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.
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.