A cikk második része a horizonton túli dolgok megtekintésének módjaival foglalkozik.
Miután elolvastam a hozzászólásokat, úgy döntöttem, hogy részletesebben mesélek a VLF kommunikációról és radarról az "égi sugár" elvei alapján, a "földsugár" elvein működő radarokról a következő cikkben lesz szó, ha elmondod, akkor mondd el egymás után.
A horizonton túli radarok, egy mérnök kísérlete, hogy egyszerű módon elmagyarázza a komplexumot. (második rész) "Orosz harkály", "Zeusz" és "Antey".
ELŐSZÓ HELYETT
A cikk első részében a megértés alapjait ismertettem. Ezért, ha valami hirtelen homályossá válik, olvassa el, tanuljon valami újat, vagy frissítse az elfelejtetteket. Ebben a részben úgy döntöttem, hogy az elmélettől a konkrétumok felé haladok, és valódi minták alapján vezetem a történetet. Például a kanapéelemzők kitömésének, félretájékoztatásának és uszításának elkerülése érdekében régen üzembe helyezett, nem titkos rendszereket fogok használni. Mivel ez nem az én szakterületem, elmondom, mit tanultam diákkoromban tanároktól, a „Radar- és rádiónavigáció alapjai” tantárgyból, és mit ástam ki a hatalmas weben különböző forrásokból. A témában jártas elvtársak, ha pontatlanságot találnak, építő kritikát mindig szívesen fogadunk.
Az "OROSZ WOOKER" UGYANAZ "ÍV"
Az "ARC" az első horizonton túli radar a szövetségben (nem tévesztendő össze a horizonton túlival), amelyet ballisztikus rakéták kilövéseinek észlelésére terveztek. Ennek a sorozatnak három állomása ismert: a DUGA-N kísérleti létesítmény Nyikolajev mellett, a DUGA-1 Csernobil-2 faluban és a DUGA-2 Bolshaya Kartel faluban, Komsomolsk-on-Amur közelében. Tovább Ebben a pillanatban mindhárom állomást leállítják, elektronikai berendezéseiket leszerelték, szintén leszerelték antennatömbök kivéve a csernobili állomást. A DUGA állomás antennamezője maga az atomerőmű építése után az egyik legszembetűnőbb építmény a tilalmi zónában.
Az "ARC" antennamező Csernobilban, bár inkább falnak tűnik)
Az állomás a HF tartományban, 5-28 MHz frekvencián működött. Felhívjuk figyelmét, hogy a képen nagyjából két fal látható. Mivel lehetetlen egy kellően széles sávú antennát létrehozni, úgy döntöttek, hogy a működési tartományt két antennára osztják fel, mindegyiket saját frekvenciasávra tervezték. Maguk az antennák nem egy integrált antennát alkotnak, hanem sok viszonylag kicsi antennából állnak. Ezt a kialakítást Phased Array-nek (PAR) nevezik. Az alábbi képen egy ilyen PAR egy szegmense látható:
Így néz ki az ARCS FÉNYSZÓRÓK egy szegmense tartószerkezetek nélkül.
Az egyes elemek elrendezése a tartószerkezeten
Néhány szó arról, hogy mi is az a PAR. Néhányan megkérték, hogy írjam le, mi ez és hogyan működik, már gondolkodtam, hogy elkezdjem, de arra a következtetésre jutottam, hogy ezt külön cikk formájában kell megcsinálnom, mert el kell mondanom egy csomó elméletet. megérteni, így a jövőben lesz cikk a PAR-ról. És ha dióhéjban: a PAR lehetővé teszi, hogy egy bizonyos irányból érkező rádióhullámokat fogadhassunk és kiszűrjük mindazt, ami más irányból érkezik, és a vétel irányát változtathatjuk anélkül, hogy a PAR térben elhelyezkedne. Az az érdekes, hogy ez a két antenna, a képeken felülről vett, vagyis nem tudtak semmit továbbítani (sugározni) az űrbe. Téves az a vélemény, hogy a közelben található "KRUG" komplexum volt az "ARC" kibocsátója, ez nem így van. A VNZ "KRUG" (nem tévesztendő össze a SAM KRUG-gal) más célokra szolgált, bár az "ARC-vel" párhuzamosan működött, erről alább lesz szó. Az ívsugárzó 60 km-re volt a Csernobil-2-től Lyubech város közelében (Csernihiv régió). Sajnos nem találtam egynél többet pontos fényképezés ennek az objektumnak csak szóbeli leírása van: "Az adóantennák is fázisos antennatömb elvén épültek és kisebbek és alacsonyabbak voltak, magasságuk 85 méter volt." Ha valakinek hirtelen fényképei lesznek erről az épületről, nagyon hálás lennék. A DUGA légi radarállomás vevőrendszere körülbelül 10 MW-ot fogyasztott, az adó mennyit nem tudok megmondani, mert a számok nagyon eltérőek. különböző forrásokból, elmondhatom, hogy egy impulzus teljesítménye nem volt kevesebb 160 MW-nál. Szeretném felhívni a figyelmet arra, hogy a kibocsátó impulzusos volt, éppen ezek az impulzusok, amelyeket az amerikaiak hallottak az éterükben, és adták az állomás nevét "fakopáncs". Az impulzusok alkalmazása azért szükséges, hogy segítségükkel nagyobb kibocsátott teljesítmény érhető el, mint az emitter állandó teljesítményfelvétele. Ezt úgy érik el, hogy az impulzusok közötti időszakban energiát halmoznak fel, és ezt az energiát rövid távú impulzus formájában bocsátják ki. Általában az impulzusok közötti idő nem kevesebb, mint tízszer hosszabb, mint magának az impulzusnak az ideje. Ez a kolosszális energiafelhasználás magyarázza az erőmű megépítését az atomerőmű - az energiaforrás - viszonylag közelébe. Így szólt egyébként az "orosz harkály" az amerikai rádió éterében. Ami az "ARC" képességeit illeti, az ilyen típusú állomások csak egy hatalmas rakétaindítást tudtak észlelni, amelyben nagyszámú ionizált gáz fáklya keletkezik a rakétahajtóművekből. Találtam egy ilyen képet három "DUGA" típusú állomás felülvizsgálati szektoraival:
Ez a kép részben helyes, mert csak a nézeti irányokat mutatja, és maguk a nézeti szektorok nincsenek megfelelően megjelölve. A betekintési szög az ionoszféra állapotától függően megközelítőleg 50-75 fok volt, bár a képen ez maximum 30 fokban látható. A látótávolság ismét az ionoszféra állapotától függött, és nem volt kevesebb, mint 3 ezer km, és legjobb esetben is az egyenlítőig lehetett látni a kilövéseket. Amiből arra lehetett következtetni, hogy az állomások átvizsgálták Észak-Amerika teljes területét, az Északi-sarkot, valamint az Atlanti- és Csendes-óceán északi részeit, egyszóval szinte minden ballisztikus rakéta kilövésére alkalmas területet.
VNZ "KRUG"
Mert korrekt munka A radarállomás és a szondázó nyaláb optimális útjának meghatározásához pontos adatok szükségesek az ionoszféra állapotáról. Ezen adatok megszerzéséhez az ionoszféra fordított ferde szondázásának (BIS) "KRUG" állomását szánták. Az állomás két, az "ARC" fázisú tömbhöz hasonló antennagyűrűből állt, amelyek csak függőlegesen helyezkedtek el, 240 darab, egyenként 12 méter magas antenna volt, egy antenna pedig egy földszintes épületen állt a körök közepén.
VNZ "KRUG"
Az "ARC-vel" ellentétben a vevő és az adó egy helyen található. Ennek a komplexumnak az volt a feladata, hogy folyamatosan meghatározza a légkörben a legkisebb csillapítással terjedő hullámhosszakat, terjedésük tartományát és a hullámok ionoszféráról visszaverődő szögeit. Ezekkel a paraméterekkel számították ki a sugár útját a célig és vissza, és a vevő FÉNYSZÓLÓT úgy állítottuk be, hogy csak a saját visszaverődő jelét fogadja. Egyszerűen fogalmazva, kiszámították a visszavert jel érkezési szögét, és létrehozták a maximális PAA érzékenységet ebben az irányban.
MODERN SAMS "DON-2N" "DARYAL", "VOLGA", "VORONEZH"
Ezek az állomások még készenlétben vannak (kivéve a Darial), nagyon kevés megbízható információ van róluk, ezért felületesen hangoztatom a képességeiket. Az „ARC-vel” ellentétben ezek az állomások képesek rögzíteni az egyes rakétakilövéseket, és még a szuper kicsi rakétákon repülő cirkáló rakétákat is észlelni. Általában a kialakítás nem változott, ezek ugyanazok a FÉNYSZÓRÓK, amelyek jelek fogadására és továbbítására szolgálnak. A használt jelek megváltoztak, impulzusuk azonos, de most egyenletesen oszlanak el a működési frekvenciasávban, egyszerű szavakkal ez már nem egy harkály hangja, hanem egy egységes zaj, amit a jel eredeti szerkezetének ismerete nélkül nehéz megkülönböztetni más zajok hátterétől. A frekvenciák is változtak, ha az ív a HF tartományban működött, akkor a "Daryal" HF, VHF és UHF tartományban is képes működni. A célokat immár nem csak a gázkipufogó, hanem maga a céltetem is meghatározhatja, a célfelismerés alapelveiről a föld hátterében már az előző cikkben beszéltem.
HOSSZÚ SHLV RÁDIÓKOMMUNIKÁCIÓ
Az utolsó cikkben röviden beszéltem a kilométeres hullámokról. Talán a jövőben készítek egy cikket az ilyen típusú kommunikációról, de most röviden elmondom a példákat két ZEVS adóról és az orosz haditengerészet 43. kommunikációs központjáról. Az SDV címsor pusztán szimbolikus, mivel ezek a hosszúságok kimaradnak az általánosan elfogadott besorolásokból, és az ezeket használó rendszerek egységesek. A ZEUS 3656 km hosszú és 82 Hz frekvenciájú hullámokat használ. A sugárzáshoz speciális antennarendszert használnak. A lehető legkisebb fajlagos vezetőképességű földdarabot találjuk, 60 km távolságban 2-3 km mélységig két elektródát vezetnek bele. A sugárzáshoz adott frekvenciájú (82 Hz) nagyfeszültségű feszültséget kapcsolunk az elektródákra, mivel az elektródák között rendkívül nagy a földkőzet ellenállása, az elektromos áramnak a föld mélyebb rétegein kell áthaladnia, ezáltal hatalmas antennává változtatja őket. Működés közben a "Zeus" 30 MW-ot fogyaszt, de a kisugárzott teljesítmény nem haladja meg az 5 wattot. Ez az 5 watt azonban teljesen elegendő ahhoz, hogy a jel az egész földgömbön átjárjon, a "Zeus" munkáját még az Antarktiszon is rögzítik, bár az a Kola-félszigeten található. Ha betartja a régi szovjet normákat, a "Zeus" az ELF (extrém alacsony frekvenciák) tartományban működik. Ennek a kommunikációs típusnak az a sajátossága, hogy egyirányú, ezért célja feltételes rövid jelek továbbítása, melyek hallatán a tengeralattjárók kis mélységbe úszva kommunikálnak a parancsnoki központtal, vagy rádiójeladót engednek el. Érdekes módon Zeusz egészen az 1990-es évekig titokban maradt, amikor is a kaliforniai Stanford Egyetem tudósai egy sor érdekes kijelentést tettek közzé a rádiótechnika és a rádióátvitel terén végzett kutatásokról. Az amerikaiak egy szokatlan jelenségnek voltak szemtanúi - a Föld minden kontinensén elhelyezett tudományos rádióberendezések rendszeresen, ugyanakkor furcsa, ismétlődő jeleket rögzítenek 82 Hz-es frekvencián. Egy munkamenet átviteli sebessége 5-15 percenként három karakter. A jelek közvetlenül a földkéregből érkeznek – a kutatóknak az a misztikus érzése, hogy maga a bolygó beszél hozzájuk. A misztika a középkori obskurantisták nagy része, és a fejlett jenkik azonnal sejtették, hogy egy hihetetlen ELF-adóval van dolguk, amely valahol a Föld másik oldalán található. Ahol? Világos, hogy hol - Oroszországban. Úgy tűnik, ezek az őrült oroszok "rövidre zárták" az egész bolygót, és óriási antennaként használták fel titkosított üzenetek továbbítására.
Az orosz haditengerészet 43. kommunikációs központja egy kicsit más típusú hosszúhullámú adó ("Antey", RJH69 rádióállomás). Az állomás Vileika város közelében található, Minszk régióban, Fehéroroszországban, az antennamező területe 6,5 négyzetkilométer. 15, 270 méter magas és három 305 méter magas árbocból áll, az árbocok között az antenna mező elemei vannak kifeszítve, amelyek össztömege mintegy 900 tonna. Az antennamező vizes élőhelyek felett helyezkedik el, ami jó feltételeket biztosít a jelkibocsátáshoz. Magam is ennek az állomásnak a közelében voltam, és kijelenthetem, hogy pusztán szavak és képek nem tudják átadni azokat a méreteket és érzeteket, amelyeket ez a kurva a valóságban okoz.
Így néz ki az antennamező a Google térképen, jól láthatóak a tisztások, amelyek felett a fő elemek húzódnak.
Kilátás az egyik „Anthea” árbocról
Az "Anthea" teljesítménye nem kevesebb, mint 1 MW, ellentétben a légi radarállomás adóival, nem impulzusos, azaz működés közben ezt a nagyon mega wattot vagy még többet bocsát ki, egész üzemidőben. A pontos adatátviteli sebesség nem ismert, de ha a német "Goliath" trófeával analógiát vonunk, akkor nem kevesebb, mint 300 bit / s. A Zeusszal ellentétben a kommunikáció már kétirányú, a kommunikációhoz a tengeralattjárók vagy sok kilométer hosszú, vezetékes vontatott antennákat, vagy speciális rádióbójákat használnak, amelyeket a tengeralattjáró nagy mélységből bocsát ki. A VLF tartomány kommunikációra szolgál, a kommunikációs tartomány lefedi a teljes északi féltekét. A VLF kommunikáció előnye, hogy a daruját nehezen tudja elnyomni interferenciával, illetve nukleáris robbanáskor és azt követően is tud működni, míg a magasabb frekvenciájú rendszerek a robbanás utáni légköri interferencia miatt nem tudnak kommunikációt létesíteni. A tengeralattjárókkal való kommunikáción kívül az Anteyt rádiós felderítésre és a Beta rendszer pontos időjeleinek továbbítására használják.
UTÓSZÓ HELYETT
Ez nem egy befejező cikk a horizonton túlra tekintés elveiről, lesz még, ebben olvasói kérésre fókuszáltam valódi rendszerek elmélet helyett.. Elnézést is kérek a távozás késéséért, nem vagyok sem blogger, sem az internet lakója, van egy munkám, amit szeretek, és ami időnként nagyon "szeret", ezért írok cikkeket időközönként. Remélem, érdekes volt olvasni, mert még mindig tollteszt módban vagyok, és még mindig nem döntöttem el, milyen stílusban írjak. Az építő kritikát, mint mindig, bátorítjuk. Nos, főleg a filológusoknak, egy anekdota a végére:
Matán tanár filológusoknak:
- ... Igen, köpd szembe azt, aki azt mondja, hogy a filológusok szelíd ibolyák, égő szemekkel! Könyörgöm! Valójában komor, epekedő típusok, készen arra, hogy elragadják a beszélgetőpartner nyelvét az olyan kifejezésekért, mint a "fizessek a vízért", "a születésnapom", "lyuk a kabátban" ...
Hang hátulról:
- Mi a baj ezekkel a kifejezésekkel?
A tanár megigazítja a szemüvegét:
- És a te holttestére, fiatalember, ők is ugrottak volna.
A találmány a rádiótechnika területére, nevezetesen az antennatechnikára vonatkozik, és szélessávú antennarendszerként használható szabályozható sugárzási mintával, miközben rádiókommunikációt biztosít ionoszférikus hullámokkal a HF és VHF sávokban. A találmány célja egy olyan antennarendszer kifejlesztése, amely egyetlen szabványos mérettel biztosítja az antennához való jó minőségű illesztést igénylő, nagy hatótávolságú adók működését. A fázissoros antenna (PAR) azonos lapos elemekből áll, amelyek mindegyikét egy L hosszúságú, 1 háromszögkarú merőleges koplanáris vibrátor alkotja (L értéke megegyezik a működési tartomány minimális hullámhosszával). A központi elem és a vele kapcsolatos rövidzárlatok révén. vezetők 2 perifériás elem alkotja az alacsony frekvenciájú vibrátorok ortogonális párját. Minden perifériaelem, beleértve azokat is, amelyek az alacsony frekvenciájú vibrátor részét képezik, a HF-tartományú PAA-t alkotják. Az antennarendszer gerjesztése külön a vízszintes (g-g ") és (in-v") vibrátoroknál, de lehetséges a cirkulárisan polarizált sugárzás megvalósítása érdekében összekapcsolás is. A PAR 40-szeres tartományban biztosítja a működést legalább 0,5 KBV szint mellett. 6 ill.
A találmány a rádiótechnika területére, különösen az antennatechnikára vonatkozik, és különösen alkalmas föld alatti vagy kúszó antennarendszerként ionoszférikus hullámokkal való működésre a HF és VHF sávokban. A HF és VHF sávok ismert földalatti és felszíni antennái (Sosunov B. V. Filippov V. V. A földalatti antennák számításának alapjai. L. VAS, 1990). A többrészes földalatti analóg antennák párhuzamos, fázisban leválasztott vibrátorok csoportjaként készülnek. Az erősítés növelésére több ilyen csoportot használnak, egymás után helyezik el őket, és ennek megfelelően szakaszolják őket. Az ismert analógok hátrányai a bemeneti impedancia éles változásaiból adódó szűk működési frekvencia tartomány, a sugár korlátozott pásztázási szektora, valamint a nagy méretek. A kívánt tartományban és meghatározott irányú működés biztosításához több szabványos méretre van szükség. Az állítólagos fázisú antennához (PAA) műszakilag a legközelebb áll a jól ismert PAA SGDP 3,6/4 RA (Aizenberg G.Z. et al. Shortwave antennas. M. Radio and Communications, 1985, 271-274. (Lásd a 13.11. ábrát.) Az antenna prototípusa fémvezetőkből készült lapos elemek (PE) csoportjából áll. Mindegyik PE egy radiátor, két háromszög alakú szimmetrikus vibrátor formájában, amelyek külső végei csatlakoznak a Z. útmutatók. Az összes elemet egy közös betáplálási út egyesíti, és egy fázis- vagy fázistömböt alkot (ha a betáplálási útvonalon fázisbeállító eszközök is szerepelnek). Az elemek egy síkban helyezkednek el a FÉNYSZÓRÓK rekesznyílását korlátozó téglalapon belül, és függőlegesen vannak felfüggesztve a FÉNYSZÓRÓK oszlopaira, a háromszögkarú emitterekből álló elemek használatának köszönhetően, széles működési frekvenciával és jobb illeszkedéssel rendelkeznek. A prototípusnak azonban vannak hátrányai. Az SRS 3.6 / 4 RA antennatömbjének működési tartományának átfedési együtthatója (a maximális működési frekvencia és a minimum aránya) 2,14, sokkal kisebb, mint ennek a paraméternek az értéke a modern adókban, és nem teszi lehetővé egy méret, amelyet el kell hagyni a kommunikáció biztosításakor különböző távolságok... Az iránydiagram (DP) szektora a vízszintes síkban, 60 o, korlátozza ennek az antennának a képességeit rádióhálózatban végzett munka során. Ezenkívül az antenna nagy méretekkel és alacsony biztonsággal rendelkezik, és nem működik függetlenül függőleges és vízszintes polarizációval vagy körkörös polarizált hullámmal. A találmány célja egy szélessávú PAR létrehozása, amely HF és VHF sávok felszíni vagy földalatti antennájaként használható, és amely a teljes felső féltérben biztosítja a minta szabályozását, miközben csökkenti a sugárzó felület méretét. A feladat úgy valósul meg, hogy az ismert FÉNYSZÓLÓBAN, amely egy PE-csoportot tartalmaz, amelyek mindegyike a FÉNYSZÓRÓK apertúráját határoló téglalapon belül egy síkban elhelyezett háromszög alakú emittert tartalmaz, és a betáplálási útvonalhoz kapcsolódik, egy további pár. azonos sugárzókból, amelyek síkban és merőlegesen vannak telepítve az elsőre. Minden PE vízszintesen helyezkedik el a félvezető közegben vagy annak felületén. A szomszédos PE-khez tartozó háromszög alakú emitterek külső végei elektromosan kapcsolódnak. A perifériás PE-hez tartozó háromszögletű emitterek külső végeit a FÉNYSZÓRÓ nyílás kerülete mentén további rövidzárlatok kötik össze. útmutatók. A háromszög alakú emitterek külső végei, mindkét oldalon szomszédosak nagy átlók A FÉNYSZÓRÓK elektromosan le vannak választva, és a fennmaradó háromszögletű emitterek külső végeit rövidre zárt vezetékek kötik össze. Az LF csatorna betáplálási útvonala a PE háromszög alakú emittereinek tetejéhez csatlakozik, amelyek a FÉNYSZÓRÓK közepén helyezkednek el. A fennmaradó PE háromszögű emittereinek teteje az RF csatorna betápláló útvonalához csatlakozik. Az egyes PE-k ortogonális emitterei egymástól függetlenül vannak táplálva, azaz. vagy külön-külön lineáris polarizációval, vagy 90 o-os eltolással gerjesztheti, ami körkörös polarizált sugárzást eredményez. Egy ilyen fázisú tömbrendszerrel ugyanazokat az elemeket kétszer használják működésre mind az alacsony, mind a nagyfrekvenciás tartományban (5,33 és 7,5 átfedési aránnyal), legalább 0,5 KBV-szint megegyezéssel. Általában a javasolt PAR 40-szeres átfedési tartományban működik. Ugyanakkor a rezonancia frekvencián a sugárzó felülete 1,6-szor kisebb, mint a prototípusé. ÁBRA. Az 1. ábra a FÉNYSZÓRÓK általános nézetét mutatja; ábrán. 2 lapos elem; ábrán. 3 négy- és háromsönt PE; ábrán. 4 adagolórendszer; ábrán. 5, 6 - a kísérleti vizsgálatok eredményei. ábrán látható PAR. 1, N-ből áll (például N 9-et vesszük) azonos PE-ből. ábrán látható a PE egy kiviteli alakja. 2. Mindegyik PE-t egy merőleges pár z-g "és in-v" 2L 1 hosszúságú lapos vibrátor alkotja, amelyek karjai egyenlő oldalú háromszögek formájában vannak 1. A szomszédos PE háromszög emittereinek szomszédos végei elektromosan kapcsolódnak ( vonalak m-m A PE háromszög emitterek perifériás végeit 2 zárlati vezetékek kötik össze (3. ábra), ez alól kivételt képeznek a kétoldali cc "és pp" nagy átlókkal szomszédos háromszög emitterek, vagyis ezek az emitterek elektromosan le vannak választva (3. ábra). 3. ábra). Ilyen körülmények között a központi PE rövidzárlatvezetők nem kisebbek, mint (2. ábra). A 3. vezető két vezetővel együtt zárt hurkot képez, amelyet további vezetőkkel lehet feltölteni vagy helyettesíteni azonos alakú tömör fémlemez.) Mindegyik PE kereszt- és hosszirányú mérete 2L = min (ahol min a minimális hullámhossz a működési tartományban), a teljes PAR-ban pedig egy oldalsó négyzet 
... ábrán látható PAR feeder rendszer. 4, két azonos tápláló csoportból áll vízszintes z-z" és függőleges be-be"PE emitterek. Az 1. ábrán a vízszintes radiátorok adagolócsoportja látható. Tartalmaz egy adagolót 4 LF vibrátort és (N-1) adagolót 5 HF vibrátort. Képernyőhéjak 6 adagoló 4, 5 elektromosan csatlakoztatva a bal oldal tetejéhez vízszintes vibrátorok háromszögsugárzói, és ezen betáplálók központi vezetékei 7 a jobb oldali háromszög emitterekhez azonos módon csatlakoznak.Az LF elem 4. adagolója közvetlenül az adóra (vevőre) csatlakozik 5 db HF elemből álló adagolók a fázisolás biztosítására Az antennatömb és az interfész az adókimenettel 8 szabályozott késleltetési vonalakon (LFL) és egy 9 osztóteljesítményen keresztül csatlakozik (vételi üzemmódban az interfész eszköz 1: 8) A javasolt eszköz a következőképpen működik. pont z-z"(bemeneti függőleges vibrátor esetén") az ezekből a pontokból származó áram a központi és oldalsó PE összekapcsolt háromszögű 1 emitterei által alkotott rombuszkarok mentén, valamint az E és E pontokból "a 2 vezetékeken keresztül a H pontokba, ill. H" perifériás PE merőleges háromszögsugárzók, majd ezek mentén keresztirányban a K és K" pontokig, amelyek mindegyikétől páronként a FÉNYSZÓRÓK vezetékeinek külső oldalán helyezkednek el 2 (vagy lemezekkel). 8 azonos csatorna, amelyek mindegyikében az ULZ 8 segítségével létrejön a szükséges fáziseltolás, majd a PE gerjesztést az 5. betáplálók mentén hajtjuk végre. mindegyik PE, a másik vibrátor a vezetőkkel együtt .z áthidalót képez, amely összeköti a gerjesztett emitter végeit, javítva ezzel az illesztést a tartomány alsó részén. a javasolt PAR-t egy 1,5-60 MHz-es működésre tervezett, 2 mm vastag acéllemezből készült modellen végezték el. Az elrendezés méretei 15 x 15 m 2, a talaj száraz (= 5, = 0,001 S / m). A HF PAR feeder rendszer RK-75-9-12 koaxiális kábelekből (140-0,1) m hosszúságú, az LF elemeket RK-75-17-12 kábelekkel (120-0,1) gerjesztette. egy 1:8-as transzformátor teljesítményosztó és egy 8-csatornás, 4 bites vezérelt késleltetési vonal, amelyet szegmensek alkotnak koaxiális kábel fluoroplasztikus szigeteléssel 0,66 m, 1,32 m, 2,64 m és 5,28 m hosszúságban Adóeszközként a Fakel-N1 terméket használtuk (1,5-60 MHz működési frekvencia tartomány, 4 kW teljesítményig). A kutatás során a kisfrekvenciás, nagyfrekvenciás elemek bemeneti impedanciáit külön-külön és a fázisos tömb részeként megmértük, amely alapján számítottuk a KBV értékeket, illetve az ilyen dinamikus sugárzási mintázatokat különböző időpontokban. frekvenciák. A KBV, az LF elem, az egyes HF elem és a FÉNYSZÓRÓK egészének értékei, amelyek az 5. ábrán láthatók, megerősítik az illesztés kiváló minőségét a teljes működési tartományban. A dinamikus PAA irányítottsági mintázatokat a tartomány alsó, középső és felső részén a 6. ábra mutatja (a, b, c grafikonok, rendre). A folytonos vonal a számított DN-t mutatja, keresztezi - a mérési eredményeket. Látható, hogy a PAR teljes tartományában biztosítja az adott irányú maximális sugárzás kialakulását.
Követelés
Fázisos antennatömb, amely lapos elemek csoportját tartalmazza, amelyek mindegyike egy pár háromszög alakú emittert tartalmaz, amelyek egy síkban vannak elhelyezve a fázisos antennasor apertúráját korlátozó téglalapon belül, és a betáplálási útvonalhoz vannak csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy a lapos elemek vízszintesen helyezkednek el a félvezető közegbe vagy annak felületére minden lapos elembe egy második pár azonos emittert vezetünk, amelyek síkban és az elsőre merőlegesen vannak elhelyezve, a szomszédos lapos elemekhez tartozó háromszög alakú emitterek külső végei elektromosan össze vannak kötve, és a külső végei a perifériás lapos elemekhez tartozó háromszögsugárzók a fázissoros antennasor kerülete mentén további zárlatos vezetékekkel, a háromszögletű emitterek külső végei pedig mindkét oldalon a fázissoros antenna nagy átlóival szomszédosak, elektromosan szét vannak választva, és a többi külső végei a háromszögradiátorokat rövidre záró vezetékek kötik össze, míg a kisfrekvenciás csatorna betáplálási útvonala a fázisos antennasor közepén elhelyezkedő lapos elem háromszögsugárzóinak tetejére, a háromszögsugárzók tetejére a fennmaradó lapos elemek az adagolóúthoz csatlakoznak nagyfrekvenciás csatorna, és az egyes lapos elemek merőleges háromszög alakú emitterei egymástól függetlenül kapnak tápellátást.
Egy korábbi publikációban / 1 / megmutattuk, hogy olyan körülmények között, amikor az antennát nem lehet jelentős magasságba emelni, a kis sugárzási szöggel rendelkező függőleges polarizációjú antennák előnyt jelentenek a nagy távolságú kommunikáció során: függőlegesen ívelt dipólus ( 1. ábra, függőleges Moxon (2. ábra)Szándékosan nem említjük itt az ellensúlyos vagy radiális rendszerű függőlegeseket, mivel ezek az antennák nagyon kényelmetlenek nyaralókban vagy expedíciós körülmények között.
A függőleges Moxon (2. ábra), bár jó irányított antenna kis sugárzási szöggel, még mindig nem rendelkezik elegendő erősítéssel a többelemes "hullámcsatornákhoz" vagy "négyzetekhez". Ezért természetesen az volt a vágyunk, hogy kipróbáljunk egy két függőleges Moxonból álló fázissort, hasonlóan ahhoz, amit az amerikai rádióamatőrök használtak egy jamaicai expedíció során (ezt "2x2"-nek hívták) / 2 /.
Kialakításának egyszerűsége és az elhelyezéséhez szükséges kis helyigény megkönnyíti a feladat elvégzését. A kísérletet 17 m-es tartományban végeztük (középfrekvencia 18,120 MHz), mivel erre a tartományra már volt egy függőleges Moxonunk. Számított jellemzői (3. ábra): 4,42 dBi erősítés, a hátsó lebeny több mint 20 dB-el elnyomott, maximális emisszió 17 fokos szögben, a sugárzás szinte tiszta függőleges polarizációja. Ilyenkor pedig az antenna alsó élének magassága mindössze 2 m-rel van a valós talaj felett.
Mindegyik antennához szüksége lesz egy 8-10 m magas dielektromos árbocra (vagy egy megfelelő magasságú fára) és két (lehetőleg három) 2,2 m hosszú dielektromos távtartóra (használhat fa lécet). Elemek - bármilyen rézhuzalból, 1-3 mm átmérőjű, csupasz vagy szigetelt.
A kísérletben az RQuad üvegszálas csőkészletét, összesen 10 m magassággal árbocként, távtartóként pedig 20 mm átmérőjű műanyag vízcsöveket használtak. Elemek - huzalból "pocok". A srácok 3 mm-es polipropilén zsinórból készülnek. Az eredmény a 4. ábrán látható szerkezet.
3. ábra. A függőleges Moxon antenna számított jellemzői.
A vezetéket átvezetik a távtartók végei közelében lévő lyukakon, és elektromos szalaggal vagy műanyag kötegekkel rögzítik hozzájuk. Annak elkerülése érdekében, hogy a távtartók meghajoljanak az antenna súlya alatt, a végeiket horgászzsinórral megfeszítik. Az aktív elem egyenességének megőrzése érdekében, amely a kábel súlya miatt megsérül, használhatja a harmadik távtartót az elemek közepe szintjén, átvezetve a rendezőhuzalt a lyukon, és rögzítve a csatlakozási pontokat. az aktív elemet a rajta lévő kábelhez. A kábel a merevítőn halad az árbochoz és le az árbochoz. A kábelt 2 m-enként ferritcsövek borítják, kizárva a fonat hatását az antenna jellemzőire, és egyben kiegyenlíti a tápáramokat. Az antenna egy nylon zsinór segítségével könnyen felemelhető egy előre telepített árbocra, tetején egy görgővel.
Két ilyen antenna vízszintes kötegének jellemzőit az MMANA programmal számolva az 5. ábra mutatja. Legjobb teljesítmény a hátsó lebeny erősítését és elnyomását az antennák közötti 0,7 hullámhosszúságú távolságban kaptuk, azaz. 11,6 m. Ezt az antennát "2 × MOXON"-nak nevezhetjük.
5. ábra. Két függőleges Moxon antenna fázisú tömbjének sugárzási mintája.
Az összegzési séma klasszikus: mivel mindegyik antenna bemeneti impedanciája 50 ohm, 75 ohm impedanciájú tápkábeleket használnak ¾ hullámhosszúsággal, figyelembe véve a kábelrövidítési tényezőt. A kábelek végén az antennák ellenállása 100 ohmra alakul. Ezért párhuzamosan csatlakoztathatók egy T-idom, majd egy 50 ohmos, tetszőleges hosszúságú tápkábel segítségével. A transzformáló kábelek hosszát ¾ hullámhosszra választottuk, mert ¼ hullámhossznál a hosszuk nem elegendő az antennák közötti távolság lefedésére.
Két órába telt, mire elkészítettük ennek az antennának a második példányát. Az árbocokat 11,6 m-es távolságra szerelték fel (a nyaraló szélessége elegendő volt).
Az egyes antennák hangolását külön-külön végeztük, félhullámú kábellel összekötve (a lerövidítés figyelembevételével), és levágva az elemek alsó hajlított részeinek végeit. A beállítási hibák kiküszöbölése érdekében különös figyelmet kell fordítani a tápkábelekben a közös módú áramok elnyomására a kábel fojtásával. 10 darabot kellett felhasználnunk. ferrit gyöngyök rögzítése 75 ohmos kábelhosszon, mielőtt az eredmények stabilizálódtak. Ezeknek a fojtótekercseknek a T-idomgal összekötött transzformátorkábeleken is kell lenniük. A pólót az adó-vevővel összekötő 50 ohmos kábelen a fojtótekercsek opcionálisak. Ferrit hiányában a fojtótekercsek több menetes kábellel cserélhetők, 15-20 cm átmérőjű tekercsbe összeszerelve, az antenna betáplálási pontjaihoz és a pólóhoz közel helyezve. Az antennák teljesítményének javítása érdekében az átalakító kábelek szinte teljes szabad hosszában fojtótekercsekké lehet összeszerelni.
Miután két függőleges Moxont egy rácsba csatlakoztatott rezonancia frekvencia felmegy körülbelül 500 kHz-cel, és az SWR a középső frekvencián 1,4 lesz.
A rendszer rezonanciáját a Moxonok beállításával nem lehet korrigálni, mert ugyanakkor az iránydiagram szétesik. A legtöbb egyszerű módokon rendszerillesztés - vagy 0,2 μH induktivitású tekercsek sorba kapcsolása mindkét antenna bemenetével, vagy egy 400-550 pF-os kondenzátor (válassza ki a minimális SWR értékét a középső frekvencián) sorba kapcsolva az antenna bemenetével póló az 50 Ohm-os adagoló oldaláról. Ebben az esetben a sáv a VSWR szinten< 1,2 получается около 200 кГц (рис.6).
6. ábra. VSWR a bemenetről hangolás után 0,2 μH induktorokkal.
Számított paraméterek az antennák alsó szélének 2 m-rel a valós talaj feletti magasságával:
Erősítés 8,58 dBi (6,43 dBd),
emelkedési szög 17 fok,
hátsó lebeny elnyomás > 25 dB,
SWR a munkatartományban< 1,2.
A 10 dB-es elnyomású oldallebenyek jelenléte a főhöz képest véleményünk szerint nem jelent hátrányt, mivel lehetővé teszi a keskeny főlebenyen kívüli állomások hallgatását az antennák elforgatása nélkül.
Nem ismerünk más antennakialakításokat, amelyek ilyen építő jellegű egyszerűséggel rendelkeznek ilyen magas paraméterekkel.
Természetesen ez a fázisos tömb álló, és a legérdekesebb DX-ek irányába kell telepíteni (például nyugatra). Ezután nem lesz nehéz keletre fordítani az ábrát: ehhez le kell engedni az antennákat, el kell fordítani 180 fokkal, és ismét fel kell emelni az árbocokhoz. Némi edzés után ez a művelet nem tartott tovább öt percnél.
A kísérleti antennáról készült fotó a 7. ábrán látható.
7. ábra. Fázisos tömbnézet két függőleges Moxonról.
Vladislav Shcherbakov, (RU3ARJ)
Szergej Filippov, (RW3ACQ)
Jurij Zolotov, (UA3HR)
Irodalom:
1. Vladislav Shcherbakov RU3ARJ, Sergey Filippov RW3ACQ. A szimmetrikus függőleges antennák az optimális megoldást jelentik a DX kommunikációhoz terepen és elővárosi körülmények között. A "Domodedovo 2007" fesztivál fórumának anyagai.
2. K5K Kingman Reef DXpedition.
www.force12inc.com/k5kinfo.htm
információ - http://cqmrk.ru
Fordította: alessandro893. Az anyag egy kiterjedt referenciahelyről származik, amely leírja különösen a radarok működési elveit és kialakítását.
Az antenna olyan elektromos eszköz, amely az elektromos energiát rádióhullámokká alakítja és fordítva. Az antennát nemcsak radarok, hanem zavaró berendezések, sugárzásjelző rendszerek és kommunikációs rendszerek is használják. Adáskor az antenna a radaradó energiáját koncentrálja és a kívánt irányba irányított nyalábot képez. Az antenna vételkor összegyűjti a visszavert jelekben lévő, visszatérő radarenergiát és továbbítja a vevőnek. Az antennák sugár alakja és hatásfoka gyakran különbözik.
Bal - izotróp antenna, jobb - irányított
Dipólus antenna
A dipólus antenna vagy dipólus az antennák legegyszerűbb és legnépszerűbb osztálya. Két azonos vezetőből, vezetékből vagy rúdból áll, általában kétoldali szimmetriával. Adókészülékeknél áramot vezetnek rá, vevőkészülékeknél pedig jelet vesznek az antenna két fele között. Az adónál vagy vevőnél az adagoló mindkét oldala az egyik vezetékhez csatlakozik. A dipólusok rezonáns antennák, vagyis elemeik rezonátorként szolgálnak, amelyben az állóhullámok egyik végétől a másikig terjednek. Tehát a dipóluselemek hosszát a rádióhullám hossza határozza meg.
Sugárzási séma
A dipólusok mindenirányú antennák. Ebben a tekintetben gyakran használják őket kommunikációs rendszerekben.
Egyvégű dipólus antenna (monopólus)
A kiegyensúlyozatlan antenna féldipólus, és a vezető felületre, a vízszintes visszaverő elemre merőlegesen van felszerelve. A monopólusú antenna irányítottsága kétszerese a kettős dipólus antennáénak, mivel a vízszintes reflektor alatt nincs sugárzás. Ebből a szempontból egy ilyen antenna irányítottsága kétszer akkora, és ugyanazzal az átviteli teljesítménnyel képes továbbvinni a hullámokat.
Sugárzási séma
Hullámcsatorna antenna, Yagi-Uda antenna, Yagi antenna
Sugárzási séma
Szög antenna
VHF és UHF adókon gyakran használt antennatípus. Egy betáplálásból áll (lehet dipólus vagy Yagi tömb), amelyet két lapos téglalap alakú fényvisszaverő képernyő elé szerelnek, amelyek általában 90°-os szögben vannak összekötve. A reflektor lehet fémlemez vagy rács (alacsony frekvenciájú radarok esetén), ami csökkenti a súlyt és növeli a szélellenállást. A sarokantennák széles hatótávolságúak, és az erősítés körülbelül 10-15 dB.
Sugárzási séma
Rezgő log-periodikus (logaritmikus periodikus) antenna vagy szimmetrikus vibrátorok log-periodikus tömbje
A log-periodic antenna (LPA) több, fokozatosan növekvő hosszúságú félhullámú dipólussugárzóból áll. Mindegyik egy pár fémrúdból áll. A dipólusok egymás után egymáshoz közel vannak felszerelve, és párhuzamosan, ellentétes fázisokkal csatlakoznak az adagolóhoz. Megjelenésében egy ilyen antenna hasonló a Yagi antennához, de más módon működik. Ha elemeket adunk a Yagi antennához, az növeli annak irányítottságát (erősítését), az LPA elemekkel való kiegészítése pedig növeli a frekvenciasávját. Fő előnye más antennákkal szemben a rendkívül széles működési frekvencia tartomány. Az antennaelemek hosszai a logaritmikus törvény szerint viszonyulnak egymáshoz. A leghosszabb elem a legalacsonyabb frekvencia hullámhosszának 1/2-a, a legrövidebb pedig a legmagasabb frekvencia hullámhosszának fele.
Sugárzási séma
Spirál antenna
A spirális antenna egy spirál alakú huzalból áll. Általában egy vízszintes fényvisszaverő elem fölé vannak felszerelve. Az adagoló a spirál aljához és a vízszintes síkhoz csatlakozik. Két üzemmódban működhetnek - normál és axiális.
Normál (oldalsó) mód: A tekercs méretei (átmérője és lejtése) kicsik az átvitt frekvencia hullámhosszához képest. Az antenna ugyanúgy működik, mint egy rövidre zárt dipólus vagy monopólus, ugyanazzal a sugárzási mintával. A sugárzás a spiráltengellyel párhuzamosan lineárisan polarizált. Ezt az üzemmódot a hordozható és mobil rádiók kompakt antennáiban használják.
Axiális mód: a spirál méretei összemérhetőek a hullámhosszal. Az antenna irányítottan működik, a sugarat a spirál végétől a tengelye mentén továbbítja. Körkörös polarizációjú rádióhullámokat sugároz. Gyakran használják műholdas kommunikációra.
Sugárzási séma
Rombusz antenna
A rombusz alakú antenna egy szélessávú irányított antenna, amely egy-három párhuzamos vezetékből áll, amelyek a föld felett gyémánt alakban vannak rögzítve, és minden csúcsán tornyok vagy oszlopok támasztják alá, amelyekhez a vezetékek szigetelőkkel vannak rögzítve. Az antenna mind a négy oldala azonos hosszúságú, általában legalább azonos hullámhosszú, vagy hosszabb. Gyakran használják kommunikációra és működésre a dekaméteres hullámtartományban.
Sugárzási séma
Kétdimenziós antennatömb
A HF sávokban (1,6-30 MHz) használt dipólusok többelemes tömbje, amely dipólusok soraiból és oszlopaiból áll. A sorok száma 1, 2, 3, 4 vagy 6 lehet. Az oszlopok száma 2 vagy 4. A dipólusok vízszintesen polarizáltak, és a visszaverő képernyő a dipólussor mögött található, hogy felerősített sugarat biztosítson. A dipólusoszlopok száma határozza meg az azimutnyaláb szélességét. 2 oszlopnál a nyaláb szélessége kb. 50°, 4 oszlopnál 30°. A távolsági fénysugár 15°-ban vagy 30°-ban dönthető a maximum 90°-os lefedettség érdekében.
A sorok száma és a legalacsonyabb elem talaj feletti magassága határozza meg a emelkedési szöget és a kiszolgált terület méretét. A két sorból álló tömb szöge 20 °, és négy - 10 °. A kétdimenziós rács sugárzása általában enyhe szögben közelíti meg az ionoszférát, és alacsony frekvenciája miatt gyakran visszaverődik a földfelszínre. Mivel a sugárzás többszörösen visszaverődhet az ionoszféra és a föld között, az antenna nem korlátozódik a horizontra. Ennek eredményeként egy ilyen antennát gyakran használnak távolsági kommunikációra.
Sugárzási séma
Kürt antenna
A kürtantenna egy kürt alakú táguló fém hullámvezetőből áll, amely a rádióhullámokat nyalábban gyűjti össze. A kürtantennák nagyon széles működési frekvencia tartományban működnek, 20-szoros áttöréssel működhetnek a határaiban - például 1-től 20 GHz-ig. Az erősítés 10 és 25 dB között van, és gyakran használják nagyobb antennák betáplálásaként.
Sugárzási séma
Parabola antenna
Az egyik legnépszerűbb radarantenna a parabola reflektor. A betáplálás a parabola fókuszába kerül, és a radar energiája a reflektor felületére irányul. Leggyakrabban egy kürtantennát használnak betáplálásként, de dipólus és spirálantenna is használható.
Mivel a pontszerű áramforrás fókuszban van, állandó fázisú hullámfronttá alakítják, így a parabola alkalmas radarokban való használatra. A tükröző felület méretének és alakjának változtatásával különféle formájú nyalábokat és sugárzási mintákat hozhat létre. A parabolaantennák irányítottsága sokkal jobb, mint a Yagi-é vagy a dipóléké, az erősítés elérheti a 30-35 dB-t. Legfőbb hátrányuk, hogy méretükből adódóan nem tudják kezelni az alacsony frekvenciákat. Egy másik - a megvilágító blokkolhatja a jel egy részét.
Sugárzási séma
Cassegrain antenna
A Cassegrain antenna nagyon hasonlít a hagyományos parabola antennához, de kettős reflektoros rendszert használ a radarsugár létrehozásához és fókuszálásához. A fő reflektor parabola, a kiegészítő reflektor pedig hiperbolikus. A takarmány a két hiperbolikus góc egyikében van. Az adóból származó radarenergia a másodlagos reflektorról visszaverődik a fő reflektorra, és fókuszálódik. A célból visszatérő energiát a fő reflektor gyűjti össze, és egy ponton a segédre konvergáló sugár formájában tükrözi vissza. Ezt követően a kiegészítő reflektor visszaveri, és összegyűjti a betáplálás helyén. Minél nagyobb a másodlagos reflektor, annál közelebb lehet az elsődlegeshez. Ez a kialakítás csökkenti a radar tengelyirányú méreteit, de növeli a rekesz árnyékolását. Egy kis kiegészítő reflektor viszont csökkenti a rekesz árnyékolását, de a főtől távolabb kell elhelyezni. Előnyök a parabola antennával szemben: kompaktság (a második reflektor jelenléte ellenére a két reflektor közötti teljes távolság kisebb, mint a betáplálás és a parabola antenna reflektorának távolsága), kisebb veszteségek (a vevő közel helyezhető el a kürt radiátor), csökkentett oldallebeny-interferencia a földi radarok számára. A fő hátrányok: a nyaláb jobban blokkolt (a segédreflektor mérete és az előtolás nagyobb, mint a hagyományos parabola antenna betáplálásának mérete), nem működik jól széles hullámhossz-tartományban.
Sugárzási séma
Antenna Gregory
Bal - Gregory antenna, jobb - Cassegrain
A Gregory-parabola antenna felépítésében nagyon hasonló a Cassegrain antennához. A különbség az, hogy a kiegészítő reflektor ellenkező irányba hajlik. A Gregory dizájn kisebb kiegészítő reflektort használhat, mint a Cassegrain antenna, ami kisebb sugárlefedettséget eredményez.
Offset (aszimmetrikus) antenna
Ahogy a neve is sugallja, az offset antenna emittere és kiegészítő reflektora (ha Gregory antennáról van szó) el van tolva a fő reflektor közepétől, hogy ne takarják el a sugarat. Ezt gyakran használják parabola- és Gregory-antennákon a hatékonyság növelése érdekében.
Cassegrain lapos fázisú lemezantenna
Egy másik áramkör, amelyet a kiegészítő reflektor általi sugárblokkolás leküzdésére terveztek, a lapos lemezes Cassegrain antenna. Úgy működik, hogy figyelembe veszi a hullámok polarizációját. Az elektromágneses hullámnak 2 összetevője van, mágneses és elektromos, amelyek mindig merőlegesek egymásra és a mozgás irányára. A hullámpolarizációt az orientáció határozza meg elektromos mező, lehet lineáris (függőleges / vízszintes) vagy kör alakú (kör vagy ellipszis alakú, az óramutató járásával megegyezően vagy ellentétes irányban csavarva). A polarizációban a legérdekesebb a polarizátor, vagyis a hullámok szűrésének folyamata, amely során csak egy irányban vagy egy síkban polarizált hullámok maradnak. A polarizátor általában párhuzamos atomelrendezésű anyagból készül, vagy lehet párhuzamos huzalokból álló rács, amelyek távolsága kisebb, mint a hullámhossz. Gyakran feltételezik, hogy a távolság körülbelül a hullámhossz fele.
Elterjedt tévhit, hogy az elektromágneses hullám és a polarizátor hasonlóan működik, mint egy oszcilláló kábel és egy táblakerítés - azaz például a vízszintesen polarizált hullámot függőleges réseken lévő képernyővel kell blokkolni.
Valójában az elektromágneses hullámok másképpen viselkednek, mint a mechanikai hullámok. Egy sor párhuzamos vízszintes vezeték teljesen blokkolja és visszaveri a vízszintesen polarizált rádióhullámokat, és továbbítja a függőlegesen polarizált rádióhullámokat – és fordítva. Ennek oka a következő: amikor egy elektromos tér vagy hullám párhuzamos egy huzallal, az elektronokat gerjeszt a huzal hosszában, és mivel a huzal vastagsága sokszorosa, az elektronok könnyen mozoghatnak és elnyelik a hullám nagy részét. energia. Az elektronok mozgása áram megjelenéséhez vezet, és az áram saját hullámokat hoz létre. Ezek a hullámok csillapítják az átviteli hullámokat, és visszavert hullámokként viselkednek. Másrészt, ha a hullám elektromos tere merőleges a vezetékekre, akkor az elektronokat gerjeszt a vezeték szélességében. Mivel az elektronok nem tudnak ilyen módon aktívan mozogni, az energia nagyon kevés tükröződik vissza.
Fontos megjegyezni, hogy bár a legtöbb illusztráción a rádióhullámoknak csak 1 mágneses és 1 elektromos mezője van, ez nem jelenti azt, hogy szigorúan ugyanabban a síkban oszcillálnak. Valójában elképzelhető, hogy az elektromos és mágneses mezők több részmezőből állnak, amelyek egy vektorban összeadódnak. Például két részmezőből álló függőlegesen polarizált hullám esetén a vektoraik összeadásának eredménye függőleges. Ha a két részmező fázisban van, az így létrejövő elektromos tér mindig ugyanabban a síkban áll. De ha az egyik részmező lassabb, mint a másik, akkor a kapott mező elkezd forogni a hullám iránya körül (ezt gyakran nevezik elliptikus polarizációnak). Ha az egyik részmező pontosan negyed hullámhosszal lassabb a többinél (a fázis 90 fokkal különbözik), akkor körpolarizációt kapunk:
Ahhoz, hogy egy hullám lineáris polarizációját körpolarizációvá alakítsuk át, és fordítva, az egyik részmezőt a többihez képest pontosan a hullámhossz negyedével le kell lassítani. Ehhez leggyakrabban a vízszinteshez képest 45 fokos szögben elhelyezkedő párhuzamos vezetékekből álló rácsot (negyedhullámú fázislemezt) használnak, amelyek között a hullámhossz 1/4 távolsága van.
Az eszközön áthaladó hullám esetében a lineáris polarizáció körkörössé, a körkörös pedig lineárissá válik.
Az ezen az elven működő Cassegrain lapos fázisú lemezantenna két azonos méretű reflektorból áll. A segédeszköz csak vízszintesen polarizált hullámokat veri vissza, és függőlegesen polarizált hullámokat továbbít. A fő tükrözi az összes hullámot. A másodlagos reflektorlemez a fő reflektor előtt található. Két részből áll - egy 45°-os szögben futó résekkel ellátott lemezből és egy a hullámhossz 1/4-énél kisebb vízszintes résekkel rendelkező lemezből.
Tegyük fel, hogy a betáplálás körkörösen polarizált, az óramutató járásával ellentétes hullámot továbbít. A hullám áthalad a negyedhullámú lemezen, és vízszintesen polarizált hullámmá válik. A vízszintes vezetékekről visszaverődik. Ismét áthalad a negyedhullámú lemezen, már a másik oldalról, és ehhez a lemez vezetékei már tükörorientáltak, vagyis mintha 90 ° -kal elfordulnának. A polarizáció korábbi változása törlődik, így a hullám ismét körkörösen polarizálódik az óramutató járásával ellentétes irányba, és visszatér a fő reflektorhoz. A reflektor polarizációját az óramutató járásával ellentétesről az óramutató járásával megegyező irányba változtatja. Ellenállás nélkül halad át a segédreflektor vízszintes résein, és függőlegesen polarizálva megy a célok felé. Fogadási módban minden fordítva történik.
Réselt antenna
Bár a leírt antennák a rekesznyílás méretéhez képest meglehetősen nagy nyereséggel rendelkeznek, mindegyiknek megvannak a közös hátrányai: nagy az oldallebeny-érzékenység (érzékenység a földfelszínről érkező zavaró visszaverődésekre és érzékenység az alacsony effektív szórási területű célpontokra), csökkentett hatásfok a sugárblokkolás miatt (A blokkolással a kis radarokkal van a probléma, melyek repülő járműveken használhatók; a nagy radarok, ahol kisebb a blokkolási probléma, nem használhatók a levegőben). Ennek eredményeként egy új antennarendszert találtak fel - egy réses. Fém felületként készül, általában lapos, amelybe lyukakat vagy réseket vágnak. A megfelelő frekvenciájú besugárzáskor elektromágneses hullámok bocsátanak ki minden résből – vagyis a rések külön antennaként működnek és egy tömböt alkotnak. Mivel az egyes résekből származó nyaláb gyenge, az oldalsó karéjuk is nagyon kicsi. A réses antennákat nagy nyereség, kis oldallebenyek és kis súly jellemzi. Hiányozhatnak belőlük a kiálló részek, ami bizonyos esetekben fontos előnyük (például repülőgépre szerelve).
Sugárzási séma
Passzív fázisú tömb (PFAR)
Radar MIG-31-el
A radarfejlesztés első napjaitól kezdve a fejlesztőket egyetlen probléma foglalkoztatta: a pontosság, a hatótávolság és a radar pásztázási ideje közötti egyensúly. Ez abból adódik, hogy a keskenyebb sugárszélességű radarok azonos teljesítmény mellett növelik a pontosságot (növekszik a felbontás) és a hatótávolságot (teljesítménykoncentráció). De minél kisebb a sugárszélesség, annál tovább pásztázza a radar a teljes látómezőt. Ezen túlmenően egy nagy nyereségű radarhoz nagyobb antennákra lesz szükség, ami kényelmetlen a gyors pásztázáshoz. A gyakorlati pontosság elérése érdekében alacsony frekvenciák a radarhoz akkora antennák kellenek, hogy mechanikailag nehezen forgathatók. A probléma megoldására egy passzív fázisú tömböt hoztak létre. Nem a mechanikára, hanem a hullám-interferenciára támaszkodik a sugár szabályozásához. Ha két vagy több azonos típusú hullám oszcillál és találkozik ugyanabban a térben, akkor a hullámok teljes amplitúdója nagyjából ugyanúgy összeadódik, mint a víz hullámaié. E hullámok fázisaitól függően az interferencia felerősítheti vagy csillapíthatja őket.
A nyaláb elektronikusan alakítható és vezérelhető az adóelemek egy csoportjának fáziskülönbségének szabályozásával - így szabályozható, hogy hol fordul elő erősítő vagy csillapító interferencia. Ebből következik, hogy a repülőgép radarjának legalább két sugárzó elemmel kell rendelkeznie a nyaláb oldalról oldalra történő irányításához.
A PFAR-ral ellátott radar jellemzően 1 betáplálásból, egy alacsony zajszintű erősítőből, egy teljesítményelosztóból, 1000-2000 adóelemből és azonos számú fázisváltóból áll.
Az adóelemek izotróp vagy irányított antennák lehetnek. Néhány tipikus átviteli elemtípus:
A vadászgépek korai generációiban a patch antennákat (szalagantennákat) használták leggyakrabban, mert ezeket a legkönnyebb megtervezni.
A modern aktívfázisú tömbök flute-emittereket használnak szélessávú képességeiknek és jobb erősítésüknek köszönhetően:
Az alkalmazott antenna típusától függetlenül a sugárzó elemek számának növelése javítja a radar iránykarakterisztikáját.
Mint tudjuk, ugyanazon radarfrekvencia mellett a rekesznyílás növekedése a sugárszélesség csökkenéséhez vezet, ami növeli a hatótávolságot és a pontosságot. Fázisos tömbök esetén azonban nem szabad növelni a sugárzó elemek közötti távolságot a rekesznyílás növelése és a radar költségének csökkentése érdekében. Ugyanis ha az elemek közötti távolság nagyobb, mint a működési frekvencia, oldallebenyek jelenhetnek meg, jelentősen rontva a radar hatékonyságát.
A PFAR legfontosabb és legdrágább része a fázisváltók. Ezek nélkül lehetetlen szabályozni a jel fázisát és a sugár irányát.
Különböző típusúak, de általában négy típusra oszthatók.
Időkésleltetési fázisváltók
A fázisváltók legegyszerűbb típusa. A jelnek időbe telik, amíg áthalad az átviteli vonalon. Ez a késleltetés, amely megegyezik a jel fáziseltolódásával, függ az átviteli vezeték hosszától, a jel frekvenciájától és a jel fázissebességétől az adóanyagban. Két vagy több adott hosszúságú távvezeték közötti jel átkapcsolásával a fáziseltolódás szabályozható. A kapcsolóelemek mechanikus relék, tűs diódák, térhatású tranzisztorok vagy mikroelektromechanikai rendszerek. A tűs diódákat gyakran használják nagy sebességük, alacsony veszteségük és egyszerű előfeszítésük miatt, amelyek 10 kΩ és 1 Ω közötti ellenállást biztosítanak.
Késleltetés, mp = fáziseltolás ° / (360 * frekvencia, Hz)
Hátrányuk, hogy a fázishiba a frekvencia növekedésével növekszik, és a gyakoriság csökkenésével növekszik. Ezenkívül a fázisváltozás a frekvenciától függően változik, ezért nem alkalmazhatók túl alacsony és túl magas frekvenciákra.
Fényvisszaverő / kvadratúra fázisváltó
Jellemzően ez egy kvadratúra csatoló eszköz, amely a bemeneti jelet két, 90°-kal fázison kívüli jelre osztja, majd visszaverődik. Ezután fázisonként egyesülnek a kimeneten. Ez az áramkör azért működik, mert a vezető vonalakról érkező jel visszaverődése fázison kívül lehet a beeső jelhez képest. A fáziseltolás 0°-tól (nyitott áramkör, nulla varaktorkapacitás) -180°-ig (rövidzárlat, végtelen varaktorkapacitás) változik. Az ilyen fázisváltók működési tartománya széles. A varaktorok fizikai korlátai azonban azt jelentik, hogy a gyakorlatban a fáziseltolódás csak a 160°-ot érheti el. De egy nagyobb váltáshoz több ilyen lánc kombinálható.
Vector IQ modulátor
A visszaverő fázisváltóhoz hasonlóan a jel két kimenetre van felosztva 90 fokos fáziseltolással. Az eltolás nélküli bemeneti fázist I-csatornának, a 90 fokos eltolású kvadratúrát pedig Q-csatornának nevezzük. Ezután minden jel egy kétfázisú modulátoron halad át, amely képes a jel fáziseltolására. Minden jel 0°-kal vagy 180°-kal fáziseltolásra kerül, így tetszőleges kvadratúra vektorpárt választhat ki. Ezután a két jelet újra kombinálják. Mivel mindkét jel csillapítása figyelhető, a kimenő jelet nem csak fázisban, hanem amplitúdójában is figyeljük.
Fázisváltó felül/aluláteresztő szűrőkön
Az időkésleltetésű fázisváltók problémájának megoldására készült, amelyek nem képesek széles frekvenciatartományban működni. Úgy működik, hogy átkapcsolja a jelút felső- és aluláteresztő szűrők között. Hasonló az időkésleltetési fázisváltóhoz, azzal a különbséggel, hogy szűrőket használnak az átviteli vonalak helyett. A felüláteresztő szűrő egy sor induktorból és kondenzátorból áll, amelyek fáziselőrelépést biztosítanak. Az ilyen fázisváltó állandó fáziseltolást biztosít a működési frekvencia tartományban. Mérete is jóval kisebb, mint a korábban felsorolt fázisváltóké, ezért leginkább radarokban használják.
Összefoglalva, a hagyományos fényvisszaverő antennához képest a PFAR fő előnyei a következők: Magassebesség pásztázás (a nyomon követett célpontok számának növelése, a sugárzásra figyelmeztető állomás észlelésének valószínűségének csökkentése), a célponton eltöltött idő optimalizálása, nagy erősítés és kis oldallebek (nehezebb elakadni és észlelni), véletlenszerű pásztázási sorrend (nehezebb jam), az a képesség, hogy speciális modulációs és észlelési technikákat alkalmazzanak a jelek zajból való kiemelésére. A fő hátrányok a magas költségek, a 60 fokosnál szélesebb pásztázás lehetetlensége (az állófázis tömb látómezeje 120 fok, mechanikus radar 360-ra bővítheti).
Aktív fázisú antenna
Kívül az AFAR-t (AESA) és a PFAR-t (PESA) nehéz megkülönböztetni, de belül gyökeresen különböznek egymástól. A PFAR egy vagy két nagyteljesítményű erősítőt használ, amelyek egy jelet továbbítanak, amelyet aztán több ezer útvonalra osztanak fel több ezer fázisváltó és elem számára. Az AFAR-ral ellátott radar több ezer adó/vevő modulból áll. Mivel az adók közvetlenül magukban az elemekben találhatók, nincs külön vevő és adó. Az építészeti különbségek a képen láthatók.
Az AFAR-ban a legtöbb alkatrész, például egy gyenge jelerősítő, egy nagy teljesítményű erősítő, egy duplexer, egy fázisváltó, le van redukálva, és egyetlen csomagban van összeszerelve, amelyet vételi / adási modulnak neveznek. Mindegyik modul egy kis radar. Felépítésük a következő:
Bár az AESA és a PESA hulláminterferenciát használ a sugár formálására és eltérítésére, az AESA egyedi kialakítása számos előnnyel rendelkezik a PESA-val szemben. Például egy erősítő gyenge jel a vevő mellett található, azokhoz az alkatrészekhez, ahol a jel egy része elvész, ezért jel-zaj aránya jobb, mint a PFAR-é.
Ezen túlmenően, azonos észlelési képességekkel, az APAR alacsonyabb munkaciklussal és csúcsteljesítménnyel rendelkezik. Továbbá, mivel külön modulok Az AFAR nem támaszkodik egyetlen erősítőre, egyszerre képesek különböző frekvenciájú jeleket továbbítani. Ennek eredményeként az AFAR több különálló sugárnyalábot tud létrehozni, a tömböt altáblákra osztva. A több frekvencián való működés képessége többfeladatos munkavégzést és zavaró rendszerek telepítésének lehetőségét teszi lehetővé a radarhoz képest bárhol. De túl sok egyidejű sugár generálása csökkenti a radar hatótávolságát.
Az AFAR két fő hátránya a magas költség és a korlátozott, 60 fokos látómező.
Hibrid elektromechanikus fázisú antenna
A fázisos tömb nagyon nagy pásztázási sebessége a látómező korlátozottságával párosul. A probléma megoldására a modern radaron a FÉNYSZÓRÓK mozgatható lemezen helyezkednek el, ami növeli a látómezőt. Ne keverje össze a látómezőt a sugárszélességgel. A sugárszélesség a radarsugárra, a látómező pedig a beolvasott terület teljes méretére utal. A pontosság és a hatótávolság javítása érdekében gyakran van szükség keskeny nyalábokra, és általában szükségtelen a szűk látómező.
Csak egy nagyszerű cikk, ahol népszerű szinten sok olyan nagyon fontos finomságot mondanak el, amelyek általában nem találhatók meg egy népszerű prezentációban. Nagyon sok új dolgot tanultam tömör formában. Nagyon köszönöm!
A használati modell a mikrohullámú antennák technikájához kapcsolódik, és rádióelektronikai rendszerekben aktív fázisú antennatömbként használható, különösen fedélzeti és hajóradarokban, valamint rádiós ellenintézkedési rendszerekben.
A műszaki eredmény a sugárvezérlés megbízhatóságának javítása plazma reflektor használatával.
A használati modell lényege abban rejlik, hogy az antenna Helmholtz-tekercs formájában készül, amely egy vákuumkamrából, egy besugárzóból, egy lineáris katódból és egy anódból áll, míg a tekercsből plazmaréteget visznek fel. amely a jel visszaverődik. 1. ábra.
A használati modell a mikrohullámú antennatechnológiához kapcsolódik, és rádióelektronikai rendszerekben aktív fázisú antennatömbként használható, különösen fedélzeti és hajóradarokban és rádiós ellenintézkedési rendszerekben.
A fázisos tömb létrehozása terén az EU-országokban végzett legújabb fejlesztések közé tartozik egy többfunkciós radar fázisos tömbbel, amelyet hajóra szereltek fel. A TWT adó radarállomása a C-sávban működik. A célérzékelési tartomány eléri a 180 km-t. Az antennatömb azimutban forog egy sebességgel. 60 ford./perc A sugár fázisszabályozása a magassági síkban történik.
Ismert térbeli adó-vevő fázisú antennatömb. Patent 2287876 Russia, IPC H01Q 3/36, 2006. A rács mátrix formájában készült, és egy master keverőt tartalmaz, amelyre az f és f master frekvenciák jelei, az f szolgáltatási frekvenciák kimeneti jelei kerülnek. 1 = f és f 2 = ff amelyekből a megfelelő fázisváltókon keresztül a mátrix soraiba és oszlopaiba jutnak, a mátrix sorainak és oszlopainak metszéspontjain keverők vannak, amelyek mindegyikének kimenete amely egy megfelelő vevőerősítőn keresztül csatlakoztatott megfelelő keringetőhöz csatlakozik.
A mikrohullámú tartomány ismert és passzív-aktív fázisú antennatömbje. RF szabadalom 2299502, 2006 (prototípus). A tömb n kibocsátó elemből, n adó-vevő modulból (TPM) és egy elosztó rendszerből áll, míg a TPM m aktív TPM-et tartalmaz, amelyek mindegyike tartalmazza az adócsatorna teljesítményerősítőjét, a vevőcsatorna alacsony zajszintű erősítőit, fázisváltókat. és egy vezérlő- és felügyeleti áramkört, és (nm) passzív PPM-eket, amelyek mindegyike tartalmaz egy fázisváltót és egy fázisváltó vezérlő áramkört.
Mind az analóg, mind a prototípus hátrányai a sugárvezérlő rendszer alacsony megbízhatósága, a nagy méretek, valamint a sugárszerelés alacsony pontossága és sebessége.
A használati modell célja a sugárvezérlés megbízhatóságának javítása plazma reflektor használatával.
Ezt a célt úgy érik el, hogy a mikrohullámú tartomány fázisú antennatömbje, amely kibocsátó és adóvevő elemeket, az adó- és vevőcsatornák teljesítményerősítőit, valamint egy fázisváltó vezérlő áramkört tartalmaz, Helmholtz tekercs formájában készül. vákuumkamrából, betáplálásból, lineáris katódból és anódból áll, ilyenkor a tekercsre egy plazmaréteget visznek fel, amelyről a pásztázó elektronsugár visszaverődik, és a vákuumkamrában létrejön a plazmaréteg. gázkisülés során az anódlemez és a lineáris katód között, amely a katód két koordináta rácsán egy bizonyos címû elemsor.
ÁBRA. Látható funkcionális diagram Antennák elektronikus sugár letapogatással.
Tartalmaz:
1 - vákuumkamra;
2 - plazmaréteg;
3 - besugárzó;
4 - Helmholtz tekercs;
5 - lineáris katód;
6 - visszavert jel;
Egy ilyen antennában a nyalábokat elektronikusan vezérlik egy plazma reflektor segítségével.
A megfelelő sűrűségű plazma képes visszaverni az elektromágneses energiát. Ezenkívül minél nagyobb a besugárzási frekvencia, annál nagyobb a plazma sűrűsége.
A 2 plazmaréteg az 1 vákuumkamrában a 7 anódlemez és az 5 lineáris katód közötti gázkisülés során jön létre, amely a katód kétkoordinátás rácsán meghatározott címû elemek sora. Az 5 lineáris katód helyzetének megváltoztatásával elforgathatja a 2 plazmaréteget, és ezáltal a visszavert 6 sugarat azimutban pásztázhatja. A nyaláb szkennelését magasságban a plazma reflektor dőlésszögének változtatásával hajtják végre a Helmholtz tekercsek mágneses terének beállításával. Ez utóbbiak a reflektor körül vannak elhelyezve, hogy ne akadályozzák a mikrohullámú jelet. Az 5 lineáris katód helyzetét és a mágneses indukció értékét a vezérlőrendszer (számítógép) szabályozza.
Számítások szerint a gerenda beállítási pontossága adott irányban 1-2°. A nyaláb átorientációs ideje körülbelül 10 μs.
A 2 plazmaréteg kialakításához az 1 kamrában elegendő körülbelül 15 Pa vákuumot fenntartani. A mágneses indukció körülbelül 0,02 T, az áram körülbelül 2 A, a feszültség pedig 20 kV legyen. A reflektor mérete kb. 50 × 50 × 1 cm, az oldalsó lebenyek szintje - 20 dB.
Az állítólagos antenna előnyei közé tartozik a sugár gyors és pontos telepítésének képessége, amely lehetővé teszi egyidejű keresési és követési műveletek végrehajtását egy célcsoport számára, valamint különböző iránymintákat alakíthat ki. Ezenkívül egy ilyen antenna széles frekvenciasávval rendelkezik, aminek eredményeként ugyanaz a plazma reflektor használható különböző betáplálásokkal. A javasolt antenna tartománya 5-50 GHz. Ellentétben a hagyományos fényvisszaverő antennákkal, amelyek jelentősen növelik a radar effektív szórási területét, amikor a potenciális ellenség rádióintelligenciájával besugározzák, ez a paraméter a plazmaantennában kicsi. Az antenna hősugárzása is alacsony, mivel a hőenergia a plazmában koncentrálódik, kívülre nem sugárzik.
Kibocsátó és adó elemeket, adó- és vételi csatornák teljesítményerősítőit, valamint fázisváltó vezérlő áramkört tartalmazó fázisos mikrohullámú antennatömb, azzal jellemezve, hogy az antenna Helmholtz-tekercs formájú, vákuumkamrából áll, egy betáplálást, egy lineáris katódot és egy anódot, melynek Ebben az esetben a tekercsre egy plazmaréteget visznek fel, amelyről elektronpásztázó nyaláb verődik vissza, és egy vákuumkamrában jön létre a plazmaréteg, amikor a tekercs között gázkisülés történik. anódlemez és egy lineáris katód, amely egy bizonyos címû elemsor a katód kétkoordináta rácsán.
Hasonló szabadalmak:
A mikrohullámú jelteljesítmény-erősítő az elektrotechnika területéhez tartozik, és az információátviteli tartomány növelésére és a pilóta nélküli légijárművek (UAV) rádióberendezéseinek működésének javítására szolgál. Megkülönböztető tulajdonság Az eszköznek az a képessége, hogy csökkentse a fázis- és amplitúdószóródást az információ továbbításakor, és stabil maradjon specifikációk mikrohullámú tartományban.
