
serg757 писал(а): Итак... что необходимо сделать?
максимально понизить боковое и заднее излучение.
А лучше вообще убрать их... а заодно и саму ДН слелать в виде иглы... Зеркальная антенна ведь должна иметь ДН игольчатого типа...
Вот мы и пришли к пониманию идеальной зеркальной антенны. Эта антенна, имеющая ДН такого вот вида:
Изображение
А что это означает для работы самой антенны? Это я поясню на следующем рисунке:
Изображение
Рисунок нарисован так для того, чтобы сразу был виден вопрос и передачи и приёма. На рисунке, УСЛОВНО, изображены две антенны типа "Супрал", те самые, что работают только на приём, а на передачу... говорят тоже работают, но как-то по другому... :) Хотя я ничего другого в передаче увидеть не смог... Предположим, что кому-то удалось всё-таки реализовать идеальную зеркальную антенну и вот он с их помощью, построил идеальную линию связи, которая является самой что ни на есть скрытой и помехозащищённой. За счёт чего достигнуты такие ВЫДАЮЩИЕСЯ показатели? За счёт именно ДН, которая имеет вид иглы. На рисунке, зелёными линиями показаны те самые трубки лучей, о которых мы ещё отдельно поговорим и определена граница дальней зоны антенны, о которой мы также поговорим, когда будем обсуждать распространение СВЧ сигнала от антенны к антенне и в самой приёмной антенне, на участке "зеркало-облучатель". На рисунке я специально нарисовал большое количество трубок, чтобы акцентировать внимание на том, что благодаря истинно игольчатой ДН, каждая трубка, выходя из определённой точки апертуры передающего зеркала, попадает в соответствующую точку на апертуре принимающего зеркала и количество трубок, которые испускает передающая антенна, равно количеству трубок, которые приняла приёмная антенна, а это означает, что вся полезная энергия от передающей антенны принята приёмной антенной. Я надеюсь юзеры поймут меня и позволят мне до конца досмотреть этот... "голубой сон..." и на самом деле такого достигнуть просто не возможно, но для того и существует ИДЕАЛ, чтобы к нему стремиться... То есть всё, что происходит на рисунке это плод фантазии, а вот как реально обстоят дела, мы рассмотрим позже.
Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 5 гостей