Torviantennien edut ja haitat. Torviantenni: kuvaus, suunnittelu, ominaisuudet ja käyttö. E-tason sektoritorvi
2,45 GHz:n WiFi-signaalin aallonpituus on 122 mm. Polarisaatio on pystysuora. Verkko tarjoaa mielenkiintoisen kaavion bikvadraatista, joka on kaareutunut halkaisijaltaan 10 cm kupariputken ympärille, ja käy ilmi, että tällaisen antennin säteilykuvio on vääristynyt ja venynyt atsimuutissa. Ei ole olemassa MMANA-malleja, jotka näkisivät tarkalleen mitä tapahtuu, mutta amatöörit väittävät, että tämä liike ei ole paras (tarkastelemme sitä myöhemmin). Torviantennit sopivat korkeille taajuuksille, mutta ovat liian tilaa vieviä matalille taajuuksille. Onko mahdollista tehdä antenni reitittimelle omin käsin kaiuttimen muodossa. Poikkeustapauksissa (järviankan äänen jäljitelmä) ehdottomasti kyllä.
Harvat ihmiset ajattelevat antennin fyysistä merkitystä. Keskivertoihminen vastaa, että antenni tarvitaan signaalin vahvistamiseen, mutta se on passiivinen, ei-vahvistava laite. Se kerää signaalin suurelta alueelta ja lähettää sen pienelle alueelle, jossa vastaanotinkaapeli sijaitsee. Kaikki antennit tekevät tämän poikkeuksetta. Mitä vibraattori voi kerätä? Riittää, kun muistaa, että aaltovärähtelijä (aallonpituutta vastaava lanka) on parempi kuin puoliaaltovärähtelijä, jolla on etu neljännesaaltovärähtelijään (saa kuin neljäsosaa aallonpituudesta) verrattuna. Mitä pidempi vibraattori, sitä tehokkaampi. Tässä tapauksessa noudatetaan tiettyjä mittasuhteita. Tämän sanelevat luonnon aaltolakit.
Tiedetään, että oopperalaulaja rikkoo kristallilasin osuttuaan korkean sävelen. Miten se on tehty. Laulumestari lyö soitinta kevyesti ja kuuntelee, mitä nuottia aluksesta virtaa. Tämä on kohteen resonanssitaajuus. Soitamalla samaa nuottia koulutetulla äänellä laulaja herättää vastauksen säiliöstä. Värähtelyt kerääntyvät, voimistuvat eivätkä kuole pois. Tämän seurauksena lasi hajoaa palasiksi. Täsmälleen sama asia tapahtuu antennissa. Kerää ja lähettää resonoivia aaltoja. Ja tämä on perustaajuus ja harmoniset (kerrottu kahdella, neljällä jne. taajuudella). Kotitekoinen reitittimen antenni auttaa karsimaan tarpeettomat. Signaali keskittyy oikeaan paikkaan.
On tärkeää kytkeä johto antenniin oikein. Aaltojen ja harmonisten vastaanotto mahdollistaa harmonisen antennin valmistamisen, joka vastaanottaa taajuuksia, joiden puoliaallot ovat laitteen mittojen kerrannaisia.
Esimerkiksi taajuudet, jotka liittyvät muotoon 1: 2: 4: 6 jne. Oikein piirretty viiva mahdollistaa useiden aaltojen kiinnittämisen samanaikaisesti. Jos rikot sääntöjä, laite ei toimi. Voit tehdä sen seuraavasti:
- Piirrä kaavio värähtelijästä (suora viiva), jossa on kaaviomaisesti esitetty virtojen ja jännitteiden jakautumislait kaikilla aallonpituuksilla.
- Jos liität johdot jännitteen vastasolmupisteeseen, saat jännitesyöttöä.
- Jos kytket johdot kaikkien virtojen antisolmupisteeseen, saat virransyötön.
Näin tehdään harmonisia antenneja. Jos haluat tehdä jotain tällaista esimerkiksi taajuudelle 3,7 MHz (HF-alue), tarvitset 80 metrin pituisen langan. On selvää, että tällainen tilanne ei välttämättä sovi sinulle. Siksi uusia malleja etsitään jatkuvasti. Ei kauan sitten he julkaisivat kuvauksen nyrkkiin sopivan ferromagneettisen antennin rakentamisprosessista 3,7–7 MHz alueelle. Emme väitä, että se korvaa 80 metriä kuparia, mutta tutkijat ovat havainneet siitä positiivisen vaikutuksen, jota käytetään radiovastaanottimissa.
Torviantennit reitittimeen
Mikä miellyttää sinua torvivahvistusantennilla reitittimelle. Yksinkertainen suunnittelussa. Tässä teoria:
- pyramidimainen (katkaistu pyramidi);
- sektorillinen, sektorillinen (aaltoputkesta valmistettu sektori, pohja ja katto ovat yhdensuuntaiset toistensa kanssa, sivut eroavat);
- kartiomainen (katkaistu kartio);
- hybridi (torven muotoa tuskin voi kutsua keksityksi sanaksi; niille, jotka ovat purkaneet satelliittimuuntimet, ovat tuttuja portaista torvi).
Jos torvia käytetään satelliittiviestinnässä yli 5 GHz:n taajuuksilla, ne sopivat myös WiFi-verkkoon. Kuinka tehdä antenni reitittimelle. Torvet kuuluvat mikroaaltouunien luokkaan. Antenni on valmistettu sisältä teräksestä. Tämä parantaa johtavuusolosuhteita, antaa aallon liikkua vapaasti sisällä ja antaa seinille kovuutta. Käytännössä lasiloggiaan sopii sisäpuolelta foliolla päällystetty pahvi. Kuten tiedät, folio on valmistettu alumiinista; kuparilla on parhaat ominaisuudet. Jotkut ihmiset kokoavat torviantenneja PCB:stä. Sitten pinta kiillotetaan esimerkiksi pyyhekumilla ja lakataan. Tiivistä torviantenniportaali dielektrillä, muovilla, vaahdolla jne.
Tärkeä! Ilman kalvoa torvi ei toimi ilmeisistä syistä. Dielektri ei voi heijastaa sähkömagneettista säteilyä.
Liitokset, piirilevyn tapauksessa, juotetaan, pahvi liimataan. On ehkä parempi ottaa vaneri, koska oikea geometria on tärkeä antennille. Ja viilulevy pitää muotonsa paremmin. Sisäpuoli on liimattava saumoista ja ulkopuoli on pinnoitettava pohjamaalilla, joka estää kosteuden tunkeutumisen sisään. Seuraavaksi se maalataan ja ripustetaan mihin tahansa. Haluttaessa yläosaan on mahdollista kiinnittää lintujen syöttölaite. Peitä rakenteen sisäpuoli foliolla, mahdollisimman tasaisesti (liimauksen tasaisuus ei vaikuta antennin toimintaan). Suosittelemme pyramidin muotoisen torven valmistamista, joka on yksinkertaisempi ja tarjoaa hyväksyttävän säteilykuvion ja korkeuden siltä varalta, että vieraat haluavat päästä verkkoomme.
Reitittimen torviantennin säteilykuvio ei ole alkuperäinen. Tämä on terälehti, 15 astetta leveä (riippuen suunnittelusta) atsimuutissa ja korkeudessa. Tämä määrittää tietyn sovelluksen. Talon peittämiseksi antenni sijoitetaan keskietäisyyden korkeudelle. Joten pääterälehti kattaa kaikki kuluttajat. Aloitetaan syöttöaaltoputken mitoista, joihin kiinnitetään vähän huomiota. Verkkosivustolla http://users.skynet.be/chricat/horn/horn-javascript.html on laskin, jonka avulla voit laskea parametrit korvaamalla taajuuden. Oletus on kanava 6 (2437 MHz).
Syöttöaaltoputken pohja on alhaalta lävistetty tapilla, joka on neljäsosan aallonpituuden päässä takaseinästä, ja osan pituus on puolet aallonpituudesta. Fysiikan kaavan avulla löydämme aallonpituuden: 299792458 / 2430000000 = 123 mm. Tämä on aallonpituus vapaassa tilassa. Aaltoputkessa on kriittinen aalto; se ei voi toimia sen alapuolella. Arvo on yhtä suuri kuin kaksi kertaa aaltoputken pitkä sivu. Noudatetaan laskimen neuvoja ja otetaan seinät 90 x 60 mm. Kriittinen aallonpituus on 180 mm. Aaltoputken sisällä aalto liikkuu kulmassa. Tämän seurauksena aallonpituus kasvaa, mikä on yhtä suuri kuin vapaassa tilassa olevan aallonpituuden osamäärä jaettuna sisällä olevan liikekulman kosinilla.
Vaikeus on löytää kulman. Laskemiseen on kehitetty erityisiä kaavoja, jotka lukijat löytävät itse, mutta käytämme tuloksia. Aluksi laskin pyytää sinua määrittämään torven mitat. Annetaan oikeat arvot. Menetelmän avulla löydämme suuntaissärmiön sivut, joka sisältää torven aukon (ilman syöttöaaltoputkea). Siitä käy ilmi:
- Pituus P - 60 cm.
- Leveys H – 25 cm.
- Korkeus E - 10 cm.
Ulkoisen portaalin mitat löytyvät, ja sisäinen on yhtä suuri kuin sisäänkäynti aaltoputkeen. Tämä määrittää neljän seinän geometrian. Napsauta Compute ja saat valmiin mallin. Kiinnitä huomiota Aperture Quality -sarakkeeseen. Sen tulee sisältää luku, joka on pienempi kuin 1/8 aallosta (tässä tapauksessa 15 mm). Neljännes julkaistiin sivuston alkuperäisillä tiedoilla, mutta kirjoittaja ei ole varma sen oikeellisuudesta. Älä liimaa ensimmäistä mallia tiukasti, vaan testaa se ensin maassa. Huomaa, että olemme jo laskeneet aallonpituuden aaltoputkessa, luku on 16,85 cm. Nyt ymmärrämme mitä tehdä tangolle:
- etäisyys aaltoputken peitetystä takaseinästä 168,5 / 4 = 42,125 mm;
- aaltoputkiosan pituus on 84 mm;
Nämä ovat tärkeitä parametreja, ja niitä tulee noudattaa tarkasti. Tässä signaali poistetaan nastasta. Sivuston perustaminen. Tappi työntyy alaosasta tiettyyn pituuteen, tämä on neljännes aallosta vapaassa tilassa (31 mm). Sinun on otettava SWR-mittari ja siirrettävä sitä eri suuntiin, kunnes saat arvon yksikköalueelle. Jos se ei toimi pitkään aikaan, kallista sauvaa hieman takaseinää kohti.
No, WiFi-reitittimen ulkoinen antenni on valmis. Seuraavaksi keskustellaan mikroaaltoteknologiasta.
Artikkelia käännettäväksi ehdotti alessandro893. Aineisto on otettu laajalta referenssipaikalta, jossa kuvataan erityisesti tutkien toimintaperiaatteet ja suunnittelu.
Antenni on sähkölaite, joka muuntaa sähkön radioaalloksi ja päinvastoin. Antennia ei käytetä vain tutkissa, vaan myös häirintäjärjestelmissä, säteilyvaroitusjärjestelmissä ja viestintäjärjestelmissä. Lähetyksen aikana antenni keskittää tutkalähettimen energian ja muodostaa haluttuun suuntaan suunnatun säteen. Vastaanottaessaan antenni kerää heijastuneiden signaalien sisältämän palaavan tutkaenergian ja lähettää sen vastaanottimelle. Antennit vaihtelevat usein säteen muodon ja tehokkuuden suhteen.
Vasemmalla on isotrooppinen antenni, oikealla suunta-antenni
Dipoli antenni
Dipoliantenni tai dipoli on yksinkertaisin ja suosituin antenniluokka. Koostuu kahdesta identtisestä johtimesta, langasta tai tangosta, joilla on yleensä molemminpuolinen symmetria. Lähettävissä laitteissa siihen syötetään virtaa ja vastaanottaville laitteille signaali vastaanotetaan antennin kahden puoliskon väliin. Lähettimen tai vastaanottimen syöttölaitteen molemmat puolet on kytketty yhteen johtimista. Dipolit ovat resonoivia antenneja, eli niiden elementit toimivat resonaattoreina, joissa seisovat aallot kulkevat päästä toiseen. Joten dipolielementtien pituus määräytyy radioaallon pituuden mukaan.
Suuntakuvio
Dipolit ovat monisuuntaisia antenneja. Tästä syystä niitä käytetään usein viestintäjärjestelmissä.Antenni epäsymmetrisen vibraattorin muodossa (monopoli)
Epäsymmetrinen antenni on puolet dipoliantennista, ja se on asennettu kohtisuoraan johtavaan pintaan, vaakasuoraan heijastavaan elementtiin, nähden. Monopoliantennin suuntaavuus on kaksi kertaa kaksinkertaisen pituisen dipoliantennin suuntaavuus, koska vaakasuoran heijastavan elementin alla ei ole säteilyä. Tässä suhteessa tällaisen antennin hyötysuhde on kaksi kertaa korkeampi ja se pystyy lähettämään aaltoja edelleen samalla lähetysteholla.
Suuntakuvio
Aaltokanava-antenni, Yagi-Uda-antenni, Yagi-antenni
Suuntakuvio
Kulma-antenni
Antennityyppi, jota käytetään usein VHF- ja UHF-lähettimissä. Se koostuu säteilyttimestä (tämä voi olla dipoli tai Yagi-ryhmä), joka on asennettu kahden litteän suorakaiteen muotoisen heijastavan näytön eteen, jotka on yhdistetty kulmassa, yleensä 90°. Metallilevy tai ritilä (matalien taajuuksien tutkat) voi toimia heijastimena, mikä vähentää painoa ja vähentää tuulenvastusta. Kulma-antennien kantama on laaja, ja vahvistus on noin 10-15 dB.
Suuntakuvio
Vibraattorin logaritminen jaksollinen (logaritminen jaksollinen) antenni tai symmetristen värähtelyjen logaritminen jaksollinen ryhmä
Log-periodic antenna (LPA) koostuu useista puoliaaltodipolisäteilijöistä, joiden pituus kasvaa asteittain. Jokainen koostuu kahdesta metallitangosta. Dipolit on kiinnitetty tiiviisti, toistensa takana ja kytketty syöttölaitteeseen rinnakkain, vastakkaisilla vaiheilla. Tämä antenni näyttää samanlaiselta kuin Yagi-antenni, mutta se toimii eri tavalla. Elementtien lisääminen Yagi-antenniin lisää sen suuntaavuutta (vahvistus) ja elementtien lisääminen LPA-antenniin lisää sen kaistanleveyttä. Sen tärkein etu muihin antenneihin verrattuna on erittäin laaja toimintataajuusalue. Antennielementtien pituudet liittyvät toisiinsa logaritmisen lain mukaisesti. Pisimmän elementin pituus on 1/2 alimman taajuuden aallonpituudesta ja lyhyin on 1/2 suurimman taajuuden aallonpituudesta.
Suuntakuvio
Helix-antenni
Kierreantenni koostuu johtimesta, joka on kierretty spiraaliksi. Ne asennetaan yleensä vaakasuuntaisen heijastavan elementin yläpuolelle. Syöttölaite on yhdistetty spiraalin pohjaan ja vaakatasoon. Ne voivat toimia kahdessa tilassa - normaali ja aksiaalinen.
Normaali (poikittainen) tila: Kierteen mitat (halkaisija ja kaltevuus) ovat pieniä verrattuna lähetettävän taajuuden aallonpituuteen. Antenni toimii samalla tavalla kuin oikosuljettu dipoli tai monopoli, samalla säteilykuviolla. Säteily on lineaarisesti polarisoitunut spiraalin akselin suuntaisesti. Tätä tilaa käytetään kannettavien ja mobiiliradioiden pienikokoisissa antenneissa.
Aksiaalinen tila: spiraalin mitat ovat verrattavissa aallonpituuteen. Antenni toimii suunnattavana ja välittää säteen spiraalin päästä sen akselia pitkin. Lähettää pyöreäpolarisaation radioaaltoja. Käytetään usein satelliittiviestintään.
Suuntakuvio
Rombinen antenni
Timanttiantenni on laajakaistainen suunta-antenni, joka koostuu yhdestä kolmeen yhdensuuntaisesta johdosta, jotka on kiinnitetty maan yläpuolelle timantin muotoon ja joita tuetaan kussakin kärjessä torneilla tai pylväillä, joihin johdot on kiinnitetty eristeillä. Antennin kaikki neljä sivua ovat samanpituisia, yleensä vähintään saman aallonpituuden tai pidempiä. Käytetään usein tiedonsiirtoon ja toimintaan dekametrin aaltoalueella.
Suuntakuvio
Kaksiulotteinen antenniryhmä
HF-kaistoilla (1,6 - 30 MHz) käytetty dipolien monielementtijoukko, joka koostuu dipolien riveistä ja sarakkeista. Rivien lukumäärä voi olla 1, 2, 3, 4 tai 6. Sarakkeiden lukumäärä voi olla 2 tai 4. Dipolit ovat vaakatasossa polarisoituja ja heijastava näyttö on sijoitettu dipoliryhmän taakse vahvistetun säteen aikaansaamiseksi. Dipolipylväiden lukumäärä määrittää atsimuuttisäteen leveyden. Säteilykuvion leveys 2 pylvään kohdalla on noin 50°, 4 pylvään kohdalla 30°. Kaukovaloa voidaan kallistaa 15° tai 30°, jolloin kaukosääde on enintään 90°.
Rivien lukumäärä ja alimman elementin korkeus maanpinnasta määrää korkeuskulman ja huollettavan alueen koon. Kahden rivin taulukon kulma on 20° ja neljän rivin taulukon kulma on 10°. Kaksiulotteisesta ryhmästä tuleva säteily lähestyy yleensä ionosfääriä pienessä kulmassa ja heijastuu matalan taajuutensa vuoksi usein takaisin maan pinnalle. Koska säteily voi heijastua monta kertaa ionosfäärin ja maan välillä, antennin toiminta ei rajoitu horisonttiin. Tämän seurauksena tällaista antennia käytetään usein pitkän matkan viestintään.
Suuntakuvio
Torvi antenni
Torviantenni koostuu laajenevasta torven muotoisesta metallista aaltoputkesta, joka kerää radioaallot säteeksi. Torviantenneilla on erittäin laaja toimintataajuusalue, ne voivat toimia 20-kertaisella raolla sen rajoissa - esimerkiksi 1 - 20 GHz. Vahvistus vaihtelee välillä 10-25 dB, ja niitä käytetään usein isompien antennien syöttöinä.
Suuntakuvio
Parabolinen antenni
Yksi suosituimmista tutka-antenneista on parabolinen heijastin. Syöttö sijaitsee paraabelin polttopisteessä ja tutkaenergia suunnataan heijastimen pintaan. Useimmiten syöttönä käytetään torviantennia, mutta voidaan käyttää sekä dipoli- että kierukkaantennia.
Koska pisteenergian lähde on keskipisteessä, se muunnetaan vakiovaiheiseksi aaltorintamaksi, mikä tekee paraabelista hyvin sopivan käytettäväksi tutkassa. Heijastavan pinnan kokoa ja muotoa muuttamalla voidaan luoda erimuotoisia säteitä ja säteilykuvioita. Parabolisten antennien suuntaavuus on paljon parempi kuin Yagin tai dipolin, vahvistus voi olla 30-35 dB. Niiden suurin haittapuoli on niiden kyvyttömyys käsitellä matalia taajuuksia niiden koosta johtuen. Toinen asia on, että säteilytin voi estää osan signaalista.
Suuntakuvio
Cassegrain antenni
Cassegrain-antenni on hyvin samanlainen kuin perinteinen parabolinen antenni, mutta käyttää kahden heijastimen järjestelmää tutkasäteen luomiseen ja tarkentamiseen. Pääheijastin on parabolinen ja apuheijastin hyperbolinen. Säteilytin sijaitsee toisessa hyperbolan kahdesta polttopisteestä. Lähettimen tutkaenergia heijastuu apuheijastimesta pääheijastimeen ja kohdistetaan. Kohteesta palaavan energian kerää pääheijastin ja se heijastuu säteen muodossa, joka suppenee yhdessä pisteessä apuheijastimeen. Sen jälkeen se heijastuu apuheijastimesta ja kerätään säteilyttimen sijaintipaikasta. Mitä suurempi apuheijastin, sitä lähempänä pääheijastinta se voi olla. Tämä malli pienentää tutkan aksiaalimittoja, mutta lisää aukon varjostusta. Pieni lisäheijastin päinvastoin vähentää aukon varjostusta, mutta se on sijoitettava pois pääasiallisesta. Edut paraboliseen antenniin verrattuna: kompakti (huolimatta toisen heijastimen olemassaolosta, kahden heijastimen välinen kokonaisetäisyys on pienempi kuin etäisyys parabolisen antennin syötöstä heijastimeen), pienemmät häviöt (vastaanotin voidaan sijoittaa lähelle torvilähettimeen), vähentynyt sivukeilan häiriö maatutkille. Tärkeimmät haitat: säde on estetty voimakkaammin (apuheijastimen koko ja syöttö on suurempi kuin tavanomaisen parabolisen antennin syöttö), ei toimi hyvin laajalla aaltoalueella.
Suuntakuvio
Antenni Gregory
Vasemmalla on Gregory-antenni, oikealla on Cassegrain-antenni
Gregoryn parabolinen antenni on rakenteeltaan hyvin samanlainen kuin Cassegrain-antenni. Erona on, että lisäheijastin on kaareva vastakkaiseen suuntaan. Gregoryn suunnittelussa voidaan käyttää pienempää toissijaista heijastinta verrattuna Cassegrain-antenniin, jolloin vähemmän sädettä tukkeutuu.
Offset (epäsymmetrinen) antenni
Kuten nimestä voi päätellä, offset-antennin emitteri ja apuheijastin (jos se on Gregory-antenni) on siirretty pääheijastimen keskustasta, jotta säde ei estäisi. Tätä mallia käytetään usein parabolisissa ja Gregory-antenneissa tehokkuuden lisäämiseksi.
Cassegrain-antenni tasaisella vaihelevyllä
Toinen malli, joka on suunniteltu estämään apuheijastimen aiheuttamaa säteen estämistä, on litteä Cassegrain-antenni. Se toimii ottaen huomioon aaltojen polarisaation. Sähkömagneettisessa aallossa on kaksi komponenttia, magneettinen ja sähköinen, jotka ovat aina kohtisuorassa toisiinsa ja liikesuuntaan nähden. Aallon polarisaatio määräytyy sähkökentän suunnan mukaan, se voi olla lineaarinen (pysty/vaakasuora) tai pyöreä (pyöreä tai elliptinen, kierretty myötä- tai vastapäivään). Mielenkiintoinen asia polarisaatiossa on polarisaattori tai aaltojen suodatusprosessi, jolloin vain aallot polarisoituvat yhteen suuntaan tai tasoon. Tyypillisesti polarisaattori on valmistettu materiaalista, jossa on atomien rinnakkainen järjestely, tai se voi olla rinnakkaisten johtojen hila, joiden välinen etäisyys on pienempi kuin aallonpituus. Usein oletetaan, että etäisyyden tulisi olla noin puolet aallonpituudesta.
Yleinen väärinkäsitys on, että sähkömagneettinen aalto ja polarisaattori toimivat samalla tavalla kuin värähtelevä kaapeli ja lankkuaita - eli esimerkiksi vaakasuoraan polarisoitunut aalto on estettävä pystysuorilla raoilla varustetulla suojalla.
Itse asiassa sähkömagneettiset aallot käyttäytyvät eri tavalla kuin mekaaniset aallot. Rinnakkaisten vaakajohtimien hila estää ja heijastaa täysin vaakasuoraan polarisoidun radioaallon ja lähettää pystysuuntaisen polarisoidun radioaallon - ja päinvastoin. Syy on tämä: kun sähkökenttä tai aalto on yhdensuuntainen langan kanssa, se virittää elektroneja pitkin langan pituutta, ja koska langan pituus on monta kertaa suurempi kuin sen paksuus, elektronit voivat helposti liikkua ja liikkua. absorboivat suurimman osan aallon energiasta. Elektronien liike johtaa virran esiintymiseen, ja virta luo omat aaltonsa. Nämä aallot kumoavat lähetysaallot ja käyttäytyvät kuin heijastuneet aallot. Toisaalta, kun aallon sähkökenttä on kohtisuorassa johtoihin nähden, se virittää elektroneja langan leveydeltä. Koska elektronit eivät pysty liikkumaan aktiivisesti tällä tavalla, hyvin vähän energiaa heijastuu.
On tärkeää huomata, että vaikka useimmissa kuvissa radioaalloilla on vain 1 magneettikenttä ja 1 sähkökenttä, tämä ei tarkoita, että ne värähtelevät tiukasti samassa tasossa. Itse asiassa voidaan kuvitella, että sähkö- ja magneettikentät koostuvat useista osakentistä, jotka summautuvat vektoriaalisesti. Esimerkiksi pystysuunnassa polarisoidulle aallolle kahdesta osakentästä niiden vektorien yhteenlaskettu tulos on pystysuora. Kun kaksi osakenttää ovat samassa vaiheessa, tuloksena oleva sähkökenttä on aina paikallaan samassa tasossa. Mutta jos toinen osakentistä on hitaampi kuin toinen, tuloksena oleva kenttä alkaa pyöriä aallon liikkumissuunnan ympäri (tätä kutsutaan usein elliptiseksi polarisaatioksi). Jos yksi osakenttä on hitaampi kuin muut tarkalleen neljänneksen aallonpituudesta (vaihe eroaa 90 astetta), saadaan ympyräpolarisaatio:
Aallon lineaarisen polarisaation muuttamiseksi ympyräpolarisaatioksi ja takaisin on tarpeen hidastaa yhtä osakentistä suhteessa muihin tarkalleen neljänneksellä aallonpituudesta. Tätä varten käytetään useimmiten rinnakkaisten johtojen hilaa (neljäsaaltovaihelevyä), joiden välinen etäisyys on 1/4 aallonpituudesta ja joka sijaitsee 45 asteen kulmassa vaakatasoon nähden.
Laitteen läpi kulkevalle aallolle lineaarinen polarisaatio muuttuu pyöreäksi ja pyöreä lineaariseksi.
Tällä periaatteella toimiva Cassegrain-antenni, jossa on tasainen vaihelevy, koostuu kahdesta samankokoisesta heijastimesta. Apulaite heijastaa vain vaakasuoraan polarisoituneita aaltoja ja lähettää pystysuunnassa polarisoituneita aaltoja. Pääasiallinen heijastaa kaikkia aaltoja. Lisäheijastinlevy sijaitsee päälevyn edessä. Se koostuu kahdesta osasta - levystä, jossa on 45° kulmassa olevat raot, ja levystä, jossa on alle 1/4 aallonpituuden leveät vaakasuorat raot.
Oletetaan, että syöttö lähettää aallon pyöreällä polarisaatiolla vastapäivään. Aalto kulkee neljännesaaltolevyn läpi ja muuttuu vaakasuoraan polarisoituneeksi aalloksi. Se heijastuu vaakasuorista langoista. Se kulkee taas neljännesaaltolevyn läpi, toiselta puolelta, ja sille levylangat ovat jo peilikuvana, eli ikään kuin 90° kierrettyinä. Edellinen polarisaation muutos käännetään niin, että aalto muuttuu jälleen ympyräpolarisaatioksi vastapäivään ja kulkee takaisin pääheijastimeen. Heijastin muuttaa polarisaatiota vastapäivään myötäpäivään. Se kulkee apuheijastimen vaakasuuntaisten rakojen läpi ilman vastusta ja lähtee kohtisuoraan polaroituna. Vastaanottotilassa tapahtuu päinvastoin.
Slot antenni
Vaikka kuvatuilla antenneilla on melko suuri vahvistus suhteessa aukon kokoon, niillä kaikilla on yhteisiä haittoja: suuri sivukeilan herkkyys (herkkyys haitallisille heijastuksille maan pinnasta ja herkkyys kohteille, joilla on pieni tehollinen sironta-alue), heikentynyt hyötysuhde. säteen esto (pienillä tutoilla, joita voidaan käyttää lentokoneissa, on esto-ongelma; suuria tutkoja, joissa estoongelma on pienempi, ei voida käyttää ilmassa). Tämän seurauksena keksittiin uusi antennirakenne - rakoantenni. Se on valmistettu metallipinnan muodossa, yleensä tasaisena, johon leikataan reikiä tai rakoja. Kun sitä säteilytetään halutulla taajuudella, jokaisesta raosta lähetetään sähkömagneettisia aaltoja - eli raot toimivat yksittäisinä antenneina ja muodostavat ryhmän. Koska jokaisesta urasta tuleva säde on heikko, myös niiden sivukeilat ovat hyvin pieniä. Slot-antenneille on ominaista korkea vahvistus, pienet sivukeilat ja pieni paino. Niissä ei välttämättä ole ulkonevia osia, mikä joissakin tapauksissa on niiden tärkeä etu (esimerkiksi kun ne asennetaan lentokoneeseen).
Suuntakuvio
Passiivinen vaiheistettu ryhmäantenni (PFAR)
Tutka MIG-31:llä
Tutkakehityksen alkuajoista lähtien kehittäjiä on vaivannut yksi ongelma: tutkan tarkkuuden, kantaman ja skannausajan välinen tasapaino. Se johtuu siitä, että tutkat, joilla on kapeampi säteen leveys, lisäävät tarkkuutta (parempi resoluutio) ja kantamaa samalla teholla (tehokeskittymä). Mutta mitä pienempi säteen leveys, sitä kauemmin tutka skannaa koko näkökentän. Lisäksi suuritehoinen tutka vaatii suurempia antenneja, mikä on hankalaa nopeassa skannauksessa. Käytännön tarkkuuden saavuttamiseksi matalilla taajuuksilla tutka vaatisi niin suuria antenneja, että niitä olisi mekaanisesti vaikea pyörittää. Tämän ongelman ratkaisemiseksi luotiin passiivinen vaiheistettu ryhmäantenni. Se ei luota mekaniikkaan, vaan aaltojen häiriöihin säteen ohjaamiseksi. Jos kaksi tai useampi samantyyppinen aalto värähtelee ja kohtaa yhdessä pisteessä avaruudessa, aaltojen kokonaisamplitudi summautuu suunnilleen samalla tavalla kuin aallot veden pinnalla summautuvat. Näiden aaltojen vaiheista riippuen häiriöt voivat vahvistaa tai heikentää niitä.
Sädettä voidaan muotoilla ja ohjata elektronisesti ohjaamalla lähetyselementtien ryhmän vaihe-eroa - siten säätelemällä, missä vahvistus- tai vaimennushäiriöitä esiintyy. Tästä seuraa, että lentokonetutkassa on oltava vähintään kaksi lähettävää elementtiä säteen ohjaamiseksi sivulta toiselle.
Tyypillisesti PFAR-tutka koostuu yhdestä syötöstä, yhdestä LNA:sta (low noise amplifier), yhdestä tehonjakajasta, 1000-2000 lähetyselementistä ja yhtä suuresta määrästä vaiheensiirtimiä.
Lähettävät elementit voivat olla isotrooppisia tai suunta-antenneja. Joitakin tyypillisiä voimansiirtoelementtien tyyppejä:
Hävittäjälentokoneiden ensimmäisissä sukupolvissa käytettiin useimmiten patch-antenneja (nauha-antenneja), koska ne olivat helpoimpia kehittää.
Nykyaikaiset aktiivivaihejärjestelmät käyttävät urasäteilijöitä laajakaistaominaisuuksiensa ja parannetun vahvistuksensa ansiosta:
Käytettävästä antennityypistä riippumatta säteilevien elementtien määrän lisääminen parantaa tutkan suuntausominaisuuksia.
Kuten tiedämme, samalla tutkataajuudella aukon lisääminen johtaa säteen leveyden pienenemiseen, mikä lisää kantamaa ja tarkkuutta. Mutta vaiheistetuissa ryhmissä ei kannata kasvattaa emittoivien elementtien välistä etäisyyttä yrittääkseen lisätä aukkoa ja vähentää tutkan kustannuksia. Koska jos elementtien välinen etäisyys on suurempi kuin toimintataajuus, sivukeiloja voi ilmestyä, mikä heikentää merkittävästi tutkan suorituskykyä.
PFAR:n tärkein ja kallein osa on vaiheensiirtimet. Ilman niitä on mahdotonta ohjata signaalin vaihetta ja säteen suuntaa.
Niitä on eri tyyppejä, mutta yleensä ne voidaan jakaa neljään tyyppiin.
Vaiheensiirtimet aikaviiveellä
Yksinkertaisin vaiheensiirtimien tyyppi. Vie aikaa, ennen kuin signaali kulkee siirtojohdon läpi. Tämä viive, joka on yhtä suuri kuin signaalin vaihesiirto, riippuu siirtojohdon pituudesta, signaalin taajuudesta ja signaalin vaihenopeudesta lähettävässä materiaalissa. Vaihesiirtoa voidaan ohjata kytkemällä signaali kahden tai useamman tietyn pituisen siirtolinjan välillä. Kytkinelementit ovat mekaanisia releitä, nastadiodeja, kenttätransistoreja tai mikroelektromekaanisia järjestelmiä. Pin-diodeja käytetään usein niiden suuren nopeuden, pienen häviön ja yksinkertaisten bias-piirien vuoksi, jotka tarjoavat resistanssin muutoksia 10 kΩ:sta 1 Ω:iin.
Viive, s = vaihesiirto ° / (360 * taajuus, Hz)
Niiden haittana on, että vaihevirhe kasvaa taajuuden kasvaessa ja koko kasvaa taajuuden pienentyessä. Myös vaihemuutos vaihtelee taajuuden mukaan, joten niitä ei voida soveltaa erittäin matalille ja korkeille taajuuksille.
Heijastava/kvadratuurivaiheensiirrin
Tyypillisesti tämä on kvadratuurikytkentälaite, joka jakaa tulosignaalin kahdeksi signaaliksi 90° epävaiheessa, jotka sitten heijastuvat. Ne yhdistetään sitten vaiheittain lähdössä. Tämä piiri toimii, koska signaaliheijastukset johtavilta linjoilta voivat olla epävaiheisia tulevaan signaaliin nähden. Vaihesiirto vaihtelee 0°:sta (avoin piiri, nolla varaktorin kapasitanssi) -180°:een (oikosulku, ääretön varaktorin kapasitanssi). Tällaisilla vaiheensiirtimillä on laaja toiminta-alue. Varaktoreiden fyysiset rajoitukset merkitsevät kuitenkin sitä, että käytännössä vaihesiirto voi olla vain 160°. Mutta isompaa vuoroa varten on mahdollista yhdistää useita tällaisia ketjuja.
Vector IQ-modulaattori
Aivan kuten heijastava vaiheensiirtäjä, tässä signaali jaetaan kahteen ulostuloon 90 asteen vaihesiirrolla. Biasoitumatonta tulovaihetta kutsutaan I-kanavaksi ja kvadratuuria, jossa on 90 asteen siirtymä, kutsutaan Q-kanavaksi. Jokainen signaali johdetaan sitten kaksivaiheisen modulaattorin läpi, joka pystyy siirtämään signaalin vaihetta. Jokainen signaali on vaihesiirretty 0° tai 180°, mikä mahdollistaa minkä tahansa kvadratuurivektoriparin valitsemisen. Sitten nämä kaksi signaalia yhdistetään uudelleen. Koska molempien signaalien vaimennusta voidaan ohjata, ohjataan lähtösignaalin vaiheen lisäksi myös amplitudia.
Vaiheensiirrin yli/alipäästösuodattimissa
Se on valmistettu ratkaisemaan ongelma, että aikaviiveen vaiheensiirtimet eivät pysty toimimaan suurella taajuusalueella. Se toimii vaihtamalla signaalipolkua yli- ja alipäästösuodattimien välillä. Samanlainen kuin aikaviiveen vaiheensiirrin, mutta käyttää suodattimia siirtolinjojen sijasta. Ylipäästösuodatin koostuu sarjasta induktoreja ja kondensaattoreita, jotka tarjoavat vaiheensiirron. Tällainen vaiheensiirrin tarjoaa jatkuvan vaihesiirron käyttötaajuusalueella. Se on myös kooltaan paljon pienempi kuin edelliset luetellut vaiheensiirtimet, minkä vuoksi sitä käytetään useimmiten tutkasovelluksissa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että verrattuna tavanomaiseen heijastavaan antenniin, PFAR:n tärkeimmät edut ovat: suuri skannausnopeus (lisää jäljitettyjen kohteiden määrää, vähentää todennäköisyyttä, että asema havaitsee säteilyvaroituksen), kohteelle vietetyn ajan optimointi, korkea vahvistus ja pienet sivukeilat (vaikea häiritä ja havaita), satunnainen skannaussekvenssi (vaikeampi häiritä), kyky käyttää erityisiä modulaatio- ja tunnistustekniikoita signaalin poimimiseksi kohinasta. Tärkeimmät haitat ovat korkeat kustannukset, kyvyttömyys skannata leveämmin kuin 60 astetta (kiinteän vaiheryhmän näkökenttä on 120 astetta, mekaaninen tutka voi laajentaa sen 360 astetta).
Aktiivinen vaiheistettu ryhmäantenni
Ulkopuolelta AFAR (AESA) ja PFAR (PESA) on vaikea erottaa, mutta sisällä ne ovat radikaalisti erilaisia. PFAR käyttää yhtä tai kahta suuritehoista vahvistinta yhden signaalin lähettämiseen, joka sitten jaetaan tuhansiksi poluiksi tuhansia vaiheensiirtimiä ja elementtejä varten. AFAR-tutka koostuu tuhansista vastaanotto-/lähetysmoduuleista. Koska lähettimet sijaitsevat suoraan itse elementeissä, siinä ei ole erillistä vastaanotinta ja lähetintä. Arkkitehtuurierot näkyvät kuvassa.
AFAR:ssa useimmat komponentit, kuten heikko signaalivahvistin, suuritehoinen vahvistin, duplekseri ja vaiheensiirrin, pienennetään ja kootaan yhteen koteloon, jota kutsutaan lähetys-/vastaanottomoduuliksi. Jokainen moduuli on pieni tutka. Niiden arkkitehtuuri on seuraava:
Vaikka AESA ja PESA käyttävät aaltohäiriöitä säteen muotoilemiseen ja kääntämiseen, AESA:n ainutlaatuinen muotoilu tarjoaa monia etuja PFARiin verrattuna. Esimerkiksi pieni signaalivahvistin sijaitsee lähellä vastaanotinta, ennen komponentteja, joissa osa signaalista häviää, joten sillä on parempi signaali-kohinasuhde kuin PFAR:lla.
Lisäksi yhtäläisin tunnistusominaisuuksin AFAR:lla on pienempi hyötysuhde ja huipputeho. Lisäksi, koska yksittäiset APAA-moduulit eivät ole riippuvaisia yhdestä vahvistimesta, ne voivat lähettää signaaleja eri taajuuksilla samanaikaisesti. Tämän seurauksena AFAR voi luoda useita erillisiä säteitä jakaen taulukon aliryhmiksi. Kyky toimia useilla taajuuksilla tuo moniajoa ja mahdollisuuden käyttää sähköisiä häirintäjärjestelmiä missä tahansa suhteessa tutkaan. Mutta liian monen samanaikaisen säteen muodostaminen vähentää tutkan kantamaa.
AFAR:n kaksi pääasiallista haittaa ovat korkea hinta ja rajoitettu näkökenttä 60 asteeseen.
Hybridi elektronis-mekaaniset vaiheistetut ryhmäantennit
Vaiheistetun ryhmän erittäin suuri skannausnopeus yhdistyy rajoitettuun näkökenttään. Tämän ongelman ratkaisemiseksi nykyaikaiset tutkat sijoittavat vaiheistettuja ryhmiä liikkuvalle levylle, mikä lisää näkökenttää. Älä sekoita näkökenttää säteen leveyteen. Säteen leveys viittaa tutkan säteeseen ja näkökenttä viittaa skannattavan alueen kokonaiskokoon. Kapeita säteitä tarvitaan usein parantamaan tarkkuutta ja kantamaa, mutta kapeaa näkökenttää ei yleensä tarvita.
Torviantennien käyttö
Erillistä torviantennia käytetään pääasiassa tapauksissa, joissa ei vaadita terävää säteilykuviota ja kun antennin kantaman on oltava riittävä. Käytännössä torviantennia käyttämällä voidaan kattaa noin kaksinkertainen aallonpituusalue. Tarkkaan ottaen sähkömagneettisen torviantennin kantamaa ei rajoita torvi, vaan sitä syöttävä aaltoputki.
Suuri torviantennien valikoima ja suunnittelun yksinkertaisuus ovat tämän tyyppisten mikroaaltoantennien merkittäviä etuja, minkä ansiosta niitä käytetään laajasti antennimittauksissa ja sähkömagneettisten kenttien ominaisuuksien mittauksissa.
sarvia käytetään laajalti myös linssi- ja peiliantennien syötteinä sekä antenniryhmien elementteinä.
Antennia käytetään viranomaisdokumentaation mukaisesti, joka määrää säännöllisen huollon ajoituksen. Rutiinityö on luettelo tarvittavista toimenpiteistä antennin ja sen parametrien tarkkuuden sekä mekaanisten ja sähköisten ominaisuuksien tarkistamiseksi.
Ulkopuolinen tarkastus on suoritettava jatkuvasti mekaanisten ja sähköisten vaurioiden varalta. Puhdista antenni säännöllisesti lialta ja pölystä ja tarkista syöttöreitti.
Johtopäätös
Kurssin aikana laskettiin antennin päämitat ja syöttölinjan parametrit. Tehtyjen laskelmien perusteella muodostettiin säteilykuvio ja luonnos antennista.
Säteilykuvioiden muodon ja lasketun hyötysuhdearvon perusteella voimme päätellä, että antennin pääparametrit vastaavat määritettyjä arvoja.
Antennin hyötysuhde: 0,84
Teknisissä tiedoissa torviantennille asetetut vaatimukset täyttyvät tietyllä tehoreservillä.
torviantennin syöttölaitteen suunta
Kirjallisuus ja tietolähteet
1. Sazonov D. M. Antennit ja mikroaaltouunit. - M.: Higher School, 1988. - 432 s.
2. Nechaev E. E. Metodologiset ohjeet kurssitöiden suorittamiseen alalla "Antennit ja RVR". M.: MGTUGA, 1996. -106 s.
3. Kocherzhevsky G.N., Erokhin G.A., Antennisyöttölaitteet. M.: Radio ja viestintä, 1989. - 352 s.
4. A.Z. Fradin. Antenni-syöttölaitteet. Opastus. M.: Svyaz, 1997.
Ohjausantennin laskenta………………………………………………3
Torviantennin laskenta………………………………………………………………10
Yksipeilin parabolisen antennin laskenta……………………………………………………………
Laskentatyön päätelmät…………………………………………………..24
Lista lähteistä…………………………………………………………….25
Täryantenneja käytetään millimetri-, sentti-, desimetri-, metri- ja pidemmällä aallonpituusalueella ja ne ovat suoria johtimia, jotka viritetään tietyissä kohdissa. Täryantennien suuntauskerroin on suunnittelusta riippuen useista yksiköistä kymmeniin tuhansiin, ja niitä käytetään radioviestintäjärjestelmissä, radionavigaatiossa, televisiossa, telemetriassa ja muilla radiotekniikan aloilla.
Suuntavuuden lisäämiseksi käytetään heijastimella ja yhdellä tai useammilla ohjaimilla varustettua vibraattoria. Tällaista antennia kutsutaan ohjausantenniksi, ja sitä käytetään laajalti useilla radioviestinnän aloilla VHF-alueella. Mitä enemmän ohjaajia, sitä suurempi KND ja jo DN:n pääterälehti. Tyypillisesti suunta-antennien hyötysuhde on 10...30, mutta tunnetaan suunnitellut antennit, joiden hyötysuhde = 80...100.
Piirustus 1.1 - Yleisnäkymä ohjausantennista
Kuvassa on aktiivinen vibraattori, jonka pituus on , heijastin, jonka pituus on , ohjain, jonka pituus on , puomi, masto ja antennin asennusrasia sekä etäisyydet täryttimestä heijastimeen, vibraattori ohjaajalle ja itse antennin pituus.
Antenniparametrien teoreettinen laskenta.
Ohjausantennissa aktiivisen vibraattorin pituus tehdään yhtä suureksi kuin resonanssipituus:
Tällaisella pituudella tulovastuksen reaktiivinen osa on lähellä nollaa. Heijastimen pituuden on oltava pidempi kuin resonanssipituus:
Ohjaajien pituus on tehty pienemmäksi kuin resonanssipituus:
Lisäksi johtajien pituus pienenee ensimmäisestä viimeiseen.
Vibraattori-heijastinjärjestelmälle optimaalinen etäisyys suurimman tehokkuuden kannalta valitaan rajoissa:
Järjestelmälle vibraattori on ensimmäinen ohjaaja:
Naapuriohjaajien välinen etäisyys otetaan rajoissa:
Aallonpituus määritetään kaavalla:
Missä on valon nopeus ja kanavan taajuus. Koska meille annetaan 5 - 6 televisiokanavaa, sitten otamme näiden kahden kanavan käytössä olevien taajuuskaistojen keskimääräisen taajuuden: , silloin kaavan (1.7) aallonpituus on yhtä suuri:
Lasketaan antennivärähtelyjen pituudet ja niiden välinen etäisyys kaavoilla (1.1 – 1.6):
Otamme VIBRAT-ohjelmasta kuvan 1.2 antennin kokonaispituuden ja sen kuvan.
Piirustus 1.2 - Yleisnäkymä lasketusta suunta-antennista
Ohjausantennin suuntakuvion löytämiseksi tasossa käytämme kaavaa (1.8):
Missä on vibraattorien lukumäärä, k on aaltoluku ja on keskimääräinen etäisyys värähtelyjen välillä.
Korvaamalla (1.9) ja (1.10) arvoilla (1.8) ja numeerisilla arvoilla saadaan lauseke tietyn ohjaajan antennin kuvion löytämiseksi:
Rakennamme normalisoidun säteilykuvion Mathcad-paketin avulla. Koska se on symmetrinen nollan suhteen, niin rakennamme sen:
Piirustus 1.3 - DN tasossa
Kaaviosta voit määrittää pääkeilan leveyden ja sivukeilojen maksimitason: .
Suuntaustekijä ja pääkeilan leveys määritetään kaavoilla (1.10-1.11):
Kertoimet ja määritetään kuvan 1.4 kaaviosta:
Piirustus 1.4 - Kerroinkaavio
Määritetään antennin aallonpituus:
Tuntemalla antennin aallonpituuden ja käyttämällä kuvaa 1.4, päätämme, että . Sitten:
Verrataan saatuja laskentatuloksia ohjelmassa mallinnetun lasketun ohjausantennin tuloksiin. Tuloksissa on pieni ristiriita johtuen siitä, että käytetyt kaavat ovat likimääräisiä eivätkä ota huomioon useita tekijöitä.
Piirustus 1.5 - Suunnittelija-antenni laskettu VIBRAT
Johtopäätös: Laskemme suuntaustekijän, DP- ja DP-parametrit ohjainantennille tietyllä taajuusalueella. VIBRAT-ohjelman avulla simuloimme tätä antennia ja varmistimme saatujen parametrien oikeellisuuden.
Riisi. Torviantennien tyypit: a) E-alakohtainen, b) N-sektorillinen, c) pyramidimainen, d) kartiomainen.
Ominaisuudet:
Torviantennit ovat erittäin laajakaistaisia ja sopivat hyvin syöttölinjaan - itse asiassa antennin kaistanleveys määräytyy jännittävän aaltoputken ominaisuuksien mukaan. Näille antenneille on ominaista säteilykuvion takakeilojen alhainen taso (jopa -40 dB), mikä johtuu siitä, että RF-virtojen virtaus torven varjopuolelle on vähäistä. Pienellä vahvistuksella varustetut torviantennit ovat rakenteeltaan yksinkertaisia, mutta korkean (> 25 dB) vahvistuksen saavuttaminen edellyttää aallon vaiheen kohdistuslaitteiden (linssien tai peilien) käyttöä torven aukossa. Ilman tällaisia laitteita antennista on tehtävä epäkäytännöllisen pitkä.
Sovellus:
Torviantenneja käytetään sekä itsenäisesti että peili- ja muiden antennien syöttöinä. Torviantennia, joka on rakenteellisesti yhdistetty paraboliseen heijastimeen, kutsutaan usein torvi-paraboliseksi antenniksi. Pienivahvistisia torviantenneja käytetään usein mittausantenneina niiden suotuisan ominaisuussarjan ja hyvän toistettavuuden vuoksi.
Holmdalen radioteleskoopissa, joka on torvi-paraboliseen antenniin perustuva Dicke-radiometri, Arno Penzias ja Robert Woodrow Wilson löysivät kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn vuonna 1965.
Ominaisuudet ja kaavat:
Torviantennin vahvistus määräytyy sen avautumisalueen mukaan ja se voidaan laskea kaavalla:
missä: - sarven aukkoalue.
λ on pääsäteilyn aallonpituus.
- 0,4....0,8 instrumentointi(torven pinnan käyttökerroin), joka on 0,6, jos keski- ja reunasäteen välinen polkuero on pienempi, mutta lähellä Pi/2:ta, ja 0,8, kun käytetään aallon vaihetasoituslaitteita.
Pääkeilan leveys DNA H:
Pääkeilan leveys DNA nolla säteilyllä tasossa E:
Siitä lähtien tasa-arvon kanssa L E Ja L H DNA lentokoneessa N osoittautuu 1,5 kertaa leveäksi; usein saadaksesi saman terälehden leveyden molemmissa tasoissa, valitse:
Jotta vaihevääristymät torven aukossa pysyisivät hyväksyttävissä rajoissa (enintään Pi/2), on välttämätöntä, että seuraava ehto täyttyy (pyramiditorven osalta):
missä ja ovat torven muodostavan pyramidin pintojen korkeudet.
Toisesta lähteestä:
Missä L H- aukon leveys tasossa N,
L E- aukon leveys tasossa E,
R E Ja R H- sarven pituus.
Tällaiselle antennille KND yksinkertaistetussa muodossa se lasketaan kaavalla:
D RUR = 4piνS/λ 2
Missä: S = L H * L E- sarven avausalue;
λ
- pääsäteilyn aallonpituus;
ν
= 0,4...0,8 - pinnan käyttökerroin ( instrumentointi);
Sarven tyypistä riippuen torviantennit jaetaan N- Ja E- sektori-, pyramidi- ja kartiomainen. Sarvet, joiden mitat vastaavat enimmäisarvoa KND kutsutaan optimaaliseksi. Optimaalista N-sektorikohtaisten torviantennien torven pituus RH = LH2/3λ, optimaalisen E-sektorikohtaiset torviantennit RE = L E 2/2λ. instrumentointi optimaalinen N- Ja E-sektorin, pyramidin muotoiset sarvet on 0,64. Jos lisäämme ehdollisesti torven pituutta äärettömyyteen, niin instrumentointi antenni kasvaa arvoon 0,81.
Kartiomaisessa sarvessa, optimaalinen pituus R opt. con. riippuu sen aukon halkaisijasta
d:
R opt. con. = d2/2,4λ + 0,15λ
instrumentointi optimaalinen kartiomainen sarvi v=0,5.
Pöytä 1.2. Torven säteilykuvion leveys optimaalisella pituudella.
Sarven tyyppi |
Säteilykuvion leveys H-tasossa |
Säteilykuvion leveys tasossa E |
E-sektori |
2Θ 0,7 = 68 λ/L H |
2Θ 0,7 = 53λ/L E |
H-sektori |
2Θ 0,7 = 80 λ/L H |
2Θ 0,7 = 51 λ/L E |
Pyramidin muotoinen |
2Θ 0,7 = 80 λ/L H |
2Θ 0,7 = 53λ/L E |
Kartiomainen |
2Θ 0,7 = 60 λ/d |
2Θ 0,7 = 70 λ/d |
Jos otamme elliptisen torven, jonka ellipsin aksiaalisuhde on 1,25, voimme saada suunnilleen saman säteilykuvion leveyden kaikissa torven akselin läpi kulkevissa osissa.
Torviantennin etuna on sen laajakaista, jonka määrää syöttöaaltoputken laajakaista, tehokkuus. torviantenni on yhtä suuri kuin yhtenäisyys.
Torviantennien haittana on, että torven pituuden on oltava liian pitkä, jotta saataisiin erittäin suunnattua säteilyä. Optimaalinen torven pituus on verrannollinen aukon mittojen neliöön L H tai L E, ja säteilykuvion leveys on kääntäen verrannollinen L H tai L E ensimmäisessä asteessa. Siksi torviantennin säteilykuvion kaventamiseksi N kertaa, aukon leveyttä tulisi suurentaa N kertaa, ja torven pituus on sisään N2 kerran. Tämä seikka asettaa rajoituksia torviantennien säteilykuvion leveydelle.