Mga kalamangan at kawalan ng mga antenna ng sungay. Horn antenna: paglalarawan, disenyo, katangian at paggamit. E-eroplano sektoral sungay
Sa 2.45 GHz, ang wavelength ng signal ng WiFi ay 122 mm. Ang polariseysyon ay patayo. Ang network ay nagbibigay ng isang kawili-wiling diagram ng isang biquadrat na nakakurba sa paligid ng isang tansong tubo na may diameter na 10 cm, lumalabas na ang radiation pattern ng naturang antena ay nabaluktot at nakaunat sa azimuth. Walang mga modelo ng MMANA upang makita nang eksakto kung ano ang mangyayari, ngunit ang mga amateurs ay nagtalo na ang paglipat na ito ay hindi ang pinakamahusay (titingnan natin iyon mamaya). Ang mga horn antenna ay angkop para sa mataas na frequency, ngunit masyadong malaki para sa mababang frequency. Posible bang gumawa ng antenna para sa isang router gamit ang iyong sariling mga kamay sa anyo ng isang speaker. Sa mga pambihirang kaso (imitasyon ng boses ng isang lawa ng pato), tiyak na oo.
Ilang tao ang nag-iisip tungkol sa pisikal na kahulugan ng antenna. Sasagutin ng karaniwang tao na ang isang antena ay kinakailangan upang palakasin ang signal, ngunit ito ay isang passive, hindi nagpapalakas ng aparato. Kinokolekta nito ang isang signal mula sa isang malaking lugar at ipinapadala ito sa isang maliit, kung saan matatagpuan ang receiver cable. Ginagawa ito ng lahat ng antenna nang walang pagbubukod. Ano ang maaaring kolektahin ng isang vibrator? Sapat na tandaan na ang wave vibrator (isang piraso ng wire na katumbas ng wavelength) ay mas mahusay kaysa sa half-wave vibrator, na may kalamangan sa quarter-wave vibrator (katumbas ng quarter ng wavelength). Kung mas mahaba ang vibrator, mas epektibo. Sa kasong ito, ang ilang mga proporsyon ay sinusunod. Ito ay idinidikta ng mga batas ng alon ng kalikasan.
Nabatid na ang isang mang-aawit ng opera, pagkatapos na tumama ng isang mataas na nota, ay nabasag ang isang kristal na salamin. Paano ito nagawa. Bahagyang hinampas ng singing master ang instrument at pinakikinggan kung anong nota ang dumadaloy mula sa sisidlan. Ito ang resonant frequency ng object. Sa pamamagitan ng pagtugtog ng parehong nota na may sinanay na boses, ang mang-aawit ay nagbubunga ng tugon mula sa lalagyan. Ang mga oscillations ay nag-iipon, tumindi, at hindi namamatay. Bilang isang resulta, ang salamin ay nasira sa mga piraso. Eksakto ang parehong bagay na nangyayari sa antenna. Nangongolekta at nagpapadala ng mga alon na matunog. At ito ang pangunahing frequency at harmonics (multiplied sa dalawa, apat, atbp. frequency). Ang isang homemade antenna para sa isang router ay makakatulong na alisin ang hindi kailangan. Ang signal ay ikokonsentra sa tamang lugar.
Mahalagang ikonekta nang tama ang wire sa antenna. Ang pagtanggap ng mga wave at harmonic ay gagawing posible na makabuo ng isang harmonic antenna na tumatanggap ng mga frequency na ang kalahating wave ay multiple ng mga dimensyon ng device.
Halimbawa, ang mga frequency na nauugnay bilang 1: 2: 4: 6, atbp. Ang isang maayos na iginuhit na linya ay magbibigay-daan sa iyo upang mahuli ang ilang mga alon sa parehong oras. Kung lalabag ka sa mga panuntunan, hindi gagana ang device. Narito kung paano ito gawin:
- Gumuhit ng isang schematic diagram ng isang vibrator (tuwid na linya), kung saan ang mga batas ng pamamahagi ng mga alon at boltahe para sa lahat ng mga wavelength ay schematically na ipinahiwatig.
- Kung ikinonekta mo ang mga wire sa boltahe na antinode point, makakakuha ka ng boltahe na power supply.
- Kung ikinonekta mo ang mga wire sa antinode point ng lahat ng mga alon, makakakuha ka ng kasalukuyang pagpapakain.
Ganito ginagawa ang mga harmonic antenna. Upang makagawa ng katulad nito, halimbawa, para sa dalas na 3.7 MHz (HF range), kailangan mo ng isang piraso ng wire na 80 metro ang haba. Malinaw na ang ganitong sitwasyon ay maaaring hindi angkop sa iyo. Samakatuwid, ang mga bagong disenyo ay patuloy na hinahanap. Hindi pa nagtagal ay naglathala sila ng isang paglalarawan ng proseso ng pagbuo ng isang ferromagnetic antenna para sa 3.7 - 7 MHz range na akma sa isang kamao. Hindi namin inaangkin na papalitan nito ang 80 metro ng tanso, ngunit napansin ng mga mananaliksik ang isang positibong epekto mula dito, na ginagamit sa mga receiver ng radyo.
Mga antenna ng sungay para sa router
Ano ang magpapasaya sa iyo sa isang horn amplifying antenna para sa isang router. Simple sa disenyo. Narito ang teorya:
- pyramidal (pinutol na pyramid);
- sectorial, sectorial (isang sektor na gawa sa isang waveguide, ang ilalim at kisame ay parallel sa isa't isa, ang mga gilid ay magkakaiba);
- korteng kono (pinutol na kono);
- hybrid (ang hugis ng sungay ay halos hindi matatawag na isang likhang salita; ang mga nag-disassemble ng mga satellite converter ay pamilyar sa isang sungay na may mga hakbang).
Kung ang mga sungay ay ginagamit sa mga komunikasyon sa satellite sa mga frequency na higit sa 5 GHz, kung gayon ang mga ito ay angkop din para sa WiFi. Paano gumawa ng antenna para sa isang router. Ang mga sungay ay nabibilang sa klase ng mga microwave device. Ang antenna ay gawa sa bakal na nilagyan sa loob. Pinapabuti nito ang mga kondisyon ng kondaktibiti, pinapayagan ang alon na malayang gumalaw sa loob, at nagbibigay ng katigasan sa mga dingding. Sa pagsasagawa, ang karton na natatakpan ng foil sa loob ay angkop para sa isang glazed loggia. Ang foil, tulad ng alam mo, ay gawa sa aluminyo; ang tanso ay may pinakamagandang katangian. Ang ilang mga tao ay nagtitipon ng mga horn antenna mula sa PCB. Pagkatapos ang ibabaw ay pinakintab, halimbawa, na may isang pambura, at barnisado. I-seal ang horn antenna portal gamit ang dielectric, plastic, foam, atbp.
Mahalaga! Kung walang foil, ang sungay ay hindi gagana para sa malinaw na mga kadahilanan. Ang isang dielectric ay hindi maaaring magpakita ng electromagnetic radiation.
Ang mga joints, sa kaso ng PCB, ay soldered, ang karton ay nakadikit. Malamang na mas mahusay na kumuha ng plywood, dahil ang tamang geometry ay mahalaga para sa antenna. At mas pinapanatili ng veneer sheet ang hugis nito. Ang loob ay kailangang nakadikit sa mga tahi, at ang labas ay kailangang pinahiran ng isang panimulang aklat na pumipigil sa kahalumigmigan na tumagos sa loob. Susunod, ito ay pininturahan at isinasabit kahit saan. Kung ninanais, posibleng mag-attach ng bird feeder sa itaas. Takpan ang loob ng istraktura na may foil, nang pantay-pantay hangga't maaari (ang pagkapantay-pantay ng pag-paste ay hindi makakaapekto sa pagpapatakbo ng antena). Iminumungkahi namin ang paggawa ng pyramidal horn, na mas simple at magbibigay ng katanggap-tanggap na pattern ng radiation at elevation kung sakaling gusto ng mga estranghero na makapasok sa aming network.
Ang radiation pattern ng isang horn antenna para sa isang router ay hindi orihinal. Ito ay isang talulot, 15 degrees ang lapad (depende sa disenyo) sa azimuth at elevation. Tinutukoy nito ang partikular na aplikasyon. Upang masakop ang bahay, ang antenna ay inilalagay sa taas ng gitnang distansya. Upang ang pangunahing talulot ay sumasakop sa lahat ng mga mamimili. Magsimula tayo sa mga sukat ng supply waveguide, na hindi gaanong napapansin. Mayroong calculator sa website na http://users.skynet.be/chricat/horn/horn-javascript.html; gamitin ito upang kalkulahin ang mga parameter sa pamamagitan ng pagpapalit sa dalas. Ang default ay channel 6 (2437 MHz).
Ang ilalim ng supply waveguide ay tinusok mula sa ibaba ng isang pin na may pagitan mula sa likurang pader ng isang quarter ng wavelength, at ang haba ng seksyon ay kalahati ng wavelength. Gamit ang isang formula mula sa physics, nakita namin ang wavelength: 299792458 / 2430000000 = 123 mm. Ito ang wavelength sa libreng espasyo. Mayroong kritikal na alon sa waveguide; hindi ito maaaring gumana sa ibaba nito. Ang halaga ay katumbas ng dalawang beses sa mahabang bahagi ng waveguide. Sundin natin ang payo ng calculator at kumuha ng mga pader na 90 x 60 mm. Ang kritikal na haba ng alon ay magiging 180 mm. Sa loob ng waveguide, gumagalaw ang alon sa isang anggulo. Dahil dito, tumataas ang wavelength, katumbas ng quotient ng wavelength sa libreng espasyo na hinati sa cosine ng anggulo ng paggalaw sa loob.
Ang hirap hanapin ang anggulo. Ang mga espesyal na formula ay binuo para sa pagkalkula; ang mga mambabasa ay mahahanap ang mga ito sa kanilang sarili, ngunit gagamitin namin ang mga resulta. Sa una, hinihiling sa iyo ng calculator na tukuyin ang mga sukat ng sungay. Ibigay natin ang mga tamang halaga. Gamit ang pamamaraan, makikita natin ang mga gilid ng parallelepiped na kinabibilangan ng pagbubukas ng sungay (nang walang supply waveguide). Iyon pala:
- Haba P – 60 cm.
- Lapad H – 25 cm.
- Taas E – 10 cm.
Ang mga sukat ng panlabas na portal ay matatagpuan, at ang panloob ay katumbas ng pasukan sa waveguide. Matutukoy nito ang geometry ng apat na pader. Mag-click sa Compute at makakakuha ka ng isang handa na template. Bigyang-pansin ang column ng Aperture Quality. Dapat itong maglaman ng figure na mas mababa sa 1/8 ng wave (sa kasong ito, 15 mm). Isang quarter ang nai-publish kasama ang orihinal na data mula sa site, ngunit hindi sigurado ang may-akda sa katumpakan nito. Huwag idikit nang mahigpit ang unang modelo, ngunit subukan muna ito sa lupa. Pakitandaan na nakalkula na namin ang wavelength sa waveguide, ang figure ay 16.85 cm. Ngayon naiintindihan namin kung ano ang gagawin sa rod:
- distansya mula sa likurang blangko na pader ng waveguide ng 168.5 / 4 = 42.125 mm;
- ang seksyon ng waveguide ay may haba na 84 mm;
Ang mga ito ay mahalagang mga parameter at dapat na mahigpit na obserbahan. Dito tinanggal ang signal mula sa pin. Paano mag-set up ng isang site. Ang pin ay nakausli mula sa ibaba hanggang sa isang tiyak na haba, ito ay isang quarter ng alon sa libreng espasyo (31 mm). Kailangan mong kunin ang SWR meter at ilipat ito sa iba't ibang direksyon hanggang sa makakuha ka ng value sa unity area. Kung hindi ito gumana nang mahabang panahon, pagkatapos ay ikiling ang baras nang bahagya patungo sa likod na dingding.
Well, handa na ang panlabas na antenna ng WiFi router. Susunod na magkakaroon ng pag-uusap tungkol sa mga teknolohiya ng microwave.
Ang artikulo para sa pagsasalin ay iminungkahi ni alessandro893. Ang materyal ay kinuha mula sa isang malawak na reference site, na naglalarawan, sa partikular, ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo at disenyo ng mga radar.
Ang antenna ay isang de-koryenteng aparato na nagko-convert ng kuryente sa mga radio wave at vice versa. Ang antenna ay ginagamit hindi lamang sa mga radar, kundi pati na rin sa mga jammer, mga sistema ng babala sa radiation at mga sistema ng komunikasyon. Sa panahon ng paghahatid, ang antenna ay tumutuon sa enerhiya ng radar transmitter at bumubuo ng isang sinag na nakadirekta sa nais na direksyon. Kapag tumatanggap, kinokolekta ng antenna ang bumabalik na enerhiya ng radar na nakapaloob sa mga sinasalamin na signal at ipinapadala ang mga ito sa receiver. Ang mga antena ay madalas na nag-iiba sa hugis ng beam at kahusayan.
Sa kaliwa ay isang isotropic antenna, sa kanan ay isang directional antenna
Dipole antenna
Ang dipole antenna, o dipole, ay ang pinakasimple at pinakasikat na klase ng mga antenna. Binubuo ng dalawang magkaparehong conductor, wire o rod, kadalasang may bilateral symmetry. Para sa pagpapadala ng mga aparato, ang kasalukuyang ay ibinibigay dito, at para sa pagtanggap ng mga aparato, isang signal ay natanggap sa pagitan ng dalawang halves ng antena. Ang magkabilang panig ng feeder sa transmitter o receiver ay konektado sa isa sa mga conductor. Ang mga dipoles ay mga resonating antenna, iyon ay, ang kanilang mga elemento ay nagsisilbing mga resonator kung saan ang mga nakatayong alon ay dumadaan mula sa isang dulo hanggang sa kabilang dulo. Kaya ang haba ng mga elemento ng dipole ay tinutukoy ng haba ng radio wave.
Pattern ng direksyon
Ang mga dipoles ay mga omnidirectional antenna. Para sa kadahilanang ito, madalas silang ginagamit sa mga sistema ng komunikasyon.Antenna sa anyo ng isang asymmetric vibrator (monopole)
Ang asymmetrical antenna ay kalahati ng isang dipole antenna, at naka-mount patayo sa conducting surface, isang horizontal reflecting element. Ang directivity ng isang monopole antenna ay dalawang beses kaysa sa isang double-length na dipole antenna dahil walang radiation sa ilalim ng pahalang na reflective na elemento. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang kahusayan ng naturang antena ay dalawang beses na mas mataas, at ito ay may kakayahang magpadala pa ng mga alon gamit ang parehong kapangyarihan ng paghahatid.
Pattern ng direksyon
Wave channel antenna, Yagi-Uda antenna, Yagi antenna
Pattern ng direksyon
Corner antenna
Isang uri ng antenna na kadalasang ginagamit sa mga transmiter ng VHF at UHF. Binubuo ito ng isang irradiator (maaari itong isang dipole o isang Yagi array) na naka-mount sa harap ng dalawang flat rectangular reflective screen na konektado sa isang anggulo, karaniwang 90°. Ang isang sheet ng metal o isang rehas na bakal (para sa mga low-frequency na radar) ay maaaring kumilos bilang isang reflector, na nagpapababa ng timbang at nagpapababa ng resistensya ng hangin. Ang mga antenna ng sulok ay may malawak na hanay, at ang pakinabang ay humigit-kumulang 10-15 dB.
Pattern ng direksyon
Vibrator log-periodic (logarithmic periodic) antenna, o log-periodic array ng simetriko vibrator
Ang log-periodic antenna (LPA) ay binubuo ng ilang half-wave dipole emitters na unti-unting tumataas ang haba. Ang bawat isa ay binubuo ng isang pares ng metal rods. Ang mga dipoles ay malapit na nakakabit, isa sa likod ng isa, at konektado sa feeder nang magkatulad, na may kabaligtaran na mga yugto. Ang antenna na ito ay mukhang katulad ng Yagi antenna, ngunit ito ay gumagana nang iba. Ang pagdaragdag ng mga elemento sa isang Yagi antenna ay nagpapataas ng direktiba nito (gain), at ang pagdaragdag ng mga elemento sa isang LPA ay nagpapataas ng bandwidth nito. Ang pangunahing bentahe nito sa iba pang mga antenna ay ang napakalawak na hanay ng mga operating frequency. Ang mga haba ng mga elemento ng antenna ay nauugnay sa isa't isa ayon sa isang logarithmic law. Ang haba ng pinakamahabang elemento ay 1/2 ang wavelength ng pinakamababang frequency, at ang pinakamaikling ay 1/2 ang wavelength ng pinakamataas na frequency.
Pattern ng direksyon
Helix antenna
Ang isang helical antenna ay binubuo ng isang konduktor na pinaikot sa isang spiral. Karaniwang naka-mount ang mga ito sa itaas ng isang pahalang na mapanimdim na elemento. Ang feeder ay konektado sa ilalim ng spiral at ang pahalang na eroplano. Maaari silang gumana sa dalawang mode - normal at axial.
Normal (transverse) mode: Ang mga sukat ng helix (diameter at inclination) ay maliit kumpara sa wavelength ng transmitted frequency. Ang antenna ay gumagana sa parehong paraan tulad ng isang pinaikling dipole o monopole, na may parehong pattern ng radiation. Ang radiation ay linearly polarized parallel sa axis ng spiral. Ginagamit ang mode na ito sa mga compact antenna para sa mga portable at mobile na radyo.
Axial mode: ang mga sukat ng spiral ay maihahambing sa haba ng daluyong. Gumagana ang antena bilang isang direksyon, na nagpapadala ng sinag mula sa dulo ng spiral kasama ang axis nito. Nagpapalabas ng mga radio wave ng circular polarization. Madalas na ginagamit para sa satellite communications.
Pattern ng direksyon
Rhombic antenna
Ang diamond antenna ay isang broadband directional antenna na binubuo ng isa hanggang tatlong parallel wire na naayos sa ibabaw ng lupa sa hugis ng isang brilyante, na sinusuportahan sa bawat vertex ng mga tower o pole kung saan ang mga wire ay nakakabit gamit ang mga insulator. Ang lahat ng apat na gilid ng antenna ay magkapareho ang haba, kadalasan ay hindi bababa sa parehong wavelength, o mas mahaba. Madalas na ginagamit para sa komunikasyon at pagpapatakbo sa hanay ng decameter wave.
Pattern ng direksyon
Dalawang-dimensional na hanay ng antenna
Multi-element array ng dipoles na ginagamit sa HF bands (1.6 - 30 MHz), na binubuo ng mga row at column ng dipoles. Ang bilang ng mga row ay maaaring 1, 2, 3, 4 o 6. Ang bilang ng mga column ay maaaring 2 o 4. Ang mga dipoles ay pahalang na polarized at isang reflective screen ay inilalagay sa likod ng dipole array upang magbigay ng isang amplified beam. Tinutukoy ng bilang ng mga column ng dipole ang lapad ng azimuthal beam. Para sa 2 column ang lapad ng beam ay humigit-kumulang 50°, para sa 4 na column ay 30°. Ang pangunahing sinag ay maaaring ikiling 15° o 30° para sa maximum na saklaw na 90°.
Tinutukoy ng bilang ng mga hilera at taas ng pinakamababang elemento sa itaas ng lupa ang anggulo ng elevation at ang laki ng lugar na pinaglilingkuran. Ang array ng dalawang row ay may anggulo na 20°, at ang array ng apat ay may angle na 10°. Ang radiation mula sa isang dalawang-dimensional na hanay ay karaniwang lumalapit sa ionosphere sa isang bahagyang anggulo, at dahil sa mababang dalas nito, ay madalas na sumasalamin pabalik sa ibabaw ng lupa. Dahil ang radiation ay maaaring maipakita ng maraming beses sa pagitan ng ionosphere at ng lupa, ang pagkilos ng antena ay hindi limitado sa abot-tanaw. Bilang resulta, ang naturang antenna ay kadalasang ginagamit para sa malalayong komunikasyon.
Pattern ng direksyon
Antenna ng sungay
Ang isang horn antenna ay binubuo ng isang lumalawak na hugis sungay na metal waveguide na nangongolekta ng mga radio wave sa isang sinag. Ang mga horn antenna ay may napakalawak na hanay ng mga operating frequency; maaari silang gumana nang may 20-fold na gap sa mga hangganan nito - halimbawa, mula 1 hanggang 20 GHz. Ang nakuha ay nag-iiba mula 10 hanggang 25 dB, at madalas itong ginagamit bilang mga feed para sa mas malalaking antenna.
Pattern ng direksyon
Parabolic antenna
Ang isa sa mga pinakasikat na radar antenna ay ang parabolic reflector. Ang feed ay matatagpuan sa pokus ng parabola, at ang enerhiya ng radar ay nakadirekta sa ibabaw ng reflector. Kadalasan, ang isang horn antenna ay ginagamit bilang isang feed, ngunit parehong isang dipole at isang helical antenna ay maaaring gamitin.
Dahil ang puntong pinagmumulan ng enerhiya ay nasa pokus, ito ay na-convert sa isang wavefront ng pare-parehong yugto, na ginagawang angkop ang parabola para sa paggamit sa radar. Sa pamamagitan ng pagbabago ng laki at hugis ng reflective surface, maaaring malikha ang mga beam at radiation pattern ng iba't ibang hugis. Ang direktiba ng mga parabolic antenna ay mas mahusay kaysa sa isang Yagi o dipole; ang nakuha ay maaaring umabot sa 30-35 dB. Ang kanilang pangunahing disbentaha ay ang kanilang kawalan ng kakayahan na hawakan ang mga mababang frequency dahil sa kanilang laki. Ang isa pang bagay ay maaaring harangan ng irradiator ang bahagi ng signal.
Pattern ng direksyon
Cassegrain antenna
Ang Cassegrain antenna ay halos kapareho sa isang conventional parabolic antenna, ngunit gumagamit ng isang sistema ng dalawang reflector upang likhain at ituon ang radar beam. Ang pangunahing reflector ay parabolic, at ang auxiliary reflector ay hyperbolic. Ang irradiator ay matatagpuan sa isa sa dalawang foci ng hyperbola. Ang enerhiya ng radar mula sa transmitter ay makikita mula sa auxiliary reflector papunta sa pangunahing isa at nakatutok. Ang enerhiya na bumabalik mula sa target ay kinokolekta ng pangunahing reflector at makikita sa anyo ng isang sinag na nagtatagpo sa isang punto papunta sa pandiwang pantulong. Pagkatapos ay makikita ito ng isang auxiliary reflector at kinokolekta sa punto kung saan matatagpuan ang irradiator. Kung mas malaki ang auxiliary reflector, mas malapit ito sa pangunahing isa. Binabawasan ng disenyong ito ang mga sukat ng axial ng radar, ngunit pinapataas ang pagtatabing ng siwang. Ang isang maliit na auxiliary reflector, sa kabaligtaran, ay binabawasan ang pagtatabing ng pagbubukas, ngunit dapat itong matatagpuan malayo sa pangunahing isa. Mga kalamangan kumpara sa isang parabolic antenna: compactness (sa kabila ng pagkakaroon ng isang pangalawang reflector, ang kabuuang distansya sa pagitan ng dalawang reflector ay mas mababa kaysa sa distansya mula sa feed sa reflector ng isang parabolic antenna), nabawasan ang mga pagkalugi (ang receiver ay maaaring ilagay malapit sa horn emitter), nabawasan ang side lobe interference para sa ground radar. Pangunahing disadvantages: ang beam ay naharang nang mas malakas (ang laki ng auxiliary reflector at feed ay mas malaki kaysa sa laki ng feed ng isang maginoo na parabolic antenna), hindi gumagana nang maayos sa isang malawak na hanay ng mga alon.
Pattern ng direksyon
Antenna Gregory
Sa kaliwa ay ang Gregory antenna, sa kanan ay ang Cassegrain antenna
Ang Gregory parabolic antenna ay halos kapareho sa istraktura sa Cassegrain antenna. Ang pagkakaiba ay ang auxiliary reflector ay nakakurba sa tapat na direksyon. Ang disenyo ni Gregory ay maaaring gumamit ng isang mas maliit na pangalawang reflector kumpara sa isang Cassegrain antenna, na nagreresulta sa mas kaunting sinag na na-block.
Offset (asymmetric) antenna
Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang emitter at auxiliary reflector (kung ito ay isang Gregory antenna) ng isang offset antenna ay na-offset mula sa gitna ng pangunahing reflector upang hindi ma-block ang beam. Ang disenyo na ito ay kadalasang ginagamit sa parabolic at Gregory antenna upang mapataas ang kahusayan.
Cassegrain antenna na may flat phase plate
Ang isa pang disenyo na idinisenyo upang labanan ang beam blocking ng isang auxiliary reflector ay ang flat plate na Cassegrain antenna. Gumagana ito na isinasaalang-alang ang polariseysyon ng mga alon. Ang isang electromagnetic wave ay may 2 bahagi, magnetic at electric, na palaging patayo sa isa't isa at ang direksyon ng paggalaw. Ang polariseysyon ng alon ay tinutukoy ng oryentasyon ng electric field, maaari itong maging linear (vertical/horizontal) o pabilog (circular o elliptical, twisted clockwise o counterclockwise). Ang kagiliw-giliw na bagay tungkol sa polariseysyon ay ang polarizer, o ang proseso ng pagsala ng mga alon, na nag-iiwan lamang ng mga alon na nakapolarize sa isang direksyon o eroplano. Karaniwan, ang polarizer ay gawa sa isang materyal na may parallel na pag-aayos ng mga atomo, o maaari itong isang sala-sala ng magkatulad na mga wire, ang distansya sa pagitan ng kung saan ay mas mababa kaysa sa wavelength. Madalas na ipinapalagay na ang distansya ay dapat na humigit-kumulang kalahati ng haba ng daluyong.
Ang isang karaniwang maling kuru-kuro ay ang electromagnetic wave at polarizer ay gumagana sa katulad na paraan sa isang oscillating cable at isang plank fence - iyon ay, halimbawa, ang isang pahalang na polarized wave ay dapat na hinarangan ng isang screen na may mga vertical slits.
Sa katunayan, ang mga electromagnetic wave ay kumikilos nang iba kaysa sa mga mekanikal na alon. Ang isang sala-sala ng parallel horizontal wires ay ganap na humaharang at sumasalamin sa isang pahalang na polarized na radio wave at nagpapadala ng isang patayo na polarized - at vice versa. Ang dahilan ay ito: kapag ang isang electric field, o wave, ay parallel sa isang wire, ito ay nagpapasigla sa mga electron sa haba ng wire, at dahil ang haba ng wire ay maraming beses na mas malaki kaysa sa kapal nito, ang mga electron ay madaling gumalaw at sumisipsip ng karamihan sa enerhiya ng alon. Ang paggalaw ng mga electron ay hahantong sa paglitaw ng isang kasalukuyang, at ang kasalukuyang ay lilikha ng sarili nitong mga alon. Kakanselahin ng mga alon na ito ang mga transmission wave at kumikilos tulad ng mga sinasalamin na alon. Sa kabilang banda, kapag ang electric field ng wave ay patayo sa mga wire, ito ay magpapa-excite ng mga electron sa lapad ng wire. Dahil ang mga electron ay hindi maaaring aktibong gumalaw sa ganitong paraan, napakakaunting enerhiya ang makikita.
Mahalagang tandaan na bagama't sa karamihan ng mga ilustrasyon ang mga radio wave ay mayroon lamang 1 magnetic field at 1 electric field, hindi ito nangangahulugan na sila ay mahigpit na nag-oscillate sa parehong eroplano. Sa katunayan, maiisip ng isang tao na ang mga electric at magnetic field ay binubuo ng ilang mga subfield na nagdaragdag ng vectorially. Halimbawa, para sa isang patayong polarized na alon mula sa dalawang subfield, ang resulta ng pagdaragdag ng kanilang mga vector ay patayo. Kapag ang dalawang subfield ay nasa phase, ang nagreresultang electric field ay palaging nakatigil sa parehong eroplano. Ngunit kung ang isa sa mga subfield ay mas mabagal kaysa sa isa, ang resultang field ay magsisimulang iikot sa direksyon na gumagalaw ang alon (ito ay madalas na tinatawag na elliptical polarization). Kung ang isang subfield ay mas mabagal kaysa sa iba sa eksaktong isang-kapat ng wavelength (ang phase ay nag-iiba ng 90 degrees), pagkatapos ay makakakuha tayo ng circular polarization:
Upang i-convert ang linear polarization ng isang wave sa circular polarization at pabalik, kinakailangan na pabagalin ang isa sa mga subfield na may kaugnayan sa iba sa eksaktong isang-kapat ng wavelength. Para sa mga ito, ang isang grating (quarter-wave phase plate) ng mga parallel wire na may distansya sa pagitan ng mga ito ng 1/4 wavelength, na matatagpuan sa isang anggulo ng 45 degrees sa pahalang, ay kadalasang ginagamit.
Para sa isang alon na dumadaan sa device, ang linear polarization ay nagiging pabilog, at pabilog sa linear.
Ang Cassegrain antenna na may flat phase plate na gumagana sa prinsipyong ito ay binubuo ng dalawang reflector na magkapareho ang laki. Ang auxiliary ay sumasalamin lamang sa mga pahalang na polarized na alon at nagpapadala ng mga patayong polarized na alon. Ang pangunahing isa ay sumasalamin sa lahat ng mga alon. Ang auxiliary reflector plate ay matatagpuan sa harap ng pangunahing isa. Binubuo ito ng dalawang bahagi - isang plato na may slits na tumatakbo sa isang anggulo na 45°, at isang plato na may pahalang na slits na mas mababa sa 1/4 wavelength ang lapad.
Sabihin nating nagpapadala ang feed ng alon na may pabilog na polarisasyon nang pakaliwa. Ang wave ay dumadaan sa quarter-wave plate at nagiging horizontally polarized wave. Ito ay makikita mula sa pahalang na mga wire. Ito ay dumaan muli sa quarter-wave plate, sa kabilang panig, at para dito ang mga wire ng plate ay naka-oriented na mirror-image, iyon ay, na parang pinaikot ng 90 °. Ang nakaraang pagbabago sa polariseysyon ay nababaligtad, upang ang alon ay muling maging circularly polarized counterclockwise at naglalakbay pabalik sa pangunahing reflector. Binabago ng reflector ang polarization mula sa counterclockwise hanggang clockwise. Dumadaan ito sa mga pahalang na slits ng auxiliary reflector nang walang pagtutol at umalis sa direksyon ng mga target, patayong polarized. Sa mode ng pagtanggap, kabaligtaran ang nangyayari.
antenna ng slot
Bagama't ang mga inilarawang antenna ay may medyo mataas na pakinabang kumpara sa laki ng siwang, lahat sila ay may mga karaniwang disadvantage: mataas na side-lobe susceptibility (pagkadaramdam sa mga pagmuni-muni ng istorbo mula sa ibabaw ng lupa at pagiging sensitibo sa mga target na may mababang epektibong scattering area), nabawasan ang kahusayan dahil sa beam blocking (maliit na radar, na maaaring gamitin sa sasakyang panghimpapawid, ay may problema sa pagharang; malalaking radar, kung saan ang problema sa pagharang ay mas kaunti, ay hindi magagamit sa hangin). Bilang resulta, isang bagong disenyo ng antena ang naimbento - isang slot antenna. Ito ay ginawa sa anyo ng isang metal na ibabaw, kadalasang patag, kung saan ang mga butas o mga puwang ay pinutol. Kapag ito ay na-irradiated sa nais na dalas, ang mga electromagnetic wave ay ibinubuga mula sa bawat puwang - iyon ay, ang mga puwang ay kumikilos bilang mga indibidwal na antenna at bumubuo ng isang array. Dahil mahina ang sinag na nagmumula sa bawat slot, napakaliit din ng kanilang mga side lobe. Ang mga slot antenna ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pakinabang, maliliit na lobe sa gilid at mababang timbang. Maaaring wala silang mga nakausli na bahagi, na sa ilang mga kaso ay ang kanilang mahalagang kalamangan (halimbawa, kapag naka-install sa sasakyang panghimpapawid).
Pattern ng direksyon
Passive phased array antenna (PFAR)
Radar na may MIG-31
Mula noong mga unang araw ng pag-unlad ng radar, ang mga developer ay sinalanta ng isang problema: ang balanse sa pagitan ng katumpakan, saklaw at oras ng pag-scan ng radar. Lumilitaw ito dahil ang mga radar na may mas makitid na lapad ng beam ay nagdaragdag ng katumpakan (tumaas na resolution) at saklaw sa parehong kapangyarihan (konsentrasyon ng kapangyarihan). Ngunit mas maliit ang lapad ng sinag, mas mahaba ang pag-scan ng radar sa buong field ng view. Bukod dito, ang isang high-gain na radar ay mangangailangan ng mas malalaking antenna, na hindi maginhawa para sa mabilis na pag-scan. Upang makamit ang praktikal na katumpakan sa mababang frequency, ang radar ay mangangailangan ng mga antenna na napakalaki na ang mga ito ay mekanikal na mahirap iikot. Upang malutas ang problemang ito, nilikha ang isang passive phased array antenna. Hindi ito umaasa sa mekanika, ngunit sa interference ng mga alon upang makontrol ang sinag. Kung ang dalawa o higit pang mga alon ng parehong uri ay nag-o-ocillate at nagsalubong sa isang punto sa kalawakan, ang kabuuang amplitude ng mga alon ay nagdaragdag sa halos parehong paraan tulad ng pagdaragdag ng mga alon sa tubig. Depende sa mga yugto ng mga alon na ito, maaaring palakasin o pahinain ng interference ang mga ito.
Ang beam ay maaaring hugis at kontrolin sa elektronikong paraan sa pamamagitan ng pagkontrol sa phase difference ng isang grupo ng mga elemento ng pagpapadala - kaya kinokontrol kung saan nangyayari ang amplification o attenuation interference. Kasunod nito na ang radar ng sasakyang panghimpapawid ay dapat magkaroon ng hindi bababa sa dalawang elemento ng pagpapadala upang makontrol ang sinag mula sa gilid patungo sa gilid.
Karaniwan, ang PFAR radar ay binubuo ng 1 feed, isang LNA (low noise amplifier), isang power distributor, 1000-2000 transmitting elements at isang pantay na bilang ng mga phase shifter.
Ang mga elemento ng pagpapadala ay maaaring isotropic o directional antenna. Ang ilang mga tipikal na uri ng mga elemento ng paghahatid:
Sa mga unang henerasyon ng fighter aircraft, ang mga patch antenna (strip antenna) ay kadalasang ginagamit dahil sila ang pinakamadaling bumuo.
Ang mga modernong active phase array ay gumagamit ng mga groove emitter dahil sa kanilang mga kakayahan sa wideband at pinahusay na pakinabang:
Anuman ang uri ng antenna na ginamit, ang pagtaas ng bilang ng mga elemento ng pag-radiating ay nagpapabuti sa mga katangian ng directivity ng radar.
Tulad ng alam natin, para sa parehong dalas ng radar, ang pagtaas ng aperture ay humahantong sa pagbaba sa lapad ng beam, na nagpapataas ng saklaw at katumpakan. Ngunit para sa mga phased array, hindi ito nagkakahalaga ng pagtaas ng distansya sa pagitan ng mga naglalabas na elemento sa pagtatangkang pataasin ang aperture at bawasan ang gastos ng radar. Dahil kung ang distansya sa pagitan ng mga elemento ay mas malaki kaysa sa dalas ng pagpapatakbo, maaaring lumitaw ang mga side lobe, na makabuluhang nagpapasama sa pagganap ng radar.
Ang pinakamahalaga at mahal na bahagi ng PFAR ay ang mga phase shifter. Kung wala ang mga ito, imposibleng kontrolin ang bahagi ng signal at direksyon ng beam.
Dumating ang mga ito sa iba't ibang uri, ngunit sa pangkalahatan ay mahahati sila sa apat na uri.
Mga phase shifter na may pagkaantala sa oras
Ang pinakasimpleng uri ng mga phase shifter. Ito ay tumatagal ng oras para sa isang signal upang maglakbay sa isang linya ng paghahatid. Ang pagkaantala na ito, katumbas ng phase shift ng signal, ay depende sa haba ng linya ng paghahatid, ang dalas ng signal, at ang bilis ng phase ng signal sa materyal na nagpapadala. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng signal sa pagitan ng dalawa o higit pang mga linya ng transmission ng isang partikular na haba, ang phase shift ay maaaring kontrolin. Ang mga switching element ay mga mechanical relay, pin diode, field-effect transistors o microelectromechanical system. Ang mga pin diode ay kadalasang ginagamit dahil sa kanilang mataas na bilis, mababang pagkawala, at simpleng mga bias na circuit na nagbibigay ng mga pagbabago sa paglaban mula 10 kΩ hanggang 1 Ω.
Pagkaantala, seg = phase shift ° / (360 * frequency, Hz)
Ang kanilang kawalan ay ang phase error ay tumataas sa pagtaas ng dalas at pagtaas sa laki sa pagbaba ng dalas. Gayundin, ang pagbabago ng bahagi ay nag-iiba sa dalas, kaya hindi naaangkop ang mga ito para sa napakababa at mataas na mga frequency.
Reflective/quadrature phase shifter
Kadalasan ito ay isang quadrature coupling device na naghahati sa input signal sa dalawang signal na 90° out of phase, na pagkatapos ay makikita. Pagkatapos ay pinagsama ang mga ito sa phase sa output. Gumagana ang circuit na ito dahil ang mga pagmuni-muni ng signal mula sa mga conductive na linya ay maaaring wala sa phase na may kinalaman sa signal ng insidente. Ang phase shift ay nag-iiba mula 0° (open circuit, zero varactor capacitance) hanggang -180° (shorted circuit, infinite varactor capacitance). Ang ganitong mga phase shifter ay may malawak na hanay ng operasyon. Gayunpaman, ang mga pisikal na limitasyon ng mga varactor ay nangangahulugan na sa pagsasanay ang phase shift ay maaari lamang umabot sa 160°. Ngunit para sa isang mas malaking paglilipat posible na pagsamahin ang ilang mga naturang kadena.
Vector IQ modulator
Tulad ng isang reflective phase shifter, dito ang signal ay nahahati sa dalawang output na may 90-degree na phase shift. Ang unbiased input phase ay tinatawag na I-channel, at ang quadrature na may 90-degree na offset ay tinatawag na Q-channel. Ang bawat signal ay ipinapasa sa pamamagitan ng isang biphasic modulator na may kakayahang ilipat ang bahagi ng signal. Ang bawat signal ay phase shifted ng 0° o 180°, na nagpapahintulot sa anumang pares ng quadrature vectors na mapili. Ang dalawang signal ay muling pinagsama. Dahil ang pagpapalambing ng parehong mga signal ay maaaring kontrolin, hindi lamang ang phase kundi pati na rin ang amplitude ng output signal ay kinokontrol.
Phase shifter sa mga high/low pass filter
Ginawa ito upang malutas ang problema ng mga time delay phase shifter na hindi gumana sa isang malaking saklaw ng dalas. Gumagana ito sa pamamagitan ng pagpapalit ng signal path sa pagitan ng mga high-pass at low-pass na mga filter. Katulad ng isang time delay phase shifter, ngunit gumagamit ng mga filter sa halip na mga linya ng paghahatid. Ang high-pass na filter ay binubuo ng isang serye ng mga inductor at capacitor na nagbibigay ng phase advance. Ang nasabing phase shifter ay nagbibigay ng pare-parehong phase shift sa operating frequency range. Ito rin ay mas maliit sa laki kaysa sa mga nakaraang phase shifter na nakalista, kaya naman madalas itong ginagamit sa mga radar application.
Upang ibuod, kumpara sa isang maginoo na reflective antenna, ang mga pangunahing bentahe ng PFAR ay: mataas na bilis ng pag-scan (pagtaas ng bilang ng mga sinusubaybayang target, binabawasan ang posibilidad ng istasyon na makakita ng babala sa radiation), pag-optimize ng oras na ginugol sa target, high gain at maliliit na side lobes (mahirap i-jam at ma-detect), random scan sequence (mas mahirap i-jam), kakayahang gumamit ng espesyal na modulation at detection techniques para kunin ang signal mula sa ingay. Ang mga pangunahing disadvantages ay mataas na gastos, ang kawalan ng kakayahang mag-scan ng mas malawak kaysa sa 60 degrees sa lapad (ang larangan ng view ng isang nakatigil na phase array ay 120 degrees, ang isang mekanikal na radar ay maaaring palawakin ito sa 360).
Aktibong phased array antenna
Sa labas, ang AFAR (AESA) at PFAR (PESA) ay mahirap makilala, ngunit sa loob sila ay lubhang naiiba. Gumagamit ang PFAR ng isa o dalawang high-power amplifier upang magpadala ng isang signal, na pagkatapos ay nahahati sa libu-libong mga landas para sa libu-libong mga phase shifter at elemento. Ang isang AFAR radar ay binubuo ng libu-libong mga module ng pagtanggap/pagpapadala. Dahil ang mga transmitters ay direktang matatagpuan sa mga elemento mismo, wala itong hiwalay na receiver at transmitter. Ang mga pagkakaiba sa arkitektura ay ipinapakita sa larawan.
Sa AFAR, karamihan sa mga bahagi, tulad ng mahinang signal amplifier, high-power amplifier, duplexer, at phase shifter, ay binabawasan ang laki at pinagsama-sama sa isang housing na tinatawag na transmit/receive module. Ang bawat isa sa mga module ay isang maliit na radar. Ang kanilang arkitektura ay ang mga sumusunod:
Bagama't ang AESA at PESA ay gumagamit ng wave interference upang hubugin at ilihis ang sinag, ang natatanging disenyo ng AESA ay nagbibigay ng maraming pakinabang kaysa sa PFAR. Halimbawa, ang isang maliit na signal amplifier ay matatagpuan malapit sa receiver, bago ang mga bahagi kung saan nawala ang bahagi ng signal, kaya ito ay may mas mahusay na signal-to-noise ratio kaysa sa isang PFAR.
Bukod dito, na may pantay na kakayahan sa pagtuklas, ang AFAR ay may mas mababang duty cycle at peak power. Gayundin, dahil ang mga indibidwal na module ng APAA ay hindi umaasa sa isang amplifier, maaari silang magpadala ng mga signal sa iba't ibang mga frequency nang sabay-sabay. Bilang resulta, ang AFAR ay maaaring lumikha ng ilang magkakahiwalay na beam, na naghahati sa array sa mga subarray. Ang kakayahang gumana sa maraming frequency ay nagdudulot ng multitasking at ang kakayahang mag-deploy ng mga electronic jamming system kahit saan na may kaugnayan sa radar. Ngunit ang pagbuo ng masyadong maraming sabay-sabay na mga sinag ay binabawasan ang saklaw ng radar.
Ang dalawang pangunahing disadvantage ng AFAR ay mataas ang gastos at limitadong field of view hanggang 60 degrees.
Hybrid electronic-mechanical phased array antennas
Ang napakataas na bilis ng pag-scan ng phased array ay pinagsama sa isang limitadong larangan ng view. Upang malutas ang problemang ito, ang mga modernong radar ay naglalagay ng mga phased array sa isang movable disk, na nagpapataas ng field of view. Huwag malito ang field of view sa lapad ng beam. Ang lapad ng beam ay tumutukoy sa radar beam, at ang field of view ay tumutukoy sa kabuuang sukat ng lugar na ini-scan. Ang mga makitid na beam ay madalas na kailangan upang mapabuti ang katumpakan at saklaw, ngunit ang isang makitid na larangan ng view ay karaniwang hindi kinakailangan.
Paglalapat ng mga antenna ng sungay
Ang isang stand-alone na horn antenna ay pangunahing ginagamit sa mga kaso kung saan ang isang matalim na pattern ng radiation ay hindi kinakailangan at kapag ang antenna ay dapat na may sapat na saklaw. Sa pagsasagawa, gamit ang isang horn antenna, maaari mong saklawin ang humigit-kumulang dalawang beses sa hanay ng wavelength. Sa mahigpit na pagsasalita, ang saklaw ng isang Electromagnetic horn antenna ay limitado hindi sa pamamagitan ng sungay, ngunit sa pamamagitan ng waveguide na nagpapakain dito.
Ang malaking hanay ng mga horn antenna at pagiging simple ng disenyo ay makabuluhang bentahe ng ganitong uri ng microwave antennas, salamat sa kung saan malawak itong ginagamit sa mga sukat ng antenna at mga sukat ng mga katangian ng electromagnetic field.
Ang mga sungay ay malawakang ginagamit bilang mga feed para sa lens at mirror antenna, pati na rin ang mga elemento ng antenna arrays.
Ang antenna ay pinapatakbo alinsunod sa dokumentasyon ng regulasyon, na nagtatakda ng oras ng regular na pagpapanatili. Ang karaniwang gawain ay isang listahan ng mga kinakailangang aksyon upang suriin ang katumpakan ng antenna at mga parameter nito, pati na rin ang mga mekanikal at elektrikal na katangian.
Ang panlabas na inspeksyon ay dapat na isagawa nang palagian para sa pagkakaroon ng mekanikal at elektrikal na pinsala. Regular na linisin ang antenna mula sa dumi at alikabok at suriin ang landas ng feeder.
Konklusyon
Sa panahon ng trabaho sa kurso, ang mga pangunahing sukat ng antena ay kinakalkula, at ang mga parameter ng linya ng feed ay kinakalkula. Batay sa mga kalkulasyon na ginawa, isang pattern ng radiation ang ginawa at isang sketch ng antena ang ginawa.
Batay sa hugis ng mga pattern ng radiation at ang kinakalkula na halaga ng kahusayan, maaari nating tapusin na ang mga pangunahing parameter ng antena ay tumutugma sa mga tinukoy na halaga.
Kahusayan ng antena: 0.84
Ang mga kinakailangan para sa horn antenna sa mga teknikal na pagtutukoy ay natutugunan ng ilang power reserve.
horn antenna feeder directivity
Literatura at pinagmumulan ng impormasyon
1. Sazonov D. M. Antenna at microwave device. - M.: Higher School, 1988. - 432 p.
2. Nechaev E. E. Mga tagubilin sa pamamaraan para sa pagkumpleto ng coursework sa disiplina na "Antennas at RVR". M.: MGTUGA, 1996. -106 p.
3. Kocherzhevsky G.N., Erokhin G.A., Antenna-feeder device. M.: Radyo at komunikasyon, 1989. - 352 p.
4. A.Z. Fradin. Mga antenna-feeder device. Pagtuturo. M.: Svyaz, 1997.
Pagkalkula ng direktor antenna……………………………………………………3
Pagkalkula ng isang horn antenna…………………………………………………………………………10
Pagkalkula ng isang single-mirror parabolic antenna………………………………17
Mga konklusyon sa gawaing pagkalkula ………………………………………………………..24
Listahan ng mga sanggunian……………………………………………………………….25
Ang mga vibrator antenna ay ginagamit sa millimeter, centimeter, decimeter, meter at mas mahabang wavelength range at mga straight conductor na nasasabik sa ilang mga punto. Ang mga vibrator antenna, depende sa disenyo, ay may directivity factor mula sa ilang unit hanggang sampu-sampung libo at ginagamit sa mga radio communication system, radio navigation, telebisyon, telemetry at iba pang larangan ng radio engineering.
Upang mapataas ang direktiba, ginagamit ang isang vibrator na may reflector at isa o higit pang mga direktor. Ang nasabing antenna ay tinatawag na direktor antenna at malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan ng mga komunikasyon sa radyo sa hanay ng VHF. Ang mas maraming mga direktor, mas malaki ang KND at ang pangunahing talulot ng DN. Karaniwan, ang kahusayan ng mga antenna ng direktor ay 10...30, ngunit ang mga disenyo ng mga antenna ng direktor na may kahusayan = 80...100 ay kilala.
Pagguhit 1.1 - Pangkalahatang view ng antenna ng direktor
Ang figure ay nagpapakita ng isang aktibong vibrator na may haba na , isang reflector na may haba na , isang direktor na may haba na , isang boom, isang palo at isang antenna mounting box, pati na rin ang mga distansya mula sa vibrator hanggang sa reflector, mula sa vibrator sa direktor, at ang haba mismo ng antenna.
Teoretikal na pagkalkula ng mga parameter ng antenna.
Sa isang director antenna, ang haba ng aktibong vibrator ay ginawang katumbas ng resonant na haba:
Sa ganoong haba, ang input resistance ay may reaktibong bahagi na malapit sa zero. Ang haba ng reflector ay dapat na mas mahaba kaysa sa haba ng resonant:
Ang haba ng mga direktor ay ginawang mas mababa kaysa sa resonant na haba:
Bukod dito, ang haba ng mga direktor ay bumababa mula sa una hanggang sa huli.
Para sa isang vibrator-reflector system, ang pinakamainam na distansya, mula sa punto ng view ng maximum na kahusayan, ay pinili sa loob ng mga limitasyon:
Para sa system, ang vibrator ang unang direktor:
Ang distansya sa pagitan ng mga kalapit na direktor ay kinukuha sa loob ng mga limitasyon:
Natutukoy ang wavelength gamit ang formula:
Nasaan ang bilis ng liwanag, at ang dalas ng channel. kasi binibigyan tayo ng 5 - 6 na channel sa telebisyon, pagkatapos ay kukunin natin ang average na dalas ng mga inookupahang frequency band ng dalawang channel na ito: , pagkatapos ay ang wavelength mula sa formula (1.7) ay magiging katumbas ng:
Kalkulahin natin ang mga haba ng antenna vibrator at ang distansya sa pagitan ng mga ito gamit ang mga formula (1.1 – 1.6):
Kukunin namin ang kabuuang haba ng antenna at ang imahe nito sa Figure 1.2 mula sa VIBRAT program.
Pagguhit 1.2 - Pangkalahatang view ng kinakalkula na antenna ng direktor
Upang mahanap ang directional pattern ng director antenna sa eroplano, ginagamit namin ang formula (1.8):
Nasaan ang bilang ng mga vibrator, ang k ay ang wave number, at ang average na distansya sa pagitan ng mga vibrator.
Ang pagpapalit ng (1.9) at (1.10) sa (1.8) at mga numerical na halaga, nakakakuha kami ng expression para sa paghahanap ng pattern ng isang ibinigay na antenna ng direktor:
Gagawa kami ng normalized na pattern ng radiation gamit ang Mathcad package. kasi ito ay simetriko tungkol sa zero, pagkatapos ay gagawin namin ito para sa:
Pagguhit 1.3 - DN sa eroplano
Mula sa graph matutukoy mo ang lapad ng pangunahing lobe at ang pinakamataas na antas ng mga lobe sa gilid: .
Ang directivity factor at ang lapad ng pangunahing lobe ay tinutukoy ng mga formula (1.10-1.11):
Coefficients at tinutukoy mula sa graph sa Figure 1.4:
Pagguhit 1.4 - Logro chart
Tukuyin natin ang wavelength ng antenna:
Alam ang wavelength ng antenna at gamit ang Figure 1.4, tinutukoy namin na . Pagkatapos:
Ihambing natin ang nakuhang mga resulta ng pagkalkula sa mga resulta ng kinakalkula na antenna ng direktor na namodelo sa programa. Ang mga resulta ay may kaunting pagkakaiba dahil sa ang katunayan na ang mga formula na ginamit ay tinatayang at hindi isinasaalang-alang ang ilang mga kadahilanan.
Pagguhit 1.5 - Direktor antenna kinakalkula sa VIBRAT
Konklusyon: kinakalkula namin ang directivity factor, DP at DP na mga parameter ng director antenna sa isang ibinigay na frequency range. Gamit ang VIBRAT program, ginaya namin ang antenna na ito at na-verify ang validity ng mga nakuhang parameter.
kanin. Mga uri ng horn antenna: a) E-sektoral, b) N-sectoral, c) pyramidal, d) conical.
Ari-arian:
Ang mga horn antenna ay napaka-broadband at napakahusay na tumutugma sa linya ng feed - sa katunayan, ang bandwidth ng antenna ay tinutukoy ng mga katangian ng kapana-panabik na waveguide. Ang mga antenna na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang antas ng rear lobes ng pattern ng radiation (hanggang sa -40 dB) dahil sa ang katunayan na mayroong maliit na daloy ng RF currents sa anino na bahagi ng sungay. Ang mga horn antenna na may mababang gain ay simple sa disenyo, ngunit ang pagkamit ng mataas (>25 dB) na gain ay nangangailangan ng paggamit ng wave phase-aligning device (lenses o salamin) sa horn aperture. Kung wala ang mga naturang device, ang antenna ay kailangang gawing hindi praktikal na mahaba.
Application:
Ang mga horn antenna ay ginagamit nang nakapag-iisa at bilang mga feed para sa salamin at iba pang mga antenna. Ang isang horn antenna, na istrukturang pinagsama sa isang parabolic reflector, ay kadalasang tinatawag na horn-parabolic antenna. Ang mga horn antenna na may mababang pakinabang ay kadalasang ginagamit bilang mga antenna ng pagsukat dahil sa kanilang paborableng hanay ng mga katangian at mahusay na pag-uulit.
Sa Holmdale radio telescope, na isang Dicke radiometer batay sa isang horn-parabolic antenna, natuklasan nina Arno Penzias at Robert Woodrow Wilson ang cosmic microwave background radiation noong 1965.
Mga katangian at formula:
Ang pakinabang ng isang horn antenna ay tinutukoy ng lugar ng pagbubukas nito at maaaring kalkulahin gamit ang formula:
kung saan: - lugar ng pagbubukas ng sungay.
Ang λ ay ang wavelength ng pangunahing radiation.
- 0,4....0,8 instrumentasyon(horn surface utilization factor), katumbas ng 0.6 para sa kaso kapag mas mababa ang path difference sa pagitan ng central at peripheral beam, ngunit malapit sa Pi/2, at 0.8 kapag ginagamit ang wave phase-leveling device.
Lapad ng pangunahing lobe DNA H:
Lapad ng pangunahing lobe DNA sa pamamagitan ng zero radiation sa eroplano E:
Dahil may pagkakapantay-pantay L E At L H DNA sa eroplano N lumalabas na 1.5 beses na mas malawak; madalas, upang makuha ang parehong lapad ng talulot sa parehong mga eroplano, piliin ang:
Upang mapanatili ang mga phase distortion sa siwang ng sungay sa loob ng mga katanggap-tanggap na limitasyon (hindi hihigit sa Pi/2), kinakailangan na matugunan ang sumusunod na kundisyon (para sa isang pyramidal na sungay):
saan at ang taas ng mga mukha ng pyramid na bumubuo ng sungay.
Mula sa ibang source:
saan L H- lapad ng pagbubukas sa eroplano N,
L E- lapad ng pagbubukas sa eroplano E,
R E At RH- haba ng sungay.
Para sa ganoong antenna KND sa isang pinasimpleng anyo ito ay kinakalkula gamit ang formula:
D RUR = 4piνS/λ 2
saan: S = L H * L E- lugar ng pagbubukas ng sungay;
λ
- wavelength ng pangunahing radiation;
ν
= 0.4....0.8 - koepisyent ng paggamit sa ibabaw ( instrumentasyon);
Depende sa uri ng sungay, ang mga horn antenna ay nahahati sa N- At E- sectorial, pyramidal at conical. Mga sungay na ang mga sukat ay tumutugma sa maximum na halaga KND ay tinatawag na pinakamainam. Para sa pinakamainam N-sectoral horn antennas haba ng sungay R H =L H 2 /3λ, para sa pinakamainam E-sectoral horn antennas R E =L E 2 /2λ. instrumentasyon pinakamainam N- At E-sectoral, pyramidal horns ay 0.64. Kung may kondisyong taasan natin ang haba ng sungay sa kawalang-hanggan, kung gayon instrumentasyon antenna ay tataas sa 0.81.
Sa isang conical na sungay, pinakamainam na haba R opt. con. depende sa diameter ng pagbubukas nito
d:
R opt. con. = d 2 /2.4λ + 0.15λ
instrumentasyon pinakamainam na conical na sungay v=0,5.
mesa 1.2. Lapad ng pattern ng radiation ng sungay na may pinakamainam na haba.
Uri ng sungay |
Lapad ng pattern ng radiation sa H plane |
Lapad ng pattern ng radiation sa eroplano E |
E-sektoral |
2Θ 0.7 =68λ/L H |
2Θ 0.7 =53λ/L E |
H-sektoral |
2Θ 0.7 =80λ/L H |
2Θ 0.7 =51λ/L E |
Pyramidal |
2Θ 0.7 =80λ/L H |
2Θ 0.7 =53λ/L E |
Conical |
2Θ 0.7 =60λ/d |
2Θ 0.7 =70λ/d |
Kung kukuha tayo ng isang elliptical horn na may ellipse axial ratio na 1.25, pagkatapos ay makakakuha tayo ng humigit-kumulang sa parehong lapad ng pattern ng radiation sa lahat ng mga seksyon na dumadaan sa axis ng sungay.
Ang bentahe ng isang horn antenna ay ang broadband nito, na tinutukoy ng broadband ng feeding waveguide, kahusayan. horn antenna ay katumbas ng pagkakaisa.
Ang kawalan ng mga horn antenna ay ang haba ng sungay ay dapat masyadong mahaba upang makakuha ng mataas na direksyon ng radiation. Ang pinakamainam na haba ng sungay ay proporsyonal sa parisukat ng mga sukat ng siwang L H o L E, at ang lapad ng pattern ng radiation ay inversely proportional L H o L E sa unang antas. Samakatuwid, upang paliitin ang pattern ng radiation ng isang horn antenna sa N beses, ang lapad ng pagbubukas ay dapat na tumaas ng N beses, at ang haba ng sungay ay nasa N2 minsan. Ang sitwasyong ito ay nagpapataw ng mga paghihigpit sa lapad ng pattern ng radiation ng mga horn antenna.