საყვირის ანტენების უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები. Horn ანტენა: აღწერა, დიზაინი, თვისებები და გამოყენება. ელექტრონული თვითმფრინავის სექტორული საყვირი
2.45 გჰც სიხშირეზე WiFi სიგნალის ტალღის სიგრძეა 122 მმ. პოლარიზაცია ვერტიკალურია. ქსელში მოცემულია 10 სმ დიამეტრის მქონე სპილენძის მილის გარშემო მოხრილი ბიკვადრატის საინტერესო დიაგრამა. არ არსებობს MMANA მოდელები, რომ ნახოთ ზუსტად რა ხდება, მაგრამ მოყვარულები ამტკიცებენ, რომ ეს ნაბიჯი არ არის საუკეთესო (ამას მოგვიანებით განვიხილავთ). Horn ანტენები შესაფერისია მაღალი სიხშირეებისთვის, მაგრამ ძალიან მოცულობითია დაბალი სიხშირეებისთვის. შესაძლებელია თუ არა როუტერის ანტენის გაკეთება საკუთარი ხელით დინამიკის სახით. გამონაკლის შემთხვევებში (ტბის იხვის ხმის იმიტაცია) ნამდვილად კი.
ცოტა ადამიანი ფიქრობს ანტენის ფიზიკურ მნიშვნელობაზე. საშუალო ადამიანი უპასუხებს, რომ ანტენა აუცილებელია სიგნალის გასაძლიერებლად, მაგრამ ეს არის პასიური, არაგამაძლიერებელი მოწყობილობა. ის აგროვებს სიგნალს დიდი ფართობიდან და აგზავნის პატარას, სადაც მდებარეობს მიმღების კაბელი. ყველა ანტენა ამას აკეთებს გამონაკლისის გარეშე. რა შეუძლია შეაგროვოს ვიბრატორმა? საკმარისია გვახსოვდეს, რომ ტალღის ვიბრატორი (ტალღის სიგრძის ტოლი მავთული) უკეთესია, ვიდრე ნახევარტალღოვანი ვიბრატორი, რომელსაც უპირატესობა აქვს მეოთხედტალღიან ვიბრატორთან (ტალღის სიგრძის მეოთხედის ტოლი). რაც უფრო გრძელია ვიბრატორი, მით უფრო ეფექტურია. ამ შემთხვევაში, გარკვეული პროპორციები შეინიშნება. ეს ნაკარნახევია ბუნების ტალღის კანონებით.
ცნობილია, რომ ოპერის მომღერალი მაღალ ნოტზე დარტყმის შემდეგ ბროლის ჭიქას ამტვრევს. როგორ კეთდება. მომღერლის ოსტატი მსუბუქად ურტყამს ინსტრუმენტს და უსმენს, რა ნოტი მოედინება ჭურჭლიდან. ეს არის ობიექტის რეზონანსული სიხშირე. გაწვრთნილი ხმით იმავე ნოტის დაკვრით მომღერალი კონტეინერიდან პასუხს იწვევს. რხევები გროვდება, ძლიერდება და არ კვდება. შედეგად, მინა იშლება ნაჭრებად. ზუსტად იგივე ხდება ანტენაზე. აგროვებს და გადასცემს რეზონანსულ ტალღებს. და ეს არის ფუნდამენტური სიხშირე და ჰარმონია (გამრავლებული ორი, ოთხი და ა.შ. სიხშირეზე). როუტერის ხელნაკეთი ანტენა დაგეხმარებათ ზედმეტი ნივთების მოცილებაში. სიგნალი კონცენტრირებული იქნება სწორ ადგილას.
მნიშვნელოვანია მავთულის სწორად დაკავშირება ანტენასთან. ტალღების და ჰარმონიის მიღება შესაძლებელს გახდის ჰარმონიული ანტენის წარმოებას, რომელიც იღებს სიხშირეებს, რომელთა ნახევარტალღები მოწყობილობის ზომების ჯერადია.
მაგალითად, სიხშირეები, რომლებიც დაკავშირებულია 1: 2: 4: 6 და ა.შ. სწორად შედგენილი ხაზი საშუალებას მოგცემთ დაიჭიროთ რამდენიმე ტალღა ერთდროულად. თუ წესებს დაარღვევთ, მოწყობილობა არ იმუშავებს. აი, როგორ უნდა გავაკეთოთ ეს:
- დახაზეთ ვიბრატორის სქემატური დიაგრამა (სწორი ხაზი), რომელზედაც სქემატურად არის მითითებული დენებისა და ძაბვების განაწილების კანონები ყველა ტალღის სიგრძეზე.
- თუ სადენებს ძაბვის ანტინოდურ წერტილში დააკავშირებთ, მიიღებთ ძაბვის ელექტრომომარაგებას.
- თუ თქვენ დააკავშირებთ სადენებს ყველა დენის ანტინოდურ წერტილში, მიიღებთ მიმდინარე კვებას.
ასე მზადდება ჰარმონიული ანტენები. მსგავსი რამის გასაკეთებლად, მაგალითად, 3.7 MHz სიხშირისთვის (HF დიაპაზონი), საჭიროა მავთულის ნაჭერი 80 მეტრი სიგრძით. გასაგებია, რომ ასეთი ვითარება შეიძლება არ მოგეწონოს. ამიტომ, ახალი დიზაინის ძიება მუდმივად მიმდინარეობს. ცოტა ხნის წინ მათ გამოაქვეყნეს ფერომაგნიტური ანტენის აგების პროცესის აღწერა 3.7 - 7 MHz დიაპაზონისთვის, რომელიც ჯდება მუშტში. ჩვენ არ ვამტკიცებთ, რომ ის ჩაანაცვლებს 80 მეტრ სპილენძს, მაგრამ მკვლევარებმა მისგან დადებითი ეფექტი დააფიქსირეს, რომელსაც რადიოებში იყენებენ.
საყვირის ანტენები როუტერისთვის
რა გაგახარებთ როუტერის რქის გამაძლიერებელი ანტენით. მარტივი დიზაინით. აი თეორია:
- პირამიდული (შეკვეცილი პირამიდა);
- სექტორული, სექტორული (ტალღის გამტარისგან დამზადებული სექტორი, ქვედა და ჭერი ერთმანეთის პარალელურია, გვერდები განსხვავდება);
- კონუსური (შეკვეცილი კონუსი);
- ჰიბრიდი (რქის ფორმას ძნელად შეიძლება ეწოდოს მოგონილი სიტყვა; მათ, ვისაც დაშლილი სატელიტური გადამყვანები აქვთ, იცნობენ რქას ნაბიჯებით).
თუ რქები გამოიყენება სატელიტურ კომუნიკაციებში 5 გჰც-ზე მეტი სიხშირეზე, მაშინ ისინი ასევე შესაფერისია WiFi-სთვის. როგორ გააკეთოთ ანტენა როუტერისთვის. რქები მიეკუთვნება მიკროტალღური მოწყობილობების კლასს. ანტენა დამზადებულია შიგნით მოოქროვილი ფოლადისგან. ეს აუმჯობესებს გამტარობის პირობებს, საშუალებას აძლევს ტალღას თავისუფლად გადაადგილდეს შიგნით და აძლევს კედლებს სიმტკიცეს. პრაქტიკაში, შიგნით კილიტით დაფარული მუყაო შესაფერისია მოჭიქული ლოჯისთვის. ფოლგა, როგორც მოგეხსენებათ, დამზადებულია სპილენძისგან საუკეთესო თვისებებით. ზოგიერთი ადამიანი აწყობს საყვირის ანტენებს PCB-დან. შემდეგ ზედაპირი გაპრიალებულია, მაგალითად, საშლელით და ლაქირებული. დალუქეთ საყვირის ანტენის პორტალი დიელექტრიკით, პლასტმასით, ქაფით და ა.შ.
Მნიშვნელოვანი! ფოლგის გარეშე, რქა არ იმუშავებს აშკარა მიზეზების გამო. დიელექტრიკი ვერ ასახავს ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას.
სახსრები, PCB-ის შემთხვევაში, შედუღებულია, მუყაო წებოვანია. ალბათ ჯობია აიღოთ პლაივუდი, რადგან სწორი გეომეტრია მნიშვნელოვანია ანტენისთვის. და ვინირის ფურცელი უკეთ ინარჩუნებს თავის ფორმას. შიგნიდან ნაკერებთან წებოა საჭირო, გარედან კი პრაიმერი, რომელიც ხელს უშლის შიგნით ტენის შეღწევას. შემდეგი, იგი მოხატული და ჩამოკიდებული სადმე. სურვილის შემთხვევაში შესაძლებელია ჩიტების მიმწოდებლის დამაგრება ზემოდან. სტრუქტურის შიგნიდან დაფარეთ ფოლგა, რაც შეიძლება თანაბრად (შეკრვის თანაბრობა არ იმოქმედებს ანტენის მუშაობაზე). ჩვენ გთავაზობთ პირამიდული რქის დამზადებას, რაც უფრო მარტივია და უზრუნველყოფს მისაღებ რადიაციის შაბლონს და სიმაღლეს იმ შემთხვევაში, თუ უცხო ადამიანებს სურთ ჩვენს ქსელში შესვლა.
როუტერის საყვირის ანტენის რადიაციული ნიმუში არ არის ორიგინალური. ეს არის ფურცელი, 15 გრადუსიანი სიგანის (დამოკიდებულია დიზაინზე) აზიმუთში და სიმაღლეში. ეს განსაზღვრავს კონკრეტულ აპლიკაციას. სახლის დასაფარად ანტენა მოთავსებულია შუა მანძილის სიმაღლეზე. ისე, რომ მთავარი ფურცელი მოიცავს ყველა მომხმარებელს. დავიწყოთ მიწოდების ტალღის ზომებით, რომელსაც მცირე ყურადღება ექცევა. ვებსაიტზე არის კალკულატორი http://users.skynet.be/chricat/horn/horn-javascript.html გამოიყენეთ იგი პარამეტრების გამოთვლა სიხშირის ჩანაცვლებით. ნაგულისხმევი არის არხი 6 (2437 MHz).
მიწოდების ტალღის ქვედა ნაწილი ქვემოდან იჭრება ქინძისთავით, რომელიც დაშორებულია უკანა კედლიდან ტალღის სიგრძის მეოთხედით, ხოლო მონაკვეთის სიგრძე ტალღის სიგრძის ნახევარია. ფიზიკის ფორმულის გამოყენებით ვპოულობთ ტალღის სიგრძეს: 299792458 / 2430000000 = 123 მმ. ეს არის ტალღის სიგრძე თავისუფალ სივრცეში. არის კრიტიკული ტალღა მის ქვემოთ; მნიშვნელობა ტოლია ტალღის გამაძლიერებლის გრძელი მხარის ორჯერ. მივყვეთ კალკულატორის რჩევას და ავიღოთ კედლები 90 x 60 მმ. კრიტიკული ტალღის სიგრძე იქნება 180 მმ. ტალღის გამტარის შიგნით, ტალღა მოძრაობს კუთხით. შესაბამისად, ტალღის სიგრძე იზრდება, თავისუფალ სივრცეში ტალღის სიგრძის კოეფიციენტის ტოლი, რომელიც გაყოფილია შიგნით მოძრაობის კუთხის კოსინუსზე.
სირთულე არის კუთხის პოვნა. გამოთვლებისთვის შემუშავებულია სპეციალური ფორმულები. თავდაპირველად, კალკულატორი მოგთხოვთ მიუთითოთ რქის ზომები. მოდით მივცეთ სწორი მნიშვნელობები. მეთოდის გამოყენებით ვპოულობთ პარალელეპიპედის გვერდებს, რომელიც მოიცავს რქის გახსნას (მომარაგების ტალღის გარეშე). გამოდის:
- სიგრძე P – 60 სმ.
- სიგანე H – 25 სმ.
- სიმაღლე E – 10 სმ.
ნაპოვნია გარე პორტალის ზომები, ხოლო შიდა ტოლია ტალღების შესასვლელთან. ეს განსაზღვრავს ოთხი კედლის გეომეტრიას. დააწკაპუნეთ Compute-ზე და მიიღებთ მზა შაბლონს. ყურადღება მიაქციეთ დიაფრაგმის ხარისხის სვეტს. ის უნდა შეიცავდეს ტალღის 1/8-ზე ნაკლებ ფიგურას (ამ შემთხვევაში 15 მმ). მეოთხედი გამოქვეყნდა საიტის ორიგინალური მონაცემებით, მაგრამ ავტორი არ არის დარწმუნებული მის სიზუსტეში. პირველ მოდელს მჭიდროდ ნუ დააწებებთ, მაგრამ ჯერ მიწაზე გამოსცადეთ. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ჩვენ უკვე გამოვთვალეთ ტალღის სიგრძე ტალღაში, ფიგურა არის 16,85 სმ, ახლა ჩვენ გვესმის, რა უნდა გავაკეთოთ ღეროსთან.
- დაშორებულია ტალღის გაყვანის უკანა დაცლილი კედლიდან 168,5 / 4 = 42,125 მმ;
- ტალღების განყოფილებას აქვს სიგრძე 84 მმ;
ეს მნიშვნელოვანი პარამეტრებია და მკაცრად უნდა იქნას დაცული. აქ სიგნალი ამოღებულია პინიდან. როგორ დავაყენოთ საიტი. ქინძისთავები ქვემოდან გამოდის გარკვეულ სიგრძემდე, ეს არის ტალღის მეოთხედი თავისუფალ სივრცეში (31 მმ). თქვენ უნდა აიღოთ SWR მრიცხველი და გადაიტანოთ იგი სხვადასხვა მიმართულებით, სანამ არ მიიღებთ მნიშვნელობას ერთიან ზონაში. თუ ის დიდი ხნის განმავლობაში არ მუშაობს, მაშინ ღერო ოდნავ დახარეთ უკანა კედლისკენ.
კარგად, WiFi როუტერის გარე ანტენა მზად არის. შემდეგ იქნება საუბარი მიკროტალღური ტექნოლოგიების შესახებ.
სტატია სათარგმნად შემოგვთავაზა alessandro893-მა. მასალა აღებულია ვრცელი საცნობარო საიტიდან, სადაც აღწერილია, კერძოდ, რადარების მუშაობის პრინციპები და დიზაინი.
ანტენა არის ელექტრო მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის ელექტროენერგიას რადიოტალღებად და პირიქით. ანტენა გამოიყენება არა მხოლოდ რადარებში, არამედ ჩამკეტებში, რადიაციის გამაფრთხილებელ სისტემებში და საკომუნიკაციო სისტემებში. გადაცემის დროს ანტენა კონცენტრირებს რადარის გადამცემის ენერგიას და ქმნის სხივს, რომელიც მიმართულია სასურველი მიმართულებით. მიღებისას ანტენა აგროვებს დაბრუნებულ რადარის ენერგიას, რომელიც შეიცავს ასახულ სიგნალებს და გადასცემს მათ მიმღებს. ანტენები ხშირად განსხვავდება სხივის ფორმით და ეფექტურობით.
მარცხნივ – იზოტროპული ანტენა, მარჯვნივ – მიმართული
დიპოლური ანტენა
დიპოლური ანტენა ან დიპოლური ანტენების ყველაზე მარტივი და პოპულარული კლასია. შედგება ორი იდენტური დირიჟორის, მავთულის ან ღეროსგან, ჩვეულებრივ ორმხრივი სიმეტრიით. გადამცემი მოწყობილობებისთვის მას მიეწოდება დენი, ხოლო მიმღები მოწყობილობებისთვის სიგნალი მიიღება ანტენის ორ ნახევარს შორის. მიმწოდებლის ორივე მხარე გადამცემთან ან მიმღებთან დაკავშირებულია ერთ-ერთ გამტართან. დიპოლები რეზონანსული ანტენებია, ანუ მათი ელემენტები ემსახურებიან რეზონატორებს, რომლებშიც მდგარი ტალღები გადადიან ერთი ბოლოდან მეორეზე. ასე რომ, დიპოლური ელემენტების სიგრძე განისაზღვრება რადიოტალღის სიგრძით.
მიმართულების ნიმუში
დიპოლები არის ყოვლისმომცველი ანტენა. ამ მიზეზით, ისინი ხშირად გამოიყენება საკომუნიკაციო სისტემებში.ანტენა ასიმეტრიული ვიბრატორის სახით (მონოპოლური)
ასიმეტრიული ანტენა არის დიპოლური ანტენის ნახევარი და დამონტაჟებულია გამტარ ზედაპირზე, ჰორიზონტალურ ამრეკლავ ელემენტზე პერპენდიკულურად. მონოპოლური ანტენის მიმართულება ორჯერ აღემატება ორმაგი სიგრძის დიპოლურ ანტენას, რადგან ჰორიზონტალური ამრეკლი ელემენტის ქვეშ არ არის გამოსხივება. ამასთან დაკავშირებით, ასეთი ანტენის ეფექტურობა ორჯერ მაღალია და მას შეუძლია ტალღების შემდგომი გადაცემა იგივე გადამცემი სიმძლავრის გამოყენებით.
მიმართულების ნიმუში
ტალღის არხის ანტენა, Yagi-Uda ანტენა, Yagi ანტენა
მიმართულების ნიმუში
კუთხის ანტენა
ანტენის ტიპი, რომელიც ხშირად გამოიყენება VHF და UHF გადამცემებზე. იგი შედგება რადიატორისგან (ეს შეიძლება იყოს დიპოლური ან იაგის მასივი), რომელიც დამონტაჟებულია ორი ბრტყელი მართკუთხა ამრეკლავი ეკრანის წინ, რომლებიც დაკავშირებულია კუთხით, ჩვეულებრივ 90°. ლითონის ფურცელი ან ბადე (დაბალი სიხშირის რადარებისთვის) შეუძლია იმოქმედოს როგორც რეფლექტორი, შეამციროს წონა და შეამციროს ქარის წინააღმდეგობა. კუთხის ანტენებს აქვთ ფართო დიაპაზონი, ხოლო მომატება დაახლოებით 10-15 დბ.
მიმართულების ნიმუში
ვიბრატორის ჟურნალ-პერიოდული (ლოგარითმული პერიოდული) ანტენა ან სიმეტრიული ვიბრატორების ჟურნალ-პერიოდული მასივი
ჟურნალ-პერიოდული ანტენა (LPA) შედგება რამდენიმე ნახევრად ტალღის დიპოლური ემიტერისგან, რომელთა სიგრძე თანდათან იზრდება. თითოეული შედგება წყვილი ლითონის წნელებისგან. დიპოლები მჭიდროდ არის მიმაგრებული, ერთმანეთის მიღმა და დაკავშირებულია მიმწოდებელთან პარალელურად, საპირისპირო ფაზებით. ეს ანტენა ჰგავს Yagi ანტენას, მაგრამ ის სხვაგვარად მუშაობს. Yagi ანტენაზე ელემენტების დამატება ზრდის მის მიმართულებას (მომატებას), ხოლო ელემენტების დამატება LPA-ში ზრდის მის სიჩქარეს. მისი მთავარი უპირატესობა სხვა ანტენებთან შედარებით არის ოპერაციული სიხშირეების ძალიან ფართო დიაპაზონი. ანტენის ელემენტების სიგრძე დაკავშირებულია ერთმანეთთან ლოგარითმული კანონის მიხედვით. ყველაზე გრძელი ელემენტის სიგრძე არის ყველაზე დაბალი სიხშირის ტალღის სიგრძის 1/2, ხოლო ყველაზე მოკლე არის უმაღლესი სიხშირის ტალღის სიგრძის 1/2.
მიმართულების ნიმუში
ჰელიქსის ანტენა
ხვეული ანტენა შედგება სპირალურად გადაბმული გამტარისაგან. ისინი, როგორც წესი, დამონტაჟებულია ჰორიზონტალური ამრეკლავი ელემენტის ზემოთ. მიმწოდებელი უკავშირდება სპირალის ძირს და ჰორიზონტალურ სიბრტყეს. მათ შეუძლიათ მუშაობა ორ რეჟიმში - ნორმალური და ღერძული.
ნორმალური (განივი) რეჟიმი: სპირალის ზომები (დიამეტრი და დახრილობა) მცირეა გადაცემული სიხშირის ტალღის სიგრძესთან შედარებით. ანტენა მუშაობს ისევე, როგორც მოკლე დიპოლი ან მონოპოლი, იგივე გამოსხივების ნიმუშით. გამოსხივება ხაზოვანი პოლარიზებულია სპირალის ღერძის პარალელურად. ეს რეჟიმი გამოიყენება კომპაქტურ ანტენებში პორტატული და მობილური რადიოებისთვის.
ღერძული რეჟიმი: სპირალის ზომები შედარებულია ტალღის სიგრძესთან. ანტენა მუშაობს როგორც მიმართული, გადასცემს სხივს სპირალის ბოლოდან მისი ღერძის გასწვრივ. გამოსცემს წრიული პოლარიზაციის რადიოტალღებს. ხშირად გამოიყენება სატელიტური კომუნიკაციებისთვის.
მიმართულების ნიმუში
რომბული ანტენა
ალმასის ანტენა არის ფართოზოლოვანი მიმართულების ანტენა, რომელიც შედგება ერთიდან სამ პარალელური მავთულისგან, რომლებიც ფიქსირდება მიწის ზემოთ ალმასის სახით, თითოეულ წვეროზე მხარს უჭერს კოშკებს ან ბოძებს, რომლებზეც მავთულები მიმაგრებულია იზოლატორების გამოყენებით. ანტენის ოთხივე მხარე ერთი და იგივე სიგრძისაა, როგორც წესი, ერთი და იგივე ტალღის სიგრძე ან უფრო გრძელი. ხშირად გამოიყენება დეკამეტრული ტალღის დიაპაზონში კომუნიკაციისა და მუშაობისთვის.
მიმართულების ნიმუში
ორგანზომილებიანი ანტენის მასივი
დიპოლების მრავალელემენტიანი მასივი, რომელიც გამოიყენება HF ზოლებში (1.6 - 30 MHz), რომელიც შედგება დიპოლების რიგებისა და სვეტებისგან. მწკრივების რაოდენობა შეიძლება იყოს 1, 2, 3, 4 ან 6. სვეტების რაოდენობა შეიძლება იყოს 2 ან 4. დიპოლები ჰორიზონტალურად პოლარიზებულია და ამრეკლავი ეკრანი მოთავსებულია დიპოლური მასივის უკან, რათა უზრუნველყოს გაძლიერებული სხივი. დიპოლური სვეტების რაოდენობა განსაზღვრავს აზიმუთალური სხივის სიგანეს. 2 სვეტისთვის სხივის სიგანე დაახლოებით 50°-ია, 4 სვეტისთვის არის 30°. მთავარი სხივი შეიძლება იყოს დახრილი 15° ან 30° მაქსიმალური 90° დაფარვისთვის.
რიგების რაოდენობა და ყველაზე დაბალი ელემენტის სიმაღლე მიწის ზემოთ განსაზღვრავს სიმაღლის კუთხეს და მომსახურე ტერიტორიის ზომას. ორი მწკრივის მასივს აქვს 20° კუთხე, ხოლო ოთხის მასივს 10°. ორგანზომილებიანი მასივიდან გამოსხივება ჩვეულებრივ უახლოვდება იონოსფეროს მცირე კუთხით და მისი დაბალი სიხშირის გამო ხშირად აირეკლება უკან დედამიწის ზედაპირზე. ვინაიდან რადიაცია შეიძლება ბევრჯერ აისახოს იონოსფეროსა და მიწას შორის, ანტენის მოქმედება არ შემოიფარგლება მხოლოდ ჰორიზონტზე. შედეგად, ასეთი ანტენა ხშირად გამოიყენება საქალაქთაშორისო კომუნიკაციებისთვის.
მიმართულების ნიმუში
საყვირის ანტენა
საყვირის ანტენა შედგება გაფართოებული რქის ფორმის ლითონის ტალღოვანი ტალღისგან, რომელიც აგროვებს რადიოტალღებს სხივში. საყვირის ანტენებს აქვთ ოპერაციული სიხშირეების ძალიან ფართო დიაპაზონი, მათ შეუძლიათ ფუნქციონირება 20-ჯერადი უფსკრულით მის საზღვრებში - მაგალითად, 1-დან 20 გჰც-მდე. მომატება მერყეობს 10-დან 25 დბ-მდე და ისინი ხშირად გამოიყენება უფრო დიდი ანტენების შესანახად.
მიმართულების ნიმუში
პარაბოლური ანტენა
ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული სარადარო ანტენა არის პარაბოლური რეფლექტორი. საკვები პარაბოლის ფოკუსში მდებარეობს და რადარის ენერგია მიმართულია რეფლექტორის ზედაპირზე. ყველაზე ხშირად, რქის ანტენა გამოიყენება საკვებად, მაგრამ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დიპოლური, ასევე ხვეული ანტენა.
ვინაიდან ენერგიის წერტილის წყარო ფოკუსირებულია, ის გარდაიქმნება მუდმივი ფაზის ტალღის ფრონტზე, რაც პარაბოლას შესაფერისს ხდის რადარში გამოსაყენებლად. ამრეკლავი ზედაპირის ზომისა და ფორმის შეცვლით შეიძლება შეიქმნას სხვადასხვა ფორმის სხივები და გამოსხივების ნიმუშები. პარაბოლური ანტენების მიმართულება ბევრად უკეთესია, ვიდრე იაგის ან დიპოლის მომატება შეიძლება მიაღწიოს 30-35 დბ-ს. მათი მთავარი ნაკლი არის მათი ზომის გამო დაბალი სიხშირეების დამუშავების უუნარობა. კიდევ ერთი რამ არის ის, რომ რადიატორს შეუძლია დაბლოკოს სიგნალის ნაწილი.
მიმართულების ნიმუში
კასეგრანის ანტენა
კასეგრაინის ანტენა ძალიან ჰგავს ჩვეულებრივ პარაბოლურ ანტენას, მაგრამ იყენებს ორი რეფლექტორის სისტემას რადარის სხივის შესაქმნელად და ფოკუსირებისთვის. მთავარი რეფლექტორი პარაბოლურია, ხოლო დამხმარე რეფლექტორი ჰიპერბოლურია. დასხივება მდებარეობს ჰიპერბოლის ორი ფოკუსიდან ერთ-ერთში. გადამცემიდან რადარის ენერგია აისახება დამხმარე რეფლექტორიდან მთავარზე და ფოკუსირებულია. სამიზნიდან დაბრუნებულ ენერგიას აგროვებს მთავარი რეფლექტორი და აირეკლება სხივის სახით, რომელიც ერთ წერტილში გადადის დამხმარეზე. შემდეგ ის აირეკლება დამხმარე რეფლექტორით და გროვდება იმ ადგილას, სადაც მდებარეობს დასხივება. რაც უფრო დიდია დამხმარე რეფლექტორი, მით უფრო ახლოს შეიძლება იყოს ის მთავართან. ეს დიზაინი ამცირებს რადარის ღერძულ ზომებს, მაგრამ ზრდის დიაფრაგმის დაჩრდილვას. პირიქით, მცირე დამხმარე რეფლექტორი ამცირებს გახსნის დაჩრდილვას, მაგრამ ის უნდა იყოს განლაგებული მთავარიდან მოშორებით. უპირატესობები პარაბოლურ ანტენასთან შედარებით: კომპაქტურობა (მიუხედავად მეორე რეფლექტორის არსებობისა, ორ რეფლექტორს შორის მთლიანი მანძილი ნაკლებია ვიდრე მანძილი მიწოდებიდან პარაბოლური ანტენის რეფლექტორამდე), დანაკარგების შემცირება (მიმღები შეიძლება განთავსდეს ახლოს. რქის გამომცემამდე), შემცირებული გვერდითი წილის ჩარევა სახმელეთო რადარებისთვის. მთავარი ნაკლოვანებები: სხივი უფრო ძლიერად არის დაბლოკილი (დამხმარე რეფლექტორისა და საკვების ზომა უფრო დიდია ვიდრე ჩვეულებრივი პარაბოლური ანტენის კვების ზომა), კარგად არ მუშაობს ტალღების ფართო დიაპაზონთან.
მიმართულების ნიმუში
ანტენა გრიგორი
მარცხნივ არის გრიგორის ანტენა, მარჯვნივ არის Cassegrain ანტენა
გრიგორის პარაბოლური ანტენა სტრუქტურაში ძალიან ჰგავს კასეგრაინის ანტენას. განსხვავება ისაა, რომ დამხმარე რეფლექტორი საპირისპირო მიმართულებით არის მრუდი. გრიგოლის დიზაინს შეუძლია გამოიყენოს უფრო მცირე მეორადი რეფლექტორი, ვიდრე კასეგრაინის ანტენა, რის შედეგადაც სხივი ნაკლებად დაიბლოკება.
ოფსეტური (ასიმეტრიული) ანტენა
როგორც სახელწოდება გვთავაზობს, ოფსეტური ანტენის ემიტერი და დამხმარე რეფლექტორი (თუ ეს არის გრიგორის ანტენა) გადაადგილებულია მთავარი რეფლექტორის ცენტრიდან ისე, რომ არ დაბლოკოს სხივი. ეს დიზაინი ხშირად გამოიყენება პარაბოლურ და გრიგორის ანტენებზე ეფექტურობის გაზრდის მიზნით.
კასეგრანის ანტენა ბრტყელი ფაზის ფირფიტით
კიდევ ერთი დიზაინი, რომელიც შექმნილია დამხმარე რეფლექტორის მიერ სხივის ბლოკირების წინააღმდეგ საბრძოლველად, არის ბრტყელი ფირფიტა Cassegrain ანტენა. ის მუშაობს ტალღების პოლარიზაციის გათვალისწინებით. ელექტრომაგნიტურ ტალღას აქვს 2 კომპონენტი, მაგნიტური და ელექტრო, რომლებიც ყოველთვის პერპენდიკულარულია ერთმანეთთან და მოძრაობის მიმართულებაზე. ტალღის პოლარიზაცია განისაზღვრება ელექტრული ველის ორიენტირებით, ის შეიძლება იყოს წრფივი (ვერტიკალური/ჰორიზონტალური) ან წრიული (წრიული ან ელიფსური, გრეხილი საათის ისრის მიმართულებით ან საათის ისრის საწინააღმდეგოდ). პოლარიზაციის შესახებ საინტერესოა პოლარიზატორი, ანუ ტალღების ფილტრაციის პროცესი, რის შედეგადაც მხოლოდ ტალღები პოლარიზებულია ერთი მიმართულებით ან სიბრტყეში. როგორც წესი, პოლარიზატორი დამზადებულია მასალისგან ატომების პარალელური განლაგებით, ან შეიძლება იყოს პარალელური მავთულის გისოსი, რომელთა შორის მანძილი ტალღის სიგრძეზე ნაკლებია. ხშირად ვარაუდობენ, რომ მანძილი უნდა იყოს ტალღის სიგრძის დაახლოებით ნახევარი.
გავრცელებული მცდარი მოსაზრებაა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღა და პოლარიზატორი მუშაობს რხევადი კაბელისა და ფიცრის ღობეის მსგავსად - ანუ, მაგალითად, ჰორიზონტალურად პოლარიზებული ტალღა უნდა დაიბლოკოს ეკრანით ვერტიკალური ჭრილებით.
სინამდვილეში, ელექტრომაგნიტური ტალღები განსხვავებულად იქცევიან, ვიდრე მექანიკური ტალღები. პარალელური ჰორიზონტალური მავთულის გისოსი მთლიანად ბლოკავს და ასახავს ჰორიზონტალურად პოლარიზებულ რადიო ტალღას და გადასცემს ვერტიკალურად პოლარიზებულს - და პირიქით. მიზეზი ასეთია: როდესაც ელექტრული ველი, ანუ ტალღა, მავთულის პარალელურია, ის აღაგზნებს ელექტრონებს მავთულის სიგრძის გასწვრივ და ვინაიდან მავთულის სიგრძე ბევრჯერ აღემატება მის სისქეს, ელექტრონებს ადვილად შეუძლიათ გადაადგილება და შთანთქავს ტალღის ენერგიის უმეტეს ნაწილს. ელექტრონების მოძრაობა გამოიწვევს დენის გამოჩენას და დენი შექმნის საკუთარ ტალღებს. ეს ტალღები გააუქმებს გადამცემ ტალღებს და იქცევა არეკლილი ტალღების მსგავსად. მეორეს მხრივ, როდესაც ტალღის ელექტრული ველი მავთულების პერპენდიკულარულია, ის აღაგზნებს ელექტრონებს მავთულის სიგანეზე. ვინაიდან ელექტრონები ვერ შეძლებენ ამ გზით აქტიურ მოძრაობას, ძალიან მცირე ენერგია აისახება.
მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ უმეტეს ილუსტრაციებში რადიოტალღებს აქვთ მხოლოდ 1 მაგნიტური ველი და 1 ელექტრული ველი, ეს არ ნიშნავს რომ ისინი მკაცრად რხევავენ იმავე სიბრტყეში. სინამდვილეში, შეიძლება წარმოვიდგინოთ, რომ ელექტრული და მაგნიტური ველები შედგება რამდენიმე ქვეველისაგან, რომლებიც იკრიბებიან ვექტორულად. მაგალითად, ვერტიკალურად პოლარიზებული ტალღისთვის ორი ქვეველიდან, მათი ვექტორების დამატების შედეგი ვერტიკალურია. როდესაც ორი ქვეველი ფაზაშია, მიღებული ელექტრული ველი ყოველთვის სტაციონარული იქნება იმავე სიბრტყეში. მაგრამ თუ ერთ-ერთი ქვეველი მეორეზე ნელია, მაშინ მიღებული ველი დაიწყებს ბრუნვას ტალღის მოძრაობის მიმართულებით (ამას ხშირად ელიფსურ პოლარიზაციას უწოდებენ). თუ ერთი ქვეველი სხვებზე ნელია ტალღის სიგრძის ზუსტად მეოთხედით (ფაზა განსხვავდება 90 გრადუსით), მაშინ ვიღებთ წრიულ პოლარიზაციას:
ტალღის წრფივი პოლარიზაციის წრიულ პოლარიზაციაში გადასაყვანად და უკან, საჭიროა შეანელოთ ერთ-ერთი ქვეველი სხვებთან შედარებით ტალღის სიგრძის ზუსტად მეოთხედით. ამისათვის ყველაზე ხშირად გამოიყენება პარალელური მავთულის ბადე (მეოთხე ტალღის ფაზის ფირფიტა), მათ შორის ტალღის სიგრძის 1/4 მანძილით, რომელიც მდებარეობს ჰორიზონტალურთან 45 გრადუსიანი კუთხით.
მოწყობილობაში გამავალი ტალღისთვის, წრფივი პოლარიზაცია იქცევა წრიულად, ხოლო წრიული ხაზოვანად.
კასეგრაინის ანტენა ბრტყელი ფაზის ფირფიტით, რომელიც მუშაობს ამ პრინციპით, შედგება ორი თანაბარი ზომის რეფლექტორისგან. დამხმარე ასახავს მხოლოდ ჰორიზონტალურად პოლარიზებულ ტალღებს და გადასცემს ვერტიკალურად პოლარიზებულ ტალღებს. მთავარი ასახავს ყველა ტალღას. დამხმარე რეფლექტორის ფირფიტა მდებარეობს მთავარის წინ. იგი შედგება ორი ნაწილისაგან - ფირფიტა 45° კუთხით გაშვებული ჭრილებით და 1/4 ტალღის სიგრძის სიგანის ჰორიზონტალური ჭრილებით.
ვთქვათ, კვება გადასცემს ტალღას წრიული პოლარიზაციის მქონე საათის ისრის საწინააღმდეგოდ. ტალღა გადის მეოთხედი ტალღის ფირფიტაზე და ხდება ჰორიზონტალურად პოლარიზებული ტალღა. ის აისახება ჰორიზონტალური მავთულებიდან. ის კვლავ გადის მეოთხედ ტალღოვან ფირფიტაზე, მეორე მხარეს და მისთვის ფირფიტის მავთულები უკვე სარკე-გამოსახულებითაა ორიენტირებული, ანუ თითქოს ბრუნავს 90°-ით. პოლარიზაციის წინა ცვლილება შებრუნებულია, ასე რომ ტალღა კვლავ ხდება წრიულად პოლარიზებული საათის ისრის საწინააღმდეგოდ და მიემართება უკან მთავარ რეფლექტორთან. რეფლექტორი ცვლის პოლარიზაციას საათის ისრის საწინააღმდეგოდან საათის ისრის მიმართულებით. ის გადის დამხმარე რეფლექტორის ჰორიზონტალურ ჭრილებში წინააღმდეგობის გარეშე და ვერტიკალურად პოლარიზებული ტოვებს სამიზნეების მიმართულებით. მიღების რეჟიმში პირიქით ხდება.
სლოტი ანტენა
მიუხედავად იმისა, რომ აღწერილ ანტენებს აქვთ საკმაოდ მაღალი მომატება დიაფრაგმის ზომასთან შედარებით, მათ ყველას აქვთ საერთო უარყოფითი მხარეები: მაღალი გვერდითი წილის მგრძნობელობა (დედამიწის ზედაპირიდან უსიამოვნო ასახვისადმი მგრძნობელობა და დაბალი ეფექტური გაფანტვის არეალის მქონე სამიზნეების მიმართ მგრძნობელობა), შემცირებული ეფექტურობა. სხივის ბლოკირება (პატარა რადარები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას თვითმფრინავებზე, აქვთ დაბლოკვის პრობლემა; დიდი რადარები, სადაც დაბლოკვის პრობლემა ნაკლებია, არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰაერში). შედეგად, გამოიგონეს ანტენის ახალი დიზაინი - სლოტი ანტენა. იგი მზადდება ლითონის ზედაპირის სახით, ჩვეულებრივ ბრტყელი, რომელშიც ხვრელები ან ჭრილები იჭრება. როდესაც ის დასხივდება სასურველ სიხშირეზე, ელექტრომაგნიტური ტალღები გამოიყოფა თითოეული სლოტიდან – ანუ სლოტები მოქმედებენ როგორც ცალკეული ანტენები და ქმნიან მასივს. ვინაიდან თითოეული ჭრილიდან გამომავალი სხივი სუსტია, მათი გვერდითი წილები ასევე ძალიან მცირეა. სლოტ ანტენებს ახასიათებთ მაღალი მომატება, მცირე გვერდითი წილები და დაბალი წონა. მათ შეიძლება არ ჰქონდეთ ამობურცული ნაწილები, რაც ზოგიერთ შემთხვევაში მათი მნიშვნელოვანი უპირატესობაა (მაგალითად, თვითმფრინავზე დაყენებისას).
მიმართულების ნიმუში
პასიური ფაზური მასივის ანტენა (PFAR)
რადარი MIG-31-ით
რადარის განვითარების ადრეული დღეებიდან დეველოპერებს აწუხებთ ერთი პრობლემა: ბალანსი რადარის სიზუსტეს, დიაპაზონსა და სკანირების დროს შორის. ის წარმოიქმნება იმის გამო, რომ რადარები უფრო ვიწრო სხივის სიგანით ზრდის სიზუსტეს (გაზრდილი გარჩევადობა) და დიაპაზონს იმავე სიმძლავრით (ძაბვის კონცენტრაცია). მაგრამ რაც უფრო მცირეა სხივის სიგანე, მით უფრო გრძელია რადარი სკანირებს მთელ ხედვის ველს. უფრო მეტიც, მაღალი მოგების რადარს დასჭირდება უფრო დიდი ანტენები, რაც მოუხერხებელია სწრაფი სკანირებისთვის. დაბალ სიხშირეებზე პრაქტიკული სიზუსტის მისაღწევად, რადარს დასჭირდება ისეთი დიდი ანტენები, რომ მათი ბრუნვა მექანიკურად რთული იქნებოდა. ამ პრობლემის გადასაჭრელად შეიქმნა პასიური ფაზური მასივის ანტენა. ის ეყრდნობა არა მექანიკას, არამედ ტალღების ჩარევას სხივის გასაკონტროლებლად. თუ ერთი და იმავე ტიპის ორი ან მეტი ტალღა ირხევა და ხვდება სივრცის ერთ წერტილში, ტალღების მთლიანი ამპლიტუდა დაახლოებით ისევე ემატება, როგორც ტალღები წყალზე. ამ ტალღების ფაზებიდან გამომდინარე, ჩარევას შეუძლია მათი გაძლიერება ან შესუსტება.
სხივის ფორმირება და კონტროლი შესაძლებელია ელექტრონულად, გადამცემი ელემენტების ჯგუფის ფაზური სხვაობის კონტროლით - რითაც აკონტროლებს სად ხდება გაძლიერების ან შესუსტების ჩარევა. აქედან გამომდინარეობს, რომ თვითმფრინავის რადარს უნდა ჰქონდეს მინიმუმ ორი გადამცემი ელემენტი სხივის გვერდიდან მხარეს გასაკონტროლებლად.
როგორც წესი, PFAR რადარი შედგება 1 კვებისგან, ერთი LNA (დაბალი ხმაურის გამაძლიერებელი), ერთი დენის დისტრიბუტორი, 1000-2000 გადამცემი ელემენტი და თანაბარი რაოდენობის ფაზის გადამრთველი.
გადამცემი ელემენტები შეიძლება იყოს იზოტროპული ან მიმართულების ანტენები. გადაცემის ელემენტების ზოგიერთი ტიპიური ტიპი:
მოიერიშე თვითმფრინავების პირველ თაობებზე ყველაზე ხშირად იყენებდნენ პატჩ ანტენებს (ზოლიანი ანტენები), რადგან მათი განვითარება ყველაზე მარტივი იყო.
თანამედროვე აქტიური ფაზის მასივები იყენებენ ღარულ ემიტერებს მათი ფართოზოლოვანი შესაძლებლობების და გაუმჯობესებული მომატების გამო:
გამოყენებული ანტენის ტიპის მიუხედავად, რადიაციული ელემენტების რაოდენობის გაზრდა აუმჯობესებს რადარის მიმართულების მახასიათებლებს.
როგორც ვიცით, იგივე რადარის სიხშირისთვის, დიაფრაგმის გაზრდა იწვევს სხივის სიგანის შემცირებას, რაც ზრდის დიაპაზონს და სიზუსტეს. მაგრამ ეტაპობრივი მასივებისთვის, არ ღირს ასხივებენ ელემენტებს შორის მანძილის გაზრდა დიაფრაგმის გაზრდისა და რადარის ღირებულების შემცირების მცდელობაში. იმის გამო, რომ თუ ელემენტებს შორის მანძილი ოპერაციულ სიხშირეზე მეტია, შეიძლება გამოჩნდეს გვერდითი წილები, რაც მნიშვნელოვნად დააქვეითებს რადარის მუშაობას.
PFAR-ის ყველაზე მნიშვნელოვანი და ძვირი ნაწილი არის ფაზის გადამრთველები. მათ გარეშე შეუძლებელია სიგნალის ფაზის და სხივის მიმართულების კონტროლი.
ისინი სხვადასხვა ტიპისაა, მაგრამ ზოგადად ისინი შეიძლება დაიყოს ოთხ ტიპად.
ფაზის შეცვლა დროის დაგვიანებით
ფაზის გადამრთველების უმარტივესი ტიპი. დრო სჭირდება სიგნალს გადამცემი ხაზის გავლით. ეს შეფერხება, ტოლი სიგნალის ფაზური ცვლაზე, დამოკიდებულია გადამცემი ხაზის სიგრძეზე, სიგნალის სიხშირეზე და გადამცემ მასალაში სიგნალის ფაზის სიჩქარეზე. მოცემული სიგრძის ორ ან მეტ გადამცემ ხაზს შორის სიგნალის გადართვით, ფაზური ცვლა შეიძლება კონტროლდებოდეს. გადართვის ელემენტებია მექანიკური რელეები, პინის დიოდები, საველე ეფექტის ტრანზისტორები ან მიკროელექტრომექანიკური სისტემები. პინი დიოდები ხშირად გამოიყენება მათი მაღალი სიჩქარის, დაბალი დანაკარგის და მარტივი მიკერძოების სქემების გამო, რომლებიც უზრუნველყოფენ წინააღმდეგობის ცვლილებას 10 kΩ-დან 1 Ω-მდე.
დაყოვნება, წამი = ფაზის ცვლა ° / (360 * სიხშირე, ჰც)
მათი მინუსი ის არის, რომ ფაზის შეცდომა იზრდება სიხშირის მატებასთან ერთად და ზომაში იზრდება სიხშირის კლებასთან ერთად. ასევე, ფაზის ცვლილება იცვლება სიხშირით, ამიტომ ისინი არ გამოიყენება ძალიან დაბალი და მაღალი სიხშირეებისთვის.
ამრეკლი/კვადრატული ფაზის გადამრთველი
როგორც წესი, ეს არის კვადრატული დაწყვილების მოწყობილობა, რომელიც ყოფს შეყვანის სიგნალს ორ სიგნალად 90°-ით ფაზიდან, რომლებიც შემდეგ აისახება. შემდეგ ისინი გაერთიანდებიან ფაზაში გამოსავალზე. ეს წრე მუშაობს, რადგან გამტარი ხაზებიდან სიგნალის ასახვა შეიძლება იყოს ფაზას არ წარმოადგენს ინციდენტის სიგნალთან მიმართებაში. ფაზური ცვლა მერყეობს 0°-დან (ღია ჩართვა, ნულოვანი ვარაქტორის ტევადობა) -180°-მდე (მოკლე ჩართვა, უსასრულო ვარაქტორის ტევადობა). ასეთ ფაზის გადამრთველებს აქვთ მოქმედების ფართო სპექტრი. თუმცა, ვარაქტორების ფიზიკური შეზღუდვები ნიშნავს, რომ პრაქტიკაში ფაზის ცვლა მხოლოდ 160°-ს აღწევს. მაგრამ უფრო დიდი ცვლისთვის შესაძლებელია რამდენიმე ასეთი ჯაჭვის გაერთიანება.
ვექტორული IQ მოდულატორი
ისევე, როგორც ამრეკლავი ფაზის გადამრთველი, აქ სიგნალი იყოფა ორ გამოსავალზე 90-გრადუსიანი ფაზის გადანაცვლებით. მიუკერძოებელი შეყვანის ფაზას ეწოდება I-არხი, ხოლო კვადრატურას 90 გრადუსიანი ოფსეტით ეწოდება Q-არხი. ყოველი სიგნალი შემდეგ გადადის ორფაზიან მოდულატორში, რომელსაც შეუძლია გადაიტანოს სიგნალის ფაზა. თითოეული სიგნალი ფაზაში გადაადგილებულია 0°-ით ან 180°-ით, რაც საშუალებას იძლევა შეირჩეს ნებისმიერი წყვილი კვადრატული ვექტორი. შემდეგ ორი სიგნალი ხელახლა კომბინირებულია. ვინაიდან ორივე სიგნალის შესუსტება შეიძლება კონტროლდებოდეს, კონტროლდება არა მხოლოდ ფაზა, არამედ გამომავალი სიგნალის ამპლიტუდაც.
ფაზის გადამრთველი მაღალ/დაბალგამტარ ფილტრებზე
იგი დამზადებულია დროის დაყოვნების პრობლემის გადასაჭრელად, როდესაც ფაზის გადამრთველები ვერ მუშაობენ დიდი სიხშირის დიაპაზონში. ის მუშაობს სიგნალის გზის გადართვით მაღალგამტარ და დაბალგამტარ ფილტრებს შორის. დროის დაყოვნების ფაზის გადამრთველის მსგავსია, მაგრამ იყენებს ფილტრებს გადამცემი ხაზების ნაცვლად. მაღალგამტარი ფილტრი შედგება ინდუქტორებისა და კონდენსატორების სერიისგან, რომლებიც უზრუნველყოფენ ფაზის წინსვლას. ასეთი ფაზის გადამრთველი უზრუნველყოფს მუდმივ ფაზურ ცვლას სამუშაო სიხშირის დიაპაზონში. ის ასევე ზომით გაცილებით მცირეა, ვიდრე ჩამოთვლილი წინა ფაზის გადამრთველები, რის გამოც ის ყველაზე ხშირად გამოიყენება რადარის აპლიკაციებში.
რომ შევაჯამოთ, ჩვეულებრივ ამრეკლავ ანტენასთან შედარებით, PFAR-ის მთავარი უპირატესობები იქნება: სკანირების მაღალი სიჩქარე (თვალთვალის სამიზნეების რაოდენობის გაზრდა, სადგურის რადიაციული გაფრთხილების აღმოჩენის ალბათობის შემცირება), სამიზნეზე გატარებული დროის ოპტიმიზაცია, მაღალი მომატება და მცირე გვერდითი ლობები (ძნელია დამაგრება და გამოვლენა), შემთხვევითი სკანირების თანმიმდევრობა (უფრო რთულია დამაგრება), სპეციალური მოდულაციის და გამოვლენის ტექნიკის გამოყენების შესაძლებლობა ხმაურიდან სიგნალის ამოსაღებად. მთავარი მინუსი არის მაღალი ღირებულება, 60 გრადუსზე უფრო ფართო სკანირების შეუძლებლობა (სტაციონარული ფაზის მასივის ხედვის ველი 120 გრადუსია, მექანიკურ რადარს შეუძლია მისი გაფართოება 360-მდე).
აქტიური ფაზური მასივის ანტენა
გარეთ, AFAR (AESA) და PFAR (PESA) ძნელია გარჩევა, მაგრამ შიგნით ისინი რადიკალურად განსხვავდებიან. PFAR იყენებს ერთ ან ორ მაღალი სიმძლავრის გამაძლიერებელს ერთი სიგნალის გადასაცემად, რომელიც შემდეგ იყოფა ათასობით ბილიკად ათასობით ფაზის გადამრთველისა და ელემენტისთვის. AFAR რადარი შედგება ათასობით მიღების/გადაცემის მოდულისგან. ვინაიდან გადამცემები უშუალოდ თავად ელემენტებშია განთავსებული, მას არ აქვს ცალკე მიმღები და გადამცემი. არქიტექტურაში განსხვავებები ნაჩვენებია სურათზე.
AFAR-ში კომპონენტების უმეტესობა, როგორიცაა სუსტი სიგნალის გამაძლიერებელი, მაღალი სიმძლავრის გამაძლიერებელი, დუპლექსერი და ფაზის გადამრთველი, მცირდება ზომით და იკრიბება ერთ კორპუსში, რომელსაც ეწოდება გადამცემი/მიმღების მოდული. თითოეული მოდული არის პატარა რადარი. მათი არქიტექტურა შემდეგია:
მიუხედავად იმისა, რომ AESA და PESA იყენებენ ტალღის ჩარევას სხივის ფორმირებისა და გადახრის მიზნით, AESA-ს უნიკალური დიზაინი უზრუნველყოფს ბევრ უპირატესობას PFAR-თან შედარებით. მაგალითად, სიგნალის მცირე გამაძლიერებელი მდებარეობს მიმღებთან ახლოს, იმ კომპონენტებთან, სადაც სიგნალის ნაწილი იკარგება, ამიტომ მას აქვს უკეთესი სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობა, ვიდრე PFAR.
უფრო მეტიც, თანაბარი გამოვლენის შესაძლებლობებით, AFAR-ს აქვს უფრო დაბალი სამუშაო ციკლი და პიკური სიმძლავრე. ასევე, ვინაიდან ცალკეული APAA მოდული არ ეყრდნობა ერთ გამაძლიერებელს, მათ შეუძლიათ სიგნალების გადაცემა სხვადასხვა სიხშირეზე ერთდროულად. შედეგად, AFAR-ს შეუძლია შექმნას რამდენიმე ცალკეული სხივი, დაყოს მასივი ქვემასივებად. მრავალ სიხშირეზე მუშაობის უნარს მოაქვს მრავალფუნქციური დავალება და ელექტრონული ჩაკეტვის სისტემების განლაგების შესაძლებლობა რადართან მიმართებაში ნებისმიერ ადგილას. მაგრამ ძალიან ბევრი ერთდროული სხივის ფორმირება ამცირებს რადარის დიაპაზონს.
AFAR-ის ორი მთავარი მინუსი არის მაღალი ღირებულება და შეზღუდული ხედვის ველი 60 გრადუსამდე.
ჰიბრიდული ელექტრონულ-მექანიკური ფაზური მასივის ანტენები
ფაზური მასივის სკანირების ძალიან მაღალი სიჩქარე შერწყმულია ხედვის შეზღუდულ ველთან. ამ პრობლემის გადასაჭრელად თანამედროვე რადარები მოძრავ დისკზე ათავსებენ ეტაპობრივ მასივებს, რაც ზრდის ხედვის არეალს. არ აურიოთ ხედვის ველი სხივის სიგანესთან. სხივის სიგანე ეხება რადარის სხივს, ხოლო ხედვის ველი ეხება სკანირებული ტერიტორიის საერთო ზომას. ვიწრო სხივები ხშირად საჭიროა სიზუსტისა და დიაპაზონის გასაუმჯობესებლად, მაგრამ ვიწრო ხედვის არე, როგორც წესი, არ არის საჭირო.
საყვირის ანტენების გამოყენება
დამოუკიდებელი საყვირის ანტენა გამოიყენება ძირითადად იმ შემთხვევებში, როდესაც არ არის საჭირო მკვეთრი გამოსხივების ნიმუში და როდესაც ანტენას უნდა ჰქონდეს საკმარისი დიაპაზონი. პრაქტიკაში, საყვირის ანტენის გამოყენებით, შეგიძლიათ დაფაროთ დაახლოებით ორჯერ მეტი ტალღის სიგრძის დიაპაზონი. მკაცრად რომ ვთქვათ, ელექტრომაგნიტური საყვირის ანტენის დიაპაზონი შემოიფარგლება არა საყვირით, არამედ ტალღის მიმწოდებლით.
საყვირის ანტენების დიდი დიაპაზონი და დიზაინის სიმარტივე ამ ტიპის მიკროტალღური ანტენების მნიშვნელოვანი უპირატესობაა, რის გამოც ისინი ფართოდ გამოიყენება ანტენის გაზომვებში და ელექტრომაგნიტური ველის მახასიათებლების გაზომვაში.
რქები ასევე ფართოდ გამოიყენება როგორც ლინზების და სარკის ანტენების შესანახი, ასევე ანტენის მასივების ელემენტები.
ანტენა მუშაობს მარეგულირებელი დოკუმენტაციის შესაბამისად, რომელიც ითვალისწინებს რუტინული მოვლის ვადებს. რუტინული სამუშაო არის აუცილებელი მოქმედებების ჩამონათვალი ანტენის და მისი პარამეტრების სიზუსტის, აგრეთვე მექანიკური და ელექტრული თვისებების შესამოწმებლად.
გარე შემოწმება მუდმივად უნდა ჩატარდეს მექანიკური და ელექტრული დაზიანების არსებობისთვის. რეგულარულად გაასუფთავეთ ანტენა ჭუჭყისა და მტვრისგან და შეამოწმეთ მიმწოდებლის გზა.
დასკვნა
კურსის მუშაობის დროს გამოითვალა ანტენის ძირითადი ზომები და გამოითვალა კვების ხაზის პარამეტრები. ჩატარებული გამოთვლების საფუძველზე აშენდა რადიაციული ნიმუში და გაკეთდა ანტენის ესკიზი.
გამოსხივების შაბლონების ფორმისა და გამოთვლილი ეფექტურობის მნიშვნელობიდან გამომდინარე, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ანტენის ძირითადი პარამეტრები შეესაბამება მითითებულ მნიშვნელობებს.
ანტენის ეფექტურობა: 0,84
ტექნიკურ მახასიათებლებში საყვირის ანტენის მოთხოვნები დაკმაყოფილებულია ენერგიის გარკვეული რეზერვით.
საყვირის ანტენის მიმწოდებლის მიმართულება
ლიტერატურა და ინფორმაციის წყაროები
1. Sazonov D. M. ანტენები და მიკროტალღური მოწყობილობები. - მ.: უმაღლესი სკოლა, 1988. - 432გვ.
2. Nechaev E. E. მეთოდოლოგიური ინსტრუქციები კურსის დასრულებისთვის დისციპლინაში "ანტენები და RVR". მ.: MGTUGA, 1996. -106გვ.
3. Kocherzhevsky G.N., Erokhin G.A., ანტენა-მიმწოდებელი მოწყობილობები. მ.: რადიო და კომუნიკაცია, 1989. - 352გვ.
4. ა.ზ. ფრადინი. ანტენის მიმწოდებელი მოწყობილობები. სახელმძღვანელო. მ.: სვიაზი, 1997 წ.
დირექტორის ანტენის გაანგარიშება…………………………………………………………………………………………………………………………………
საყვირის ანტენის გაანგარიშება……………………………………………………………… 10
ერთსარკიანი პარაბოლური ანტენის გამოთვლა……………………………17
დასკვნები საანგარიშო სამუშაოზე……………………………………………………………………………………
ცნობების სია………………………………………………………………………………………………………………………………
ვიბრატორის ანტენები გამოიყენება მილიმეტრის, სანტიმეტრის, დეციმეტრის, მეტრის და უფრო გრძელი ტალღის დიაპაზონში და არის სწორი გამტარები, რომლებიც აღგზნებულია გარკვეულ წერტილებში. ვიბრატორის ანტენებს, დიზაინიდან გამომდინარე, აქვთ მიმართულების კოეფიციენტი რამდენიმე ერთეულიდან ათეულ ათასამდე და გამოიყენება რადიოკავშირის სისტემებში, რადიო ნავიგაციაში, ტელევიზიაში, ტელემეტრიაში და რადიო ინჟინერიის სხვა სფეროებში.
მიმართულების გასაზრდელად გამოიყენება ვიბრატორი რეფლექტორით და ერთი ან მეტი დირექტორით. ასეთ ანტენას ეწოდება დირექტორული ანტენა და ფართოდ გამოიყენება რადიო კომუნიკაციების სხვადასხვა სფეროში VHF დიაპაზონში. რაც უფრო მეტი რეჟისორია, მით უფრო დიდია KND და უკვე მთავარი ფურცელი DN. როგორც წესი, დირექტორული ანტენების ეფექტურობაა 10...30, მაგრამ ცნობილია დირექტორული ანტენების ეფექტურობის დიზაინი = 80...100.
ნახატი 1.1 - დირექტორის ანტენის ზოგადი ხედი
ნახატზე ნაჩვენებია აქტიური ვიბრატორი სიგრძით , რეფლექტორი სიგრძით , დირექტორი სიგრძით , ბუმი, ანძა და ანტენის სამონტაჟო ყუთი, ასევე მანძილი ვიბრატორიდან რეფლექტორამდე, ვიბრატორი რეჟისორისთვის და თავად ანტენის სიგრძე.
ანტენის პარამეტრების თეორიული გაანგარიშება.
რეჟისორულ ანტენაში აქტიური ვიბრატორის სიგრძე ტოლია რეზონანსული სიგრძის:
ასეთი სიგრძით, შეყვანის წინააღმდეგობას აქვს რეაქტიული ნაწილი ნულთან ახლოს. რეფლექტორის სიგრძე უნდა იყოს უფრო გრძელი ვიდრე რეზონანსული სიგრძე:
რეჟისორების სიგრძე შედგენილია რეზონანსულ სიგრძეზე ნაკლები:
უფრო მეტიც, რეჟისორების სიგრძე მცირდება პირველიდან ბოლომდე.
ვიბრატორ-რეფლექტორული სისტემისთვის ოპტიმალური მანძილი, მაქსიმალური ეფექტურობის თვალსაზრისით, შეირჩევა საზღვრებში:
სისტემისთვის, ვიბრატორი არის პირველი დირექტორი:
მეზობელ დირექტორებს შორის მანძილი აღებულია ფარგლებში:
ტალღის სიგრძე განისაზღვრება ფორმულით:
სად არის სინათლის სიჩქარე და არის არხის სიხშირე. იმიტომ რომ გვეძლევა 5-6 სატელევიზიო არხი, შემდეგ ავიღებთ ამ ორი არხის დაკავებული სიხშირის დიაპაზონის საშუალო სიხშირეს: , მაშინ ტალღის სიგრძე ფორმულიდან (1.7) იქნება ტოლი:
მოდით გამოვთვალოთ ანტენის ვიბრატორების სიგრძე და მათ შორის მანძილი ფორმულების გამოყენებით (1.1 - 1.6):
ანტენის მთლიან სიგრძეს და მის გამოსახულებას სურათზე 1.2 ავიღებთ VIBRAT პროგრამიდან.
ნახატი 1.2 - გამოთვლილი დირექტორის ანტენის ზოგადი ხედი
თვითმფრინავში რეჟისორული ანტენის მიმართულების ნიმუშის საპოვნელად ვიყენებთ ფორმულას (1.8):
სად არის ვიბრატორების რაოდენობა, k არის ტალღის რიცხვი და არის საშუალო მანძილი ვიბრატორებს შორის.
(1.9) და (1.10) (1.8) და რიცხვითი მნიშვნელობებით ჩანაცვლებით, ჩვენ ვიღებთ გამოხატულებას მოცემული დირექტორის ანტენის ნიმუშის საპოვნელად:
ჩვენ ავაშენებთ ნორმალიზებულ გამოსხივების შაბლონს Mathcad პაკეტის გამოყენებით. იმიტომ რომ ის სიმეტრიულია ნულის მიმართ, შემდეგ ჩვენ ავაშენებთ მას:
ნახატი 1.3 - DN თვითმფრინავში
გრაფიკიდან შეგიძლიათ განსაზღვროთ ძირითადი წილის სიგანე და გვერდითი წილების მაქსიმალური დონე: .
მიმართულების ფაქტორი და ძირითადი წილის სიგანე განისაზღვრება ფორმულებით (1.10-1.11):
კოეფიციენტები და განისაზღვრება გრაფიკიდან 1.4:
ნახატი 1.4 - შანსების სქემა
მოდით განვსაზღვროთ ანტენის ტალღის სიგრძე:
ანტენის ტალღის სიგრძის ცოდნა და სურათი 1.4-ის გამოყენებით, ჩვენ განვსაზღვრავთ, რომ . შემდეგ:
შევადაროთ მიღებული გაანგარიშების შედეგები პროგრამაში მოდელირებული გამოთვლილი დირექტორი ანტენის შედეგებს. შედეგებს აქვს მცირე შეუსაბამობა იმის გამო, რომ გამოყენებული ფორმულები არის მიახლოებითი და არ ითვალისწინებს რიგ ფაქტორებს.
ნახატი 1.5 - დირექტორის ანტენა გამოითვლება VIBRAT-ში
დასკვნა: ჩვენ გამოვთვალეთ დირექტიულობის კოეფიციენტი, დირექტორი ანტენის DP და DP პარამეტრები მოცემულ სიხშირის დიაპაზონში. VIBRAT პროგრამის გამოყენებით ჩვენ მოვახდინეთ ამ ანტენის სიმულაცია და გადავამოწმეთ მიღებული პარამეტრების მართებულობა.
ბრინჯი. საყვირის ანტენების ტიპები: ა) ე-სექტორული, ბ) ნ-სექტორული, გ) პირამიდული, დ) კონუსური.
Თვისებები:
Horn ანტენები ძალიან ფართოზოლოვანია და ძალიან კარგად ემთხვევა კვების ხაზს - სინამდვილეში, ანტენის გამტარუნარიანობა განისაზღვრება ამაღელვებელი ტალღების თვისებებით. ეს ანტენები ხასიათდება რადიაციული შაბლონის უკანა წილების დაბალი დონით (-40 dB-მდე) იმის გამო, რომ RF დენების მცირე ნაკადია რქის ჩრდილში. დაბალი სიმძლავრის მქონე საყვირის ანტენები დიზაინით მარტივია, მაგრამ მაღალი (>25 დბ) სიმძლავრის მისაღწევად საჭიროა საყვირის დიაფრაგში ტალღის ფაზის გასწორების მოწყობილობების (ლინზები ან სარკეები) გამოყენება. ასეთი მოწყობილობების გარეშე, ანტენა არაპრაქტიკულად გრძელი უნდა იყოს.
განაცხადი:
Horn ანტენები გამოიყენება როგორც დამოუკიდებლად, ასევე სარკის და სხვა ანტენების შესანახად. საყვირის ანტენას, სტრუქტურულად შერწყმული პარაბოლურ რეფლექტორთან, ხშირად უწოდებენ რქოვან-პარაბოლურ ანტენას. საყვირის ანტენები დაბალი მომატებით ხშირად გამოიყენება საზომ ანტენებად მათი ხელსაყრელი თვისებებისა და კარგი განმეორებადობის გამო.
ჰოლმდეილის რადიოტელესკოპში, რომელიც არის დიკის რადიომეტრი, რომელიც დაფუძნებულია რქოვან-პარაბოლურ ანტენაზე, არნო პენზიასმა და რობერტ ვუდრო ვილსონმა აღმოაჩინეს კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივება 1965 წელს.
მახასიათებლები და ფორმულები:
საყვირის ანტენის მომატება განისაზღვრება მისი გახსნის ფართობით და შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:
სადაც: - საყვირის გახსნის ადგილი.
λ არის მთავარი გამოსხივების ტალღის სიგრძე.
- 0,4....0,8 აპარატურა(რქის ზედაპირის უტილიზაციის კოეფიციენტი), ტოლია 0,6-ის იმ შემთხვევისთვის, როდესაც ბილიკების სხვაობა ცენტრალურ და პერიფერიულ სხივებს შორის ნაკლებია, მაგრამ ახლოს Pi/2-თან და 0,8, როდესაც გამოიყენება ტალღის ფაზის ნიველირებადი მოწყობილობები.
ძირითადი წილის სიგანე დნმ ჰ:
ძირითადი წილის სიგანე დნმსიბრტყეში ნულოვანი გამოსხივებით ე:
ვინაიდან თანასწორობით ლ ედა ლ ჰ დნმთვითმფრინავში ნაღმოჩნდება 1,5-ჯერ უფრო ფართო, ორივე სიბრტყეში ერთი და იგივე ფურცლის სიგანის მისაღებად, აირჩიეთ:
საყვირის დიაფრაგში ფაზის დამახინჯების შესანარჩუნებლად დასაშვებ საზღვრებში (არაუმეტეს Pi/2), აუცილებელია შემდეგი პირობის დაცვა (პირამიდული რქისთვის):
სად და არის რქის შემქმნელი პირამიდის სახეების სიმაღლეები.
სხვა წყაროდან:
სად ლ ჰ- სიბრტყეში გახსნის სიგანე ნ,
ლ ე- სიბრტყეში გახსნის სიგანე ე,
რ ედა RH- რქის სიგრძე.
ასეთი ანტენისთვის KNDგამარტივებული ფორმით, იგი გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:
D RUR = 4piνS/λ 2
სად: S = L H * L E- საყვირის გახსნის ადგილი;
λ
- ძირითადი გამოსხივების ტალღის სიგრძე;
ν
= 0.4....0.8 - ზედაპირის გამოყენების კოეფიციენტი ( აპარატურა);
რქის ტიპის მიხედვით, საყვირის ანტენები იყოფა ნ- და ე- სექტორული, პირამიდული და კონუსური. რქები, რომელთა ზომები შეესაბამება მაქსიმალურ მნიშვნელობას KNDოპტიმალურს უწოდებენ. ოპტიმალურისთვის ნ-სექტორული საყვირის ანტენების რქის სიგრძე R H =L H 2 /3λოპტიმალურად ე-სექტორული საყვირის ანტენები R E =L E 2 /2λ. აპარატურაოპტიმალური ნ- და ე-სექტორული, პირამიდული რქები არის 0,64. თუ პირობითად გავზრდით რქის სიგრძეს უსასრულობამდე, მაშინ აპარატურაანტენა გაიზრდება 0.81-მდე.
კონუსურ რქაში, ოპტიმალური სიგრძე R opt. კონ. დამოკიდებულია მისი გახსნის დიამეტრზე
დ:
R opt. კონ. = d 2 /2.4λ + 0.15λ
აპარატურაოპტიმალური კონუსური რქა ვ=0,5.
მაგიდა 1.2.რქის გამოსხივების ნიმუშის სიგანე ოპტიმალური სიგრძით.
რქის ტიპი |
რადიაციული ნიმუშის სიგანე H სიბრტყეში |
სხივის სიგანე სიბრტყეში E |
ელექტრონული სექტორი |
2Θ 0,7 =68λ/ლ H |
2Θ 0.7 =53λ/ლ ე |
H-სექტორული |
2Θ 0.7 =80λ/ლ H |
2Θ 0.7 =51λ/ლ ე |
პირამიდული |
2Θ 0.7 =80λ/ლ H |
2Θ 0.7 =53λ/ლ ე |
კონუსური |
2Θ 0.7 =60λ/დ |
2Θ 0.7 =70λ/დ |
თუ ავიღებთ ელიფსურ რქას ელიფსის ღერძული თანაფარდობით 1,25, მაშინ შეგვიძლია მივიღოთ გამოსხივების ნიმუშის დაახლოებით იგივე სიგანე ყველა მონაკვეთზე, რომელიც გადის რქის ღერძზე.
საყვირის ანტენის უპირატესობა არის მისი ფართოზოლოვანი ქსელი, რომელიც განისაზღვრება კვების ტალღის ფართოზოლით, ეფექტურობით. საყვირის ანტენა უდრის ერთიანობას.
საყვირის ანტენების მინუსი არის ის, რომ საყვირის სიგრძე უნდა იყოს ძალიან გრძელი მაღალი მიმართულების რადიაციის მისაღებად. ოპტიმალური რქის სიგრძე პროპორციულია დიაფრაგმის ზომების კვადრატისა ლ ჰან ლ ედა გამოსხივების ნიმუშის სიგანე უკუპროპორციულია ლ ჰან ლ ეპირველ ხარისხში. ამიტომ, რქის ანტენის რადიაციული ნიმუშის შევიწროება ნჯერ, გახსნის სიგანე უნდა გაიზარდოს ნჯერ და რქის სიგრძე არის N2ერთხელ. ეს გარემოება აწესებს შეზღუდვებს საყვირის ანტენების რადიაციული ნიმუშის სიგანეზე.