Serii de antene cu bandă HV. Scop special Afu

A doua parte a articolului este dedicată modalităților de a vedea ce este dincolo de orizont.
După ce am citit comentariile la, am decis să vorbesc mai detaliat despre comunicațiile VLF și radar pe baza principiilor „fasciculului cerului”, despre radarul care funcționează pe principiile „fasciculului de pământ” va fi în articolul următor, dacă îl spuneți atunci spuneți-l secvențial.

Radarele peste orizont, o încercare a unui inginer de a explica complexul într-un mod simplu. (a doua parte) „picătorul rusesc”, „Zeus” și „Antey”.

INSTEADUL UNUI CUVÂNTURĂ

În prima parte a articolului, am abordat elementele de bază pentru înțelegere. Prin urmare, dacă dintr-o dată ceva a devenit neclar, citiți-l, aflați ceva nou sau reîmprospătați uitați. În această parte, am decis să trec de la teorie la specific și să conduc povestea pe baza unor probe reale. De exemplu, pentru a evita umpluturile, dezinformarea și incitarea farturilor analistelor canapelei, voi folosi sisteme care au fost puse în funcțiune de multă vreme și care nu sunt secrete. Întrucât nu este specializarea mea, povestesc ce am învățat când eram student de la profesori, la subiectul „Noțiuni de bază ale radarului și navigării radio” și ce am scos din diverse surse de pe vastul web. Tovarăși bine versați în acest subiect, dacă găsiți inexactități, critica constructivă este întotdeauna binevenită.

„RĂZBITORUL RUSEI” ESTE ACELAȘI „ARC”

„ARC” este prima stație de radar peste orizont din alianță (care nu trebuie confundată cu over-the-orizontul) proiectată pentru a detecta lansările de rachete balistice. Se cunosc trei stații ale acestei serii: instalația experimentală DUGA-N în apropiere de Nikolaev, DUGA-1 în satul Cernobîl-2 și DUGA-2 în satul Bolshaya Kartel, lângă Komsomolsk-on-Amur. În momentul de față, toate cele trei stații sunt dezafectate, echipamentul lor electronic este demontat, de asemenea demontat tablouri antene cu excepția stației situate în Cernobîl. Câmpul de antenă al stației DUGA este una dintre cele mai vizibile structuri din zona de excludere după construirea ChNPP în sine.

Câmpul antenei „ARC” din Cernobîl, deși pare mai mult ca un zid)

Stația funcționează în intervalul HF la frecvențe de 5-28 MHz. Rețineți că fotografia prezintă, aproximativ vorbind, doi pereți. Deoarece era imposibil să se creeze o antenă cu bandă largă suficient, s-a decis împărțirea gamei de operare în două antene, fiecare proiectată pentru propria bandă de frecvență. Antenele în sine nu sunt o singură antenă integrală, ci constau din multe antene relativ mici. Acest design este numit Array Phased (PAA). În fotografia de mai jos, există un segment al unui astfel de PAR:

Așa arată un segment de ARCS HEADLIGHTS, fără structuri de susținere.

Dispunerea elementelor individuale pe structura de sprijin

Câteva cuvinte despre ce este un PAR. Unii m-au rugat să descriu despre ce este vorba și cum funcționează, deja mă gândeam să încep, dar am ajuns la concluzia că va trebui să o fac sub forma unui articol separat, din moment ce trebuie să spun o grămadă de teorie pentru a înțelege, deci va exista un articol despre PAR în viitor. Și dacă pe scurt, atunci: PAR vă permite să primiți unde radio care ajung la el dintr-o anumită direcție și să filtrați tot ce vine din alte direcții și puteți schimba direcția de recepție fără a schimba poziția PAR în spațiu. Ceea ce este interesant sunt aceste două antene, în imaginile din partea de sus, care primesc, adică nu au putut transmite (radia) nimic în spațiu. Există o opinie eronată că complexul „KRUG” situat în apropiere a fost emițătorul pentru „ARC”, nu este așa. VNZ "KRUG" (nu trebuie confundat cu SAM KRUG) a fost destinat în alte scopuri, deși a funcționat în tandem cu "ARC", va fi descris mai jos. Emițătorul de arc a fost situat la 60 km de Cernobîl-2 în apropierea orașului Lyubech (regiunea Chernihiv). Din păcate, nu am găsit mai mult de o fotografie de încredere a acestui obiect, există doar o descriere verbală: "Antenele de transmitere sunt construite și pe principiul unui tablou de antene pe etape și erau mai mici și mai mici, înălțimea lor era de 85 de metri." Dacă cineva deține brusc fotografii cu această structură, voi fi foarte recunoscător. Sistemul de recepție al stației radare aeriene DUGA a consumat aproximativ 10 MW, nu pot spune cât a consumat emițătorul, deoarece numerele sunt foarte diferite în surse diferite, Vă pot spune că puterea unui impuls nu a fost mai mică de 160 MW. Aș dori să vă atrag atenția asupra faptului că emițătorul a fost pulsat, doar aceste impulsuri, pe care americanii le-au auzit în aer, au dat numele pentru stația „picătoare”. Folosirea impulsurilor este necesară, astfel încât, cu ajutorul lor, este posibilă obținerea unei puteri mai radiate decât consumul constant de energie al caloriferului. Aceasta se realizează prin acumularea de energie în perioada dintre impulsuri și prin emisia acestei energii sub forma unui impuls pe termen scurt. De obicei, timpul dintre impulsuri nu este mai mic de zece ori decât pulsul în sine. Acest consum de energie colosal este cel care explică construcția centralei în imediata apropiere de centrala nucleară - sursa de energie. Așa a sunat „picătoarea rusă” pe aerul radio american. În ceea ce privește capabilitățile „ARC”, stațiile de acest tip ar putea detecta doar o lansare masivă de rachete în care se formează un număr mare de lanterne cu gaze ionizate de la motoarele rachetă. Am găsit doar o astfel de imagine cu sectoarele de revizuire a trei stații de tip „DUGA”:

Această imagine este corectă în parte, deoarece arată doar direcțiile de vizualizare, iar sectoarele de vizualizare în sine nu sunt marcate corect. În funcție de starea ionosferei, unghiul de vizualizare a fost aproximativ egal cu 50-75 grade, deși în imagine este afișat la 30 de grade maxim. Intervalul de vizualizare depindea din nou de starea ionosferei și nu era mai mică de 3 mii de km și, în cel mai bun caz, se putea vedea lansări până la ecuator. Din care s-a putut concluziona că stațiile au scanat întreg teritoriul Americii de Nord, Arctic și părțile de nord ale oceanelor Atlantic și Pacific, într-un cuvânt, aproape toate zonele posibile pentru lansarea de rachete balistice.

VNZ "KRUG"

Pentru funcționarea corectă a stației radar aeriene și pentru determinarea traseului optim al fasciculului de sondare, este necesar să existe date precise despre starea ionosferei. Pentru a obține aceste date, a fost destinată stația „KRUG” a Sondării Reverse Oblique (BIS) a ionosferei. Stația era formată din două inele de antene asemănătoare cu cele ale fazei "ARC", amplasate doar pe verticală, erau 240 de antene cu o înălțime de 12 metri fiecare și o antenă stătea pe o clădire cu un etaj, în centrul cercurilor.

VNZ "KRUG"

Spre deosebire de „ARC”, receptorul și emițătorul sunt localizați într-un singur loc. Sarcina acestui complex a fost de a determina în mod constant lungimile de undă care se propagă cu cea mai mică atenuare din atmosferă, intervalul de propagare a acestora și unghiurile la care undele sunt reflectate din ionosferă. Acești parametri au fost folosiți pentru a calcula calea fasciculului către țintă și înapoi, iar LUMINUL de primire a fost ajustat astfel încât să primească doar semnalul său reflectat. În cuvinte simple, a fost calculat unghiul de sosire a semnalului reflectat și a fost creată sensibilitatea PAA maximă în această direcție.

SAMS MODERNE "DON-2N" "DARYAL", "VOLGA", "VORONEZH"

Aceste stații sunt încă în alertă (cu excepția lui Darial), există foarte puține informații de încredere despre ele, așa că le voi exprima capacitățile superficial. Spre deosebire de „ARC”, aceste stații pot înregistra lansări individuale de rachete și chiar pot detecta rachete de croazieră care zboară pe cele super mici. În general, designul nu s-a schimbat, aceștia sunt aceiași ÎNTREPRINDERI care servesc pentru primirea și transmiterea semnalelor. Semnalele utilizate s-au schimbat, sunt același impuls, dar acum sunt răspândite uniform pe banda de frecvență de funcționare, în cuvinte simple, acesta nu mai este sunetul unui ciocănitor, ci un zgomot uniform, care este greu de distins de fundalul altor zgomote fără a cunoaște structura inițială a semnalului. Frecvențele s-au schimbat și dacă arcul a funcționat în intervalul HF, atunci „Daryal” este capabil să funcționeze în HF, VHF și UHF. Acum, țintele pot fi determinate nu numai de evacuarea gazelor, ci și de carcasa în sine, am vorbit deja despre principiile detectării țintei pe fundalul pământului în ultimul articol.

COMUNICARE RADIO Lungă SHLV

În ultimul articol, am vorbit pe scurt despre valurile de kilometri. Poate că în viitor voi face un articol despre aceste tipuri de comunicare, dar acum vă voi spune pe scurt despre exemplele a două emițătoare ZEUS și al 43-lea centru de comunicare al Marinei Ruse. Titlul CDV este pur simbolic, deoarece aceste lungimi se încadrează în clasificările general acceptate, iar sistemele care le utilizează sunt simple. ZEUS folosește valuri cu o lungime de 3656 km și o frecvență de 82 hertzi. Un sistem special de antene este utilizat pentru radiații. Se găsește un teren cu cea mai mică conductibilitate specifică posibilă, doi electrozi sunt conduși în el la o distanță de 60 km până la o adâncime de 2-3 km. Pentru radiații, la electrozi se aplică o tensiune înaltă la o frecvență dată (82 Hz), deoarece rezistența rocii terestre este extrem de mare între electrozi, curentul electric trebuie să treacă prin straturile mai adânci ale pământului, transformându-i astfel într-o antenă imensă. În timpul funcționării „Zeus” consumă 30 MW, dar puterea radiată nu este mai mare de 5 wați. Totuși, aceste 5 wați sunt complet suficiente pentru ca semnalul să treacă pe întregul glob, lucrarea „Zeus” este înregistrată chiar și în Antarctica, deși este localizată în Peninsula Kola. Dacă respectați vechile norme sovietice, „Zeus” funcționează în intervalul ELF (frecvențe extrem de joase). Particularitatea acestui tip de comunicare este că este unidirecțional, prin urmare scopul său este de a transmite semnale scurte condiționate, auzind care, submarinele plutesc la o adâncime mică pentru a comunica cu centrul de comandă sau pentru a elibera un semnal radio. Interesant este că Zeus a rămas secret până în anii ’90, când oamenii de știință de la Universitatea Stanford, California, au publicat o serie de declarații intrigante cu privire la cercetarea în inginerie radio și transmisia radio. Americanii au asistat la un fenomen neobișnuit - echipamentele științifice radio plasate pe toate continentele Pământului în mod regulat, în același timp, înregistrează semnale ciudate repetitive la o frecvență de 82 Hz. Viteza de transmisie pentru o sesiune este de trei caractere la fiecare 5-15 minute. Semnalele provin direct din scoarța terestră - cercetătorii au un sentiment mistic că planeta însăși le vorbește. Misticismul este o mulțime de obscuranți medievali, iar ienarii avansați au ghicit imediat că au de-a face cu un incredibil transmițător ELF situat undeva pe cealaltă parte a Pământului. Unde? Este clar unde - în Rusia. Se pare că acești nebuni ruși „scurtcircuita” întreaga planetă, folosind-o ca o antenă uriașă pentru a transmite mesaje criptate.

Al 43-lea centru de comunicare al Marinei Ruse este un tip ușor diferit de emițător cu undă lungă (stația de radio Antey, RJH69). Stația este situată în apropierea orașului Vileika, regiunea Minsk, Republica Belarus, câmpul de antenă acoperă o suprafață de 6,5 kilometri pătrați. Este format din 15 catarguri cu o înălțime de 270 de metri și trei catarguri cu o înălțime de 305 metri, elemente ale câmpului antenei sunt întinse între stâlpi, greutatea totală fiind de aproximativ 900 de tone. Câmpul antenei este situat peste zonele umede, ceea ce oferă condiții bune pentru emisia semnalului. Eu însumi am fost în apropierea acestei stații și pot spune că doar cuvintele și imaginile nu pot transmite dimensiunile și senzațiile pe care le provoacă această realitate în realitate.

Așa arată câmpul antenei pe hărțile Google, pozele deasupra cărora sunt întinse elementele principale sunt clar vizibile.

Vedere de la unul dintre stâlpii "Anthea"

Puterea "Antheei" nu este mai mică de 1 MW, spre deosebire de emițătorii radarului aerian, nu este pulsat, adică în timpul funcționării emite acest foarte mega Watt sau mai mult, tot timpul în care funcționează. Rata exactă de transmisie nu este cunoscută, dar dacă tragem o analogie cu „Goliat”, capturată de germani, nu mai puțin de 300 biți / s. Spre deosebire de Zeus, comunicarea este deja bidirecțională, submarinele folosesc fie antene cu remorcă cu mai mulți kilometri pentru comunicare, fie caii radio speciale, care sunt eliberate de submarin de la adâncimi mari. Banda VLF este utilizată pentru comunicare, domeniul de comunicare acoperă întreaga emisferă nordică. Avantajele comunicării VLF sunt că macaraua sa este greu de înecat prin interferențe și poate funcționa, de asemenea, într-o explozie nucleară și după aceasta, în timp ce sistemele cu frecvență înaltă nu pot stabili comunicare datorită interferenței în atmosferă după explozie. În plus față de comunicarea cu submarinele, Antey este utilizat pentru recunoașterea radio și transmiterea semnalelor de timp precise ale sistemului Beta.

INSTEAD OF AfterWORD

Acesta nu este un articol final despre principiile de a privi dincolo de orizont, vor exista mai multe, în acest sens, la solicitarea cititorilor, m-am concentrat pe sisteme reale în loc de teorie .. Îmi cer și eu scuze pentru întârzierea lansării, nu sunt blogger sau rezident pe Internet, am un job pe care îl iubesc. și care din când în când mă „iubește” foarte mult, așa că scriu articole între timp. Sper că a fost interesant să citesc, pentru că sunt încă în modul de testare a stiloului și încă nu am decis ce stil să scriu. Critica constructivă este întotdeauna binevenită. Ei bine, mai ales pentru filologi, o anecdotă la sfârșit:

Profesor la matan pentru filologi:
- ... Dar scuipă în fața cuiva care spune că filologii sunt violete blânde, cu ochi arși! Te implor! De fapt, acestea sunt tipuri sumbre, bilaterale, gata să smulgă limba interlocutorului pentru expresii precum „plătiți apa”, „ziua mea de naștere”, „gaura în haina mea” ...
Voce din spate:
- Ce e în neregulă cu aceste fraze?
Profesorul, reglându-și ochelarii:
„Și pe cadavrul tău, tânăr, ar fi sărit și ei.

Invenția se referă la domeniul ingineriei radio, și anume la tehnologia antenelor și poate fi utilizată ca un sistem de antenă cu bandă largă, cu un model direcțional controlat, asigurând în același timp radio comunicare cu unde ionosferice în intervalele HF și VHF. Scopul invenției este dezvoltarea unui sistem de antene care să asigure funcționarea emițătorilor de gamă largă cu o dimensiune standard, necesitând o potrivire de înaltă calitate cu antena. Antena matricială în fază (PAR) este formată din elemente plane identice, fiecare fiind format dintr-o pereche de vibratoare coplanare ortogonale de lungime L cu brațe triunghiulare 1 (valoarea lui L este egală cu lungimea de undă minimă din domeniul de operare). Elementul central și legat de acesta cu ajutorul unui scurtcircuit conductoarele 2 elemente periferice alcătuiesc o pereche ortogonală de vibratoare cu frecvență joasă. Toate elementele periferice, inclusiv cele care fac parte din vibratorul cu frecvență joasă, formează PAA din gama HF. Excitarea sistemului de antene este separată pentru vibratoarele orizontale (g-g ") și (în-v"), dar este posibilă și îmbinarea în scopul realizării radiațiilor polarizate circular. PAR oferă funcționarea într-un interval de 40 de ori cu un nivel KBV de cel puțin 0,5. 6 bolnav.

Invenția se referă la domeniul ingineriei radio, și anume la tehnologia antenelor și, în special, poate fi folosită ca sistem de antenă de transmisie subteran sau cu rampă pentru operarea cu unde ionosferice în intervalele HF și VHF. Antene subterane și de suprafață cunoscute ale benzilor HF și VHF (Sosunov B. V. Filippov V. V. Bazele calculului antenelor subterane. L. VAS, 1990). Antenele analogice subterane multisecționale sunt realizate sub forma unui grup de vibratoare izolate paralele în fază. Pentru a crește câștigul, se folosesc mai multe astfel de grupuri, plasate una după alta și treptate în mod corespunzător. Dezavantajele analogilor cunoscuți sunt o gamă restrânsă de frecvențe de funcționare, prin acord, datorită modificărilor accentuate ale impedanței de intrare, a unui sector de scanare limitat al fasciculului, precum și a dimensiunilor mari. Pentru a asigura funcționarea în intervalul dorit și direcțiile specificate, este necesar să existe mai multe dimensiuni standard. Cea mai apropiată, în esență tehnică, de antena cu scări în fază (PAA), este binecunoscuta PAA SGDP 3,6 / 4 RA (Aizenberg GZ și altele. Antene cu undă scurtă. M. Radio și Comunicare, 1985, S. 271-274, (Vezi Figura 13.11.) Antena prototipului este formată dintr-un grup de elemente plate (PE) realizate din conductoare metalice. Fiecare PE este un calorifer sub forma unui vibrator simetric format din două brațe triunghiulare, ale căror capete exterioare sunt conectate la. ghiduri. Toate elementele sunt unite printr-o cale de alimentare comună și formează un tablou în fază sau pe etape (dacă dispozitivele de fazaj sunt incluse în calea de alimentare). Elementele sunt amplasate coplanar în interiorul dreptunghiului care limitează deschiderea farurilor și sunt suspendate vertical pe stâlpii HEADLIGHTS, datorită utilizării elementelor constând din emițători cu brațe triunghiulare, are o gamă largă de frecvențe de funcționare și potrivire mai bună. Totuși, prototipul prezintă dezavantaje. Coeficientul de suprapunere a intervalului de funcționare (raportul dintre frecvența maximă de funcționare și minimul) din gama de antene a SRS 3.6 / 4 RA egală cu 2.14 este mult mai mic decât valoarea acestui parametru pentru emițătorii moderni și nu permite distribuirea unei dimensiuni standard la furnizarea comunicării la distanțe diferite. Sectorul diagramei direcționale (BP) în planul orizontal, egal cu 60 o, limitează capacitățile acestei antene atunci când lucrează într-o rețea radio. În plus, antena are dimensiuni mari și securitate redusă și, de asemenea, nu oferă funcționare independent de polarizarea verticală și orizontală sau unda polarizată circulară. Obiectivul invenției este crearea unei PAR cu bandă largă, destinată utilizării ca antenă de suprafață sau subterană pentru benzile HF și VHF, care asigură controlul modelului în întregul semispace superior, reducând în același timp dimensiunea suprafeței radiante. Sarcina se realizează prin faptul că, în cunoscutele HEADLIGHTS, care conțin un grup de PE, fiecare dintre acestea include o pereche de emițătoare triunghiulare instalate coplanar în interiorul dreptunghiului care limitează deschiderea farurilor, și conectate la calea de alimentare, o pereche suplimentară de emițătoare identice instalate coplanar și ortogonal la primul. Toate PE sunt situate orizontal în interiorul mediului semiconductor sau la suprafața sa. Capetele exterioare ale emițătorilor triunghiulari aparținând PE-urilor adiacente sunt conectate electric. Capetele exterioare ale emițătorilor triunghiulari aparținând PE-ului periferic sunt conectate de-a lungul perimetrului deschiderii HEADLIGHTS prin scurtcircuite suplimentare. ghiduri. Capetele exterioare ale emițătorilor triunghiulari, adiacente pe ambele părți cu diagonalele mari ale LUCRĂRILOR, sunt decuplați electric, iar capetele exterioare ale emițătorilor triunghiulari rămași sunt conectate prin conductoare scurtcircuitate. Calea de alimentare a canalului LF este conectată la vârfurile emițătorilor triunghiulari ai PE situată în centrul PAR. Vârfurile emițătorilor triunghiulari ai PE rămase sunt conectați la calea de alimentare a canalului RF. Emitenții ortogonali din fiecare PE sunt alimentați independent, adică poate excita fie fiecare separat cu polarizare liniară, fie cu o schimbare de 90 o, care realizează radiații polarizate circulare. Cu un astfel de sistem de matrice în etape, aceleași elemente sunt utilizate de două ori pentru operare, atât în \u200b\u200bintervalul de frecvență joasă, cât și în frecvența înaltă (cu un factor de suprapunere de 5,33 și, respectiv, 7,5), cu un acord la nivelul KBV de cel puțin 0,5. În general, PAR propus funcționează într-un interval cu o suprapunere de 40 de ori. Mai mult, la frecvența de rezonanță, suprafața sa de radiație este de 1,6 ori mai mică decât cea a prototipului. FIG. 1 prezintă o vedere generală a PAR; în fig. 2 element plat; în fig. 3 PE cu patru și trei șunturi; în fig. 4 sistem de alimentare; în fig. 5, 6 - rezultatele studiilor experimentale. PAR ilustrat în fig. 1, constă din N (de exemplu, N9 este luat) PE identic. Un exemplu de realizare a PE este prezentat în Fig. 2. Fiecare PE este format dintr-o pereche ortogonală de vibratoare plane z-g "și in-v" lungime 2L 1 cu brațe sub formă de triunghiuri echilaterale 1. Capetele adiacente ale emițătorilor triunghiulari ai PE vecini sunt conectate electric ( linii m-mCapetele periferice ale emițătorilor triunghiulari PE sunt conectate de conductoarele de scurtcircuit 2 (Fig. 3), cu excepția emițătorilor triunghiulari adiacenți pe ambele părți cu diagonalele mari cc "și pp", adică acești emițători sunt izolați electric (Fig. 3) .În această condiție, scurtcircuitul central PE al conductoarelor nu este mai mic decât (Fig. 2). Capetele emițătorilor triunghiulari în "și z-g", amplasate pe marginile exterioare ale farurilor, sunt conectate suplimentar de conductorii 3 (fiecare conductorul 3, împreună cu doi conductori, formează o buclă închisă, care poate fi umplută cu conductoare suplimentare sau înlocuită cu o placă metalică solidă cu aceeași formă.) Fiecare PE are dimensiuni transversale și longitudinale 2L \u003d min (unde min este lungimea de undă minimă în domeniul de operare), iar în întregul PAR este un pătrat cu o latură ... Sistemul de alimentare PAR afișat în fig. 4, constă din două grupuri identice care se hrănesc orizontală z-zemițătoare "și verticale de intrare" a PE. FIG. 1 prezintă o serie de calorifere orizontale. Include un alimentator pentru vibrații de 4 LF și alimentatoare pentru vibrator 5 NF. Carcasele de protecție 6 ale alimentatoarelor 4, 5 sunt conectate electric la vârfurile radiatoarelor triunghiulare stânga ale vibratoarelor orizontale, iar conductoarele centrale 7 ale acestor alimentatoare sunt conectate în același mod la caloriferele triunghiulare din dreapta. Alimentatorul cu 4 LF este conectat direct la emițător (receptor). Alimentatoarele cu 5 elemente HF pentru a asigura treptat gradul de antenă și interfața cu ieșirea emițătorului sunt conectate prin linii de întârziere controlate (ULZ) 8 și un divizor de putere 9 (când lucrați la recepție, dispozitivul de interfață este 1: 8). Dispozitivul propus funcționează după cum urmează. Când tensiunea de excitație este aplicată de-a lungul alimentatorului 4 k punctele z-z"(pentru un vibrator vertical intrat") curentul din aceste puncte curge de-a lungul brațelor romboice formate de emițători triunghiulari interconectați 1 din PE central și lateral, precum și din punctele E și E "prin conductoarele 2 până la punctele H și H" ortogonale emițători triunghiulari de PE periferici, apoi de-a lungul lor în direcția transversală spre punctele K și K ", dintre care fiecare în perechi situate pe partea exterioară a conductoarelor 2 pentru faruri (sau înlocuirea plăcilor lor). 8 canale identice, în care fiecare schimbare de fază necesară este creată cu ajutorul ULZ 8, iar apoi PE este excitat prin alimentatoare 5. Când tensiunea de excitație este aplicată la intrarea unuia dintre vibratoare (orizontal sau vertical) al fiecărui PE, celălalt vibrator împreună cu conductoarele formează un .z. un jumper care conectează capetele emițătorului excitat, îmbunătățind astfel potrivirea în partea inferioară a intervalului. PAA propuse au fost realizate pe un model conceput pentru funcționare în intervalul 1,5-60 MHz, din tablă de oțel grosime de 2 mm. Dimensiunile machetei sunt 15 x 15 m 2, solul este uscat (\u003d 5, \u003d 0,001 S / m). Sistemul de alimentare HF PAR era format din cabluri coaxiale RK-75-9-12 (140-0,1) m lungime, elementele LF erau excitate prin cabluri RK-75-17-12 (120-0,1) m lungime. circuitul include un divizor de putere de 1: 8 și o linie de întârziere controlată pe 4 canale pe 8 canale formată din lungimi de 0,66 m, 1,32 m, 2,64 m și 5,28 m lungimi de cablu coaxial cu izolație fluoroplastică. dispozitivul a utilizat produsul "Fakel-N1" (frecvența de funcționare 1,5-60 MHz, putere până la 4 kW). Pe parcursul cercetării, impedanțele de intrare ale elementelor cu frecvență joasă, elementele de înaltă frecvență au fost măsurate separat și ca parte a tabloului pe etape, conform căruia au fost calculate valorile KBV și astfel de tipare de radiații dinamice la diferite frecvențe. Valorile KBV, element LF, element HF individual și HEADLIGHTS în ansamblu, prezentate în Fig. 5, confirmă calitatea înaltă de potrivire pe întregul interval de operare. Modelele dinamice de directivitate PAA în părțile inferioare, mijlocii și superioare ale intervalului sunt prezentate în Fig. 6 (graficele a, b, c, respectiv). Linia solidă arată DN-ul calculat, încrucișări - rezultatele măsurării. Se vede că în întreaga gamă a PAA asigură formarea radiației maxime într-o direcție dată.

Revendicare

Un tablou de antene în etape care conține un grup de elemente plane, fiecare dintre acestea cuprinzând o pereche de emițători triunghiulari instalați coplanar în interiorul dreptunghiului care limitează deschiderea tabloului de antene pe etape, și conectați la calea de alimentare, caracterizată prin aceea că elementele plate sunt amplasate orizontal în mediul semiconductor sau pe acesta suprafață, o a doua pereche de emițători identici este introdusă în fiecare element plat, instalat coplanar și ortogonal la primul, capetele exterioare ale emițătorilor triunghiulari aparținând elementelor plate adiacente sunt conectate electric, iar capetele exterioare ale emițătorilor triunghiulari aparținând elementelor plane periferice sunt conectate de-a lungul perimetrului deschiderii în fază. antena cu conductoare de scurtcircuit suplimentare, și capetele exterioare ale emițătorilor triunghiulari, adiacente pe ambele părți cu diagonalele mari ale tabloului de antenă în fază, sunt izolate electric, iar capetele exterioare ale restului emițătorii triunghiulari sunt conectați prin conductoare de scurtcircuit, în timp ce calea de alimentare a canalelor de frecvență joasă este conectată la vârfurile emițătorilor triunghiulare ale unui element plat situat în centrul rețelei de antene în fază, iar vârfurile emițătorilor triunghiulari ai elementelor plane rămase sunt conectate la calea de alimentare a canalelor de înaltă frecvență, iar emițătorii triunghiulari ortogonali din fiecare element plat indiferent de.

Într-o publicație anterioară / 1 / am arătat că în condițiile în care nu este posibilă ridicarea antenei la o înălțime considerabilă, antenele cu polarizare verticală, având un unghi mic de radiație, au un avantaj atunci când efectuează comunicații pe distanțe lungi: un dipol curbat vertical (Fig. 1), un Moxon vertical (Fig. 1) (Vezi Figura 2)

Nu menționăm în mod deliberat aici verticalele cu un sistem de contragreutate sau radiale, deoarece aceste antene sunt foarte incomode pentru amplasarea în căsuțele de vară sau în condiții de expediție.

Moxonul vertical (Fig. 2), deși o antenă direcțională bună, cu un unghi mic de radiații, are încă un câștig insuficient în comparație cu „canale” sau „pătrate” cu mai multe elemente. Prin urmare, aveam, în mod firesc, dorința de a încerca o serie de două moxone verticale, asemănătoare cu cea folosită de amatorii de radio americani într-o expediție în Jamaica (au numit-o „2x2”) / 2 /.
Simplitatea designului său și spațiul mic necesar amplasării sale fac sarcina ușor de îndeplinit. Experimentul a fost realizat pe o rază de 17 m (frecvența centrală 18.120 MHz), deoarece aveam deja un singur Moxon vertical pentru acest interval. Caracteristicile sale calculate (Fig. 3): câștig de 4,42 dBi, lobul din spate este suprimat cu mai mult de 20 dB, radiație maximă la un unghi de 17 grade, polarizare verticală aproape pură a radiației. Și aceasta este când înălțimea marginii inferioare a antenei este la doar 2 m deasupra solului real.
Pentru fiecare dintre antene, este necesar un catarg dielectric cu o înălțime de 8-10 m (sau un arbore cu o înălțime adecvată) și două (de preferință trei) distanțiere dielectrice de 2,2 m lungime (se pot folosi șipci de lemn). Elemente - din orice sârmă de cupru, cu diametrul de 1-3 mm, gol sau izolat.
În experiment, un set de țevi din fibră de sticlă de la RQuad, cu o înălțime totală de 10 m, a fost utilizat ca un catarg, iar tuburile de apă din plastic cu un diametru de 20 mm au fost utilizate ca distanțiere. Elemente - din sârmă „voleu”. Băieți - din cordon de polipropilenă de 3 mm. Rezultatul este structura prezentată în Fig. 4.

Fig. 3. Caracteristici de proiectare a unei antene verticale Moxon.

Firul este trecut prin găurile de lângă capetele distanțierelor și fixat la ele cu bandă electrică sau agrafe de plastic. Pentru a preveni distanțarea să se aplece sub greutatea antenei, capetele lor sunt întinse cu linie de pescuit. Pentru a menține corectitudinea elementului activ, care este încălcat din cauza greutății cablului, puteți utiliza al treilea distanțier la nivelul mijlocului elementelor, trecând firul director prin orificiul din el și fixând punctele de conectare ale elementului activ la cablul de pe el. Cablul se desfășoară de-a lungul bretelei până la catarg și mai departe în jos. Cablul este acoperit cu tuburi de ferită la fiecare 2 m, excluzând influența împletirii sale asupra caracteristicilor antenei și în același timp, echilibrarea curenților de alimentare. Antena poate fi ridicată cu ușurință pe un stâlp preinstalat cu o rolă deasupra folosind un fir de nailon.
Caracteristicile unei stive orizontale a două astfel de antene, calculate folosind programul MMANA, sunt prezentate în Fig. 5. Cea mai buna performanta câștigul și suprimarea lobului posterior au fost obținute la o distanță între antene de 0,7 lungime de undă, adică. 11,6 m. Această antenă poate fi numită „2 × MOXON”.

Fig. 5. Schema de radiații a unui tablou pe două etape verticale Moxon.

Schema de însumare este clasică: deoarece fiecare dintre antene are o impedanță de intrare de 50 ohmi, se utilizează cabluri de alimentare cu o impedanță de 75 ohmi, lungimea de undă длиной, luând în considerare factorul de scurtare a cablurilor. La capetele cablurilor, rezistența antenei este transformată în 100 ohmi. Prin urmare, ele pot fi conectate în paralel folosind o piesă T, apoi un cablu de alimentare de 50 Ohm de orice lungime. Lungimea cablurilor de transformare a fost aleasă ¾ lungime de undă, deoarece la lungimea de undă при lungimile lor nu sunt suficiente pentru a acoperi distanța dintre antene.
Ne-a luat două ore să facem a doua copie a acestei antene. Catargele au fost instalate cu o distanțare de 11,6 m (lățimea cabanei de vară a fost suficientă).
Reglarea fiecărei antene a fost efectuată separat, conectându-le printr-un cablu cu jumătate de undă (ținând cont de scurtare) și tăind capetele părților îndoite inferioare ale elementelor. Pentru a evita erorile în configurare, trebuie să acordați o atenție deosebită suprimării curenților de mod comun în cablurile de alimentare cu ajutorul unor chok-uri, așezate pe cablu. A trebuit să folosim până la 10 bucăți. margele de ferită de blocare distribuite pe o lungime de 75 ohm a cablului înainte de a se stabiliza rezultatele. Aceste butoane ar trebui să fie, de asemenea, pe cablurile de transformare conectate de o piesă T. Șocurile sunt opționale pe cablul de 50 ohm care conectează tee-ul la transceiver. În absența feritelor, șocurile pot fi înlocuite cu mai multe rotații de cablu, asamblate într-o bobină cu un diametru de 15-20 cm, așezându-le în apropierea punctelor de alimentare a antenei și în apropiere de tee. Pentru a îmbunătăți performanțele antenelor, aproape întreaga lungime liberă a cablurilor de transformare poate fi asamblată în bobine de sufocare.
După conectarea a două Moxons verticale într-o grătare, frecvența rezonantă crește cu aproximativ 500 kHz, iar SWR la frecvența centrală este egală cu 1,4.
Este imposibil să corectați rezonanța sistemului prin ajustarea Moxons, deoarece în același timp, diagrama direcțională se destramă. Cele mai simple metode de potrivire a sistemului sunt fie conectarea serpentinelor cu o inductanță de 0,2 μH în serie cu intrările ambelor antene, fie cu un condensator de 400-550 pF (selectați valoarea SWR minimă la frecvența centrală) în serie cu intrarea tee din partea alimentatorului de 50 Ohm. În acest caz, banda VSWR< 1,2 получается около 200 кГц (рис.6).

Fig. 6. VSWR de la intrare după reglare cu inductoare de 0,2 μH.

Parametri calculați cu înălțimea marginii inferioare a antenelor la 2 m deasupra solului real:
Câștigă 8,58 dBi (6,43 dBd),
Unghiul de ridicare 17 grade,
Suprimarea lobului posterior\u003e 25 dB,
SWR în domeniul de lucru< 1,2.
Prezența lobilor laterali cu suprimare de 10 dB în raport cu cel principal nu este, după părerea noastră, un dezavantaj, deoarece vă permite să auziți stații în afara lobului principal îngust, fără a roti antenele.
Nu suntem conștienți de alte proiecte de antenă cu parametri atât de înalți, cu o asemenea simplitate constructivă.
Desigur, acest tablou în fază este staționar și ar trebui instalat în direcția celor mai interesante DX (spre vest, de exemplu). Atunci nu va fi dificil să-i întoarceți diagrama spre est: pentru aceasta trebuie să coborâți antenele, să le întoarceți la 180 de grade și să le ridicați din nou pe stâlpi. După ceva antrenament, această operație ne-a durat cel mult cinci minute.
O fotografie a antenei experimentale este prezentată în Fig. 7.

Fig. 7 Vizualizare în fază a două moxonuri verticale.

Vladislav Șcherbakov, (RU3ARJ)
Sergey Filippov, (RW3ACQ)
Yuri Zolotov, (UA3HR)

Literatură:

1. Vladislav Șcherbakov RU3ARJ, Sergey Filippov RW3ACQ. Antenele verticale echilibrate sunt soluția optimă pentru comunicațiile DX în câmp și în mediul rural. Materiale ale Forumului Festivalului „Domodedovo 2007”.

2. DXpedition Kingman Reef K5K.
www.force12inc.com/k5kinfo.htm

info - http://cqmrk.ru

Tradus de alessandro893. Materialul este preluat dintr-un amplu sit de referință care descrie, în special, principiile de funcționare și proiectarea radarelor.

O antenă este un dispozitiv electric care transformă energia electrică în unde radio și invers. Antena este folosită nu numai în radare, ci și în blocaje, sisteme de avertizare împotriva radiațiilor și sisteme de comunicații. La transmitere, antena concentrează energia emițătorului radar și formează un fascicul direcționat în direcția dorită. La recepție, antena colectează energia radar-retur conținută în semnalele reflectate și o transmite receptorului. Antenele diferă adesea ca formă și eficiență a fasciculului.

Antenă izotropă stângă - direcțională

Antena dipol

O antenă dipol sau dipol este cea mai simplă și populară clasă de antene. Constă din doi conductori identici, fire sau tije, de obicei cu simetrie bilaterală. Pentru dispozitivele de transmisie, i se furnizează curent, iar pentru dispozitivele primitoare, se primește un semnal între cele două jumătăți ale antenei. Ambele părți ale alimentatorului de la emițător sau receptor sunt conectate la unul dintre conductoare. Dipolele sunt antene rezonante, adică elementele lor servesc drept rezonanți în care undele în picioare călătoresc de la un capăt la celălalt. Deci lungimea elementelor dipol este determinată de lungimea undei radio.

Schema de radiații

Dipolele sunt antene omnidirecționale. În acest sens, ele sunt adesea utilizate în sistemele de comunicații.

Antena dipolă monofolă (monopol)

O antenă dezechilibrată este pe jumătate dipol și este montată perpendicular pe suprafața conductoare, reflectorul orizontal. Directivitatea unei antene monopole este de două ori mai mare decât cea a unei antene dipol duble, deoarece nu există radiații sub reflectorul orizontal. În această privință, directivitatea unei astfel de antene este de două ori mai mare și este capabilă să transmită în continuare unde folosind aceeași putere de transmisie.

Schema de radiații

Antena canalului de val, antena Yagi-Uda, antena Yagi

Schema de radiații

Antena unghiulară

Tipul de antena folosit adesea pe emițătoarele VHF și UHF. Constă dintr-o alimentare (poate fi un dipol sau un tablou Yagi) montat în fața a două ecrane reflectorizante plane, conectate într-un unghi, de obicei 90 °. O foaie de metal sau un grătar (pentru radarele cu frecvență joasă) poate acționa ca reflector, reducând greutatea și crescând rezistența la vânt. Antenele de colț au o gamă largă, iar câștigul este de aproximativ 10-15 dB.

Schema de radiații

Antenă log-periodică (periodică logaritmică) vibrantă sau tablou log-periodic de vibratoare simetrice

O antenă log-periodică (LPA) constă din mai mulți emițători de dipoli cu jumătate de undă cu lungime în creștere treptată. Fiecare constă dintr-o pereche de tije metalice. Dipolii sunt montați aproape, unul după altul, și conectați la alimentator în paralel, cu faze opuse. În aparență, o astfel de antenă este similară cu o antenă Yagi, dar funcționează într-un mod diferit. Adăugarea de elemente la antena Yagi își mărește directivitatea (câștigul), iar adăugarea de elemente la LPA crește banda de frecvență. Avantajul principal față de alte antene este raza sa de frecvență de operare extrem de largă. Lungimile elementelor antenei sunt corelate între ele în conformitate cu legea logaritmică. Cel mai lung element este 1/2 lungimea de undă a celei mai mici frecvențe, iar cea mai scurtă este 1/2 lungimea de undă a celei mai mari frecvențe.

Schema de radiații

Antena spirală

O antenă elicoidală este formată dintr-o sârmă înfigurată în formă de spirală. De obicei sunt montate deasupra unui element reflectorizant orizontal. Alimentatorul se conectează la partea inferioară a spiralei și la planul orizontal. Pot funcționa în două moduri - normal și axial.

Mod normal (transversal): dimensiunile bobinei (diametrul și panta) sunt mici în comparație cu lungimea de undă a frecvenței transmise. Antena funcționează în același mod ca un dipol scurt sau monopol, cu același model de radiație. Radiația este polarizată liniar paralelă cu axa spirală. Acest mod este utilizat în antene compacte pentru radiouri portabile și mobile.

Mod axial: dimensiunile spiralei sunt comparabile cu lungimea de undă. Antena funcționează ca direcțional, transmitând un fascicul de la capătul spiralei de-a lungul axei sale. Radiază undele radio de polarizare circulară. Adesea folosit pentru comunicații prin satelit.

Schema de radiații

Antena rombică

O antenă rombică este o antenă direcțională în bandă largă, formată dintr-un până la trei fire paralele fixate deasupra solului sub formă de diamant, susținute la fiecare vertex de turnuri sau stâlpi, la care sunt atașate firele cu izolatoare. Toate cele patru laturi ale antenei au aceeași lungime, de obicei cel puțin aceeași lungime de undă sau mai lungă. Adesea folosit pentru comunicare și funcționare în domeniul undelor decametrului.

Schema de radiații

Arhivă bidimensională de antene

Gama multi-element de dipoli folosiți în benzile HF (1,6 - 30 MHz), constând din rânduri și coloane de dipoli. Numărul de rânduri poate fi de 1, 2, 3, 4 sau 6. Numărul de coloane este de 2 sau 4. Dipolii sunt polarizați orizontal, iar ecranul reflector este situat în spatele tabloul de dipoli pentru a oferi un fascicul amplificat. Numărul de coloane dipol determină lățimea fasciculului de azimut. Pentru 2 coloane lățimea fasciculului este de aproximativ 50 °, pentru 4 coloane este de 30 °. Fasciculul principal poate fi înclinat cu 15 ° sau 30 ° pentru o acoperire maximă de 90 °.

Numărul de rânduri și înălțimea elementului cel mai jos deasupra solului determină unghiul de înălțime și dimensiunea zonei deservite. Un tablou format din două rânduri are un unghi de 20 ° și patru - 10 °. Radiația de la o grătare bidimensională se apropie de obicei de ionosferă într-un unghi ușor și, datorită frecvenței sale scăzute, este adesea reflectată înapoi la suprafața pământului. Deoarece radiațiile pot fi reflectate de mai multe ori între ionosferă și pământ, antena nu se limitează la orizont. Drept urmare, o astfel de antenă este adesea folosită pentru comunicații pe distanțe lungi.

Schema de radiații

Antena de corn

O antenă de corn constă dintr-un ghid de undă metalic în expansiune în formă de corn care colectează undele radio într-un fascicul. Antenele Horn au o rază de frecvență de operare foarte largă, pot funcționa cu o pauză de 20 de ori în limitele sale - de exemplu, de la 1 la 20 GHz. Câștigurile variază între 10 și 25 dB și sunt adesea utilizate ca alimente pentru antene mai mari.

Schema de radiații

Antenă parabolică

Una dintre cele mai populare antene radar este reflectorul parabolic. Alimentarea este poziționată în centrul parabolei, iar energia radarului este îndreptată către suprafața reflectorului. O antenă cu corn este cel mai adesea folosită ca alimentare, dar se poate utiliza atât un dipol cât și o antenă spirală.

Deoarece sursa de alimentare a punctului este focalizată, aceasta este transformată într-o fază de undă în fază constantă, ceea ce face ca parabola să fie potrivită pentru utilizarea în radare. Modificând dimensiunea și forma suprafeței reflectante, puteți crea grinzi și modele de radiații de diferite forme. Directivitatea antenelor parabolice este mult mai bună decât cea a lui Yagi sau dipol, câștigul poate atinge 30-35 dB. Dezavantajul lor principal este incapacitatea lor de a gestiona frecvențe joase datorită dimensiunii lor. Altul - iluminatorul poate bloca o parte din semnal.

Schema de radiații

Antena Cassegrain

O antena Cassegrain este foarte asemănătoare cu o antenă parabolică convențională, dar folosește un sistem cu două reflectoare pentru a crea și focaliza fasciculul radar. Reflectorul principal este parabolic, iar reflectorul auxiliar este hiperbolic. Iradiatorul se află într-unul din două focuri hiperbolice. Energia radar de la emițător este reflectată de la reflectorul secundar la reflectorul principal și este focalizată. Energia care se întoarce de la țintă este colectată de reflectorul principal și reflectată sub forma unui fascicul care converg într-un punct spre cel auxiliar. Apoi este reflectat de reflectorul auxiliar și colectat în punctul în care se află furajul. Cu cât este mai mare reflectorul secundar, cu atât poate fi mai aproape de primar. Acest design reduce dimensiunile axiale ale radarului, dar crește umbrirea diafragmei. Pe de altă parte, un mic reflector auxiliar reduce umbrimea deschiderii, dar trebuie amplasat mai departe de reflectorul principal. Avantaje față de o antenă parabolică: compactitate (în ciuda prezenței unui al doilea reflector, distanța totală dintre cele două reflectoare este mai mică decât distanța de la alimentare la reflectorul antenei parabolice), pierderi reduse (receptorul poate fi plasat aproape de caloriferul claxonului), interferență redusă a lobului lateral pentru radare la sol. Principalele dezavantaje: fasciculul este blocat mai mult (dimensiunea reflectorului auxiliar și alimentarea este mai mare decât dimensiunea alimentării unei antene parabolice convenționale), nu funcționează bine cu o gamă largă de lungime de undă.

Schema de radiații

Antena Grigore

Stânga - Antena Gregory, dreapta - Cassegrain

Antena parabolică Gregory este foarte asemănătoare cu structura antenei Cassegrain. Diferența este că reflectorul auxiliar este îndoit în direcția opusă. Designul Gregory poate folosi un reflector auxiliar mai mic decât antena Cassegrain, ceea ce duce la o acoperire mai mică a fasciculului.

Antenă compensată (asimetrică)

După cum sugerează și numele, emițătorul și reflectorul auxiliar (dacă este o antenă Gregory) pentru antena offset sunt decalate din centrul reflectorului principal pentru a nu bloca fasciculul. Aceasta este adesea folosită pe antenele parabolice și Gregory pentru a crește eficiența.

Antena placă cu fază plată Cassegrain

Un alt circuit conceput pentru a combate blocarea fasciculului de către un reflector auxiliar este o antenă Cassegrain cu o placă. Functioneaza tinand cont de polarizarea undelor. O undă electromagnetică are 2 componente, magnetice și electrice, care sunt întotdeauna perpendiculare între ele și pe direcția mișcării. Polarizarea undelor este determinată de orientare câmp electric, poate fi liniar (vertical / orizontal) sau circular (circular sau eliptic, răsucit în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic). Cel mai interesant lucru despre polarizare este polarizatorul sau procesul de filtrare a undelor, lăsând undele polarizate doar într-o direcție sau într-un singur plan. De obicei, un polarizator este format dintr-un material cu un aranjament paralel de atomi sau poate fi o grilă de fire paralele, distanța dintre care este mai mică decât lungimea de undă. Se presupune adesea că distanța ar trebui să fie de aproximativ jumătate din lungimea de undă.

O concepție greșită comună este că o undă electromagnetică și un polarizator funcționează într-un mod similar cu un cablu oscilant și un gard de bord - adică, de exemplu, o undă polarizată orizontal ar trebui blocată de un ecran cu fante verticale.

De fapt, undele electromagnetice se comportă diferit de cele mecanice. O serie de fire paralele orizontale se blochează complet și reflectă undele radio polarizate orizontal și le transmit cele polarizate vertical - și invers. Motivul este acesta: când un câmp electric, sau o undă, este paralel cu un fir, el excită electronii de-a lungul lungimii firului și, din moment ce firul este de multe ori grosimea acestuia, electronii se pot mișca ușor și pot absorbi cea mai mare parte a energiei undei. Mișcarea electronilor va duce la apariția unui curent, iar curentul își va crea propriile unde. Aceste unde vor amortiza undele de transmisie și se vor comporta ca undele reflectate. Pe de altă parte, când câmpul electric al undei este perpendicular pe fire, acesta va excita electronii pe toată lățimea firului. Deoarece electronii nu se pot mișca activ în acest mod, se va reflecta foarte puțin din energie.

Este important de menționat că, deși în majoritatea ilustrațiilor, undele radio au doar 1 câmp magnetic și 1 câmp electric, acest lucru nu înseamnă că acestea oscilează strict în același plan. De fapt, vă puteți imagina că câmpurile electrice și magnetice constau din mai multe sub-câmpuri, adăugând un vector. De exemplu, pentru o undă polarizată vertical de două subcâmpuri, rezultatul adăugării vectorilor lor este vertical. Când cele două subcâmpuri sunt în fază, câmpul electric rezultat va fi întotdeauna staționar în același plan. Dar dacă unul dintre subcampoane este mai lent decât celălalt, atunci câmpul rezultat va începe să se rotească în jurul direcției undei (aceasta este adesea numită polarizare eliptică). Dacă un sub-câmp este exact un sfert de lungime de undă mai lent decât celelalte (faza diferă cu 90 de grade), atunci obținem polarizare circulară:

Pentru a transforma polarizarea liniară a unei unde în polarizare circulară și invers, este necesar să încetiniți unul dintre subcâmpurile în raport cu celelalte cu exact un sfert din lungimea de undă. Pentru aceasta, se folosește cel mai adesea o grătare (placă de fază cu sfert de undă) cu o distanță de 1/4 lungime de undă între ele, situată la un unghi de 45 de grade față de orizontală.
Pentru o undă care trece prin dispozitiv, polarizarea liniară se transformă în circulară, și circulară - în liniară.

O antenă cu placă de fază plană Cassegrain care funcționează pe acest principiu este formată din două reflectoare de dimensiuni egale. Auxiliarul reflectă doar undele polarizate pe orizontală și transmite unde polarizate vertical. Principala reflectă toate valurile. Placa reflector secundară este situată în fața reflectorului principal. Este format din două părți - o placă cu sloturi care rulează la un unghi de 45 ° și o placă cu fante orizontale mai puțin de 1/4 lungime de undă.

Să zicem că fluxul transmite un val polarizat circular în sens invers acelor de ceasornic. Valul trece prin placa de sfert de undă și devine o undă polarizată orizontal. Acesta reflectă firele orizontale. Trece din nou prin placa de sfert de undă, deja din cealaltă parte, iar pentru aceasta firele plăcii sunt deja orientate spre oglindă, adică parcă întoarse cu 90 °. Schimbarea anterioară a polarizării este anulată, astfel încât unda recuperează polarizarea circulară în sensul acelor de ceasornic și se deplasează înapoi la reflectorul principal. Reflectorul schimbă polarizarea de la ceasornic la ceasornic. Trece prin fantele orizontale ale reflectorului auxiliar fără rezistență și merge polarizat vertical spre ținte. În modul de recepție, totul se întâmplă invers.

Antena pentru slot

Deși antenele descrise au un câștig destul de mare în raport cu dimensiunea diafragmei, toate au dezavantaje comune: susceptibilitate ridicată a sidelobului (sensibilitate la interferențe de la suprafața pământului și sensibilitate la ținte cu o suprafață de împrăștiere eficientă scăzută), eficiență redusă datorită blocării fasciculului (Problema blocării este cu radarele mici, care pot fi utilizate pe vehiculele care zboară; radarele mari, unde problema cu blocarea este mai mică, nu pot fi utilizate în aer). Drept urmare, a fost inventată o nouă schemă de antenă - una cu fante. Se realizează sub forma unei suprafețe metalice, de obicei plane, în care se taie găuri sau fante. Atunci când este iradiat la frecvența corectă, undele electromagnetice sunt emise din fiecare slot - adică sloturile acționează ca antene separate și formează un tablou. Deoarece fasciculul de la fiecare slot este slab, lobii lor laterali sunt, de asemenea, foarte mici. Antenele fante sunt caracterizate de câștig mare, lobi laterali mici și greutate redusă. Acestea pot lipsi de părți proeminente, ceea ce este, în unele cazuri, avantajul lor important (de exemplu, atunci când sunt instalate pe aeronave).

Schema de radiații

Arhivă pasivă cu faze (PFAR)

Radar cu MIG-31

Încă din primele zile de dezvoltare a radarului, dezvoltatorii au avut o problemă: echilibrul dintre precizia, intervalul și timpul de scanare radar. Ea apare deoarece radarele cu lățimea mai mică a fasciculului cresc precizia (rezoluția crește) și se amplifică la aceeași putere (concentrație de putere). Dar cu cât lățimea fasciculului este mai mică, cu atât radarul scanează întregul câmp vizual. Mai mult, un radar cu câștig mare va necesita antene mai mari, ceea ce este incomod pentru scanarea rapidă. Pentru a obține precizie practică la frecvențe joase, radarul ar avea nevoie de antene atât de uriașe încât să fie dificil de rotit din punct de vedere mecanic. Pentru a rezolva această problemă, a fost creat un tablou de antene în etape pasive. Nu se bazează pe mecanică, ci pe interferențe de undă pentru a controla fasciculul. Dacă două sau mai multe valuri de același tip oscilează și se întâlnesc la un moment dat în spațiu, amplitudinea totală a undelor se adaugă în același mod ca undele de pe apă. În funcție de fazele acestor unde, interferența le poate amplifica sau atenua.

Fasciculul poate fi format și controlat electronic prin controlul diferenței de fază a grupului de elemente de transmitere - astfel este posibil să se controleze locul unde intervine amplificarea sau atenuarea. De aici rezultă că radarul aeronavei trebuie să aibă cel puțin două elemente de transmitere pentru a controla fasciculul dintr-o parte în alta.

De obicei, un radar cu PFAR constă din 1 alimentare, un amplificator de zgomot redus, un distribuitor de putere, 1000-2000 de elemente de transmisie și un număr egal de comutatoare de faze.

Elementele de transmitere pot fi antene izotrope sau direcționale. Câteva tipuri de elemente de transmisie tipice:

În primele generații de luptători, antenele cu plasture (antene cu bandă) au fost utilizate cel mai frecvent pentru că sunt cele mai ușor de proiectat.

Matricele moderne cu fază activă utilizează emițătoare de flaut datorită capacităților lor de bandă largă și câștigului îmbunătățit:

Indiferent de tipul de antenă utilizat, creșterea numărului de elemente care radiază îmbunătățește caracteristicile de directivitate ale radarului.

După cum știm, la aceeași frecvență radar, o creștere a diafragmei duce la o scădere a lățimii fasciculului, ceea ce crește intervalul și precizia. Însă, cu tablouri pe etape, nu trebuie să creșteți distanța dintre elementele radiante în încercarea de a crește diafragma și de a reduce costul radarului. Deoarece dacă distanța dintre elemente este mai mare decât frecvența de funcționare, pot apărea lobii laterali, afectând semnificativ eficiența radarului.

Cea mai importantă și scumpă parte a PFAR o reprezintă schimbările de fază. Fără ele, este imposibil de controlat faza semnalului și direcția fasciculului.

Acestea vin în diferite tipuri, dar, în general, pot fi împărțite în patru tipuri.

Schimbatoare de faza cu intarziere

Cel mai simplu tip de schimbătoare de fază. Semnalul necesită timp pentru a trece linia de transmisie. Această întârziere, egală cu deplasarea de fază a semnalului, depinde de lungimea liniei de transmisie, de frecvența semnalului și de viteza de fază a semnalului din materialul de transmitere. Prin comutarea semnalului între două sau mai multe linii de transmisie de o anumită lungime, deplasarea de fază poate fi controlată. Elementele de comutare sunt relee mecanice, diode cu pin, tranzistoare cu efect de câmp sau sisteme microelectromecanice. Diodele pin sunt deseori utilizate datorită vitezei mari, pierderilor mici și a circuitelor simple de polarizare, oferind o variație de rezistență de la 10 kΩ la 1 Ω.

Întârziere, sec \u003d schimbare fază ° / (frecvență 360 *, Hz)

Dezavantajul lor este că eroarea de fază crește odată cu creșterea frecvenței și crește dimensiunea odată cu scăderea frecvenței. De asemenea, schimbarea de fază variază în funcție de frecvență, deci nu sunt aplicabile frecvențelor prea mici și înalte.

Schimbator de faza reflectorizant / de cuadratura

În mod obișnuit, acesta este un dispozitiv de cuplare în cuadratură care împarte semnalul de intrare în două semnale care sunt la 90 ° din fază, care sunt apoi reflectate. Acestea sunt apoi combinate în fază la ieșire. Acest circuit funcționează deoarece reflectarea semnalului de la liniile conductoare poate fi în fază în raport cu semnalul incident. Schimbarea de fază variază de la 0 ° (circuit deschis, capacitate de varactor zero) la -180 ° (scurtcircuit, capacitate de varactor infinit). Astfel de comutatoare de fază au o gamă largă de funcționare. Cu toate acestea, limitările fizice ale varactoarelor înseamnă că, în practică, deplasarea de fază poate ajunge doar la 160 °. Dar pentru o schimbare mai mare este posibil să se combine mai multe astfel de lanțuri.

Modulator IQ vectorial

Ca și în cazul schimbătorului de fază reflectorizant, semnalul este împărțit în două ieșiri cu un schimb de fază de 90 de grade. Faza de intrare fără decalaj se numește canal I, iar quadratura cu decalaj de 90 de grade se numește canal Q. Fiecare semnal trece apoi printr-un modulator în două faze capabil să schimbe faza semnalul. Fiecare semnal este deplasat în fază cu 0 ° sau 180 °, permițându-vă să selectați orice pereche de vectori de cuadratură. Apoi, cele două semnale sunt recombinate. Deoarece atenuarea ambelor semnale poate fi monitorizată, semnalul de ieșire este monitorizat nu numai în fază, ci și în amplitudine.

Schimbator de faza la filtrele de trecere inalta / joasa

Acesta a fost creat pentru a rezolva problema schimbătorilor de fază de întârziere în timp, care nu sunt capabili să funcționeze pe o gamă largă de frecvență. Funcționează prin comutarea traseului semnalului între filtrele de trecere mare și cele cu trecere mică. Similar cu un schimbător de fază de întârziere în timp, cu excepția faptului că filtrele sunt utilizate în loc de liniile de transmisie. Filtrul de trecere mare constă dintr-o serie de inductori și condensatori pentru a asigura avansul de fază. Un astfel de schimbător de faze oferă o schimbare de fază constantă în domeniul frecvențelor de funcționare. De asemenea, dimensiunea sa este mult mai mică decât cea a comutatoarelor de fază enumerate anterior, deci este cel mai adesea folosită în radare.

Pentru a rezuma, comparativ cu o antenă reflectorizantă convențională, principalele avantaje ale PFAR vor fi: viteza mare scanări (creșterea numărului de ținte urmărite, scăderea probabilității stației de detectare a avertizării de radiații), optimizarea timpului petrecut în țintă, câștig mare și sidelobe mici (mai greu de înecat și detectat), secvență de scanare aleatorie (mai greu de înecat), capacitatea de a utiliza tehnici speciale de modulare și detectare pentru a extrage semnalul din zgomot. Principalele dezavantaje sunt costurile ridicate, imposibilitatea scanării cu o lățime mai mare de 60 de grade (câmpul de vedere al unei faze staționare este de 120 de grade, un radar mecanic îl poate extinde la 360).

Antenă activă cu fază activă

În exterior, AFAR (AESA) și PFAR (PESA) sunt dificil de distins, dar în interior sunt radical diferite. PFAR utilizează unul sau două amplificatoare de mare putere care transmit un semnal, care este apoi împărțit în mii de căi pentru mii de comutatoare de faze și elemente. Radarul cu AFAR constă din mii de module de transmisie / recepție. Întrucât emițătorii se află direct în elementele în sine, acesta nu are un receptor și un transmițător separat. Diferențele de arhitectură sunt prezentate în imagine.

În AFAR, majoritatea componentelor, cum ar fi un amplificator de semnal slab, un amplificator de mare putere, un duplexer, un schimbător de faze, sunt reduse și asamblate într-un singur pachet numit modul recepție / transmisie. Fiecare dintre module este un radar mic. Arhitectura lor este următoarea:

Deși AESA și PESA folosesc interferențe de undă pentru a modela și devia fasciculul, designul unic al AESA oferă multe avantaje față de PESA. De exemplu, un amplificator semnal slab este situat lângă receptor, până la componentele unde se pierde o parte a semnalului, prin urmare, raportul său semnal-zgomot este mai bun decât cel al PFAR.

Mai mult, cu o capacitate de detecție egală, APAR are un ciclu de serviciu mai mic și o putere de vârf. De asemenea, deoarece modulele individuale AFAR nu se bazează pe un singur amplificator, ele pot transmite semnale la diferite frecvențe simultan. Ca urmare, AFAR poate crea mai multe fascicule separate, împărțind tabloul în subarburi. Posibilitatea de a opera pe mai multe frecvențe aduce multitasking și posibilitatea de a implementa sisteme de blocare oriunde în raport cu radarul. Dar generarea de prea multe fascicule simultane reduce gama radarului.

Cele două dezavantaje principale ale AFAR sunt costul ridicat și câmpul vizual limitat de 60 de grade.

Antenă electrică cu față electromecanică hibridă

Viteza foarte mare de scanare a tabloului pe etape este combinată cu limitarea câmpului vizual. Pentru a rezolva această problemă pe radarele moderne, ÎNTREPRINDERILE sunt localizate pe un disc mobil, ceea ce crește câmpul vizual. Nu confundați câmpul vizual cu lățimea fasciculului. Lățimea fasciculului se referă la fasciculul radar și câmpul vizual se referă la dimensiunea totală a zonei scanate. Grinzile înguste sunt adesea necesare pentru a îmbunătăți precizia și intervalul, în timp ce un câmp vizual restrâns este de obicei inutil.

Doar un articol grozav, în care, la nivel popular, se spun multe subtilități foarte importante care, de obicei, nu se regăsesc într-o prezentare populară. Am învățat o mulțime de lucruri noi într-o formă concisă. Mulțumesc mult!

Modelul de utilitate se referă la tehnica antenelor cu microunde și poate fi utilizat în sistemele radio electronice ca un sistem de antene în fază activă, în special în radarele de bord și navele și sistemele de măsuri radio.

Rezultatul tehnic este îmbunătățirea fiabilității controlului fasciculului prin utilizarea unui reflector plasmatic.

Esența modelului de utilitate constă în faptul că antena este realizată sub forma unei bobine Helmholtz, formată dintr-o cameră de vid, un iradiator, un catod liniar și un anod, cu un strat de plasmă aplicat bobinei din care este reflectat semnalul. Fig. 1.

Printre cele mai recente evoluții în domeniul dezvoltării în trepte pe etape, desfășurate în țările UE, se numără un radar multifuncțional cu un tablou pe etape, destinat instalării pe o navă. Radarul de pe emițătorul TWT funcționează în banda C. Domeniul de detectare a țintei atinge 180 km. Gama de antene se rotește în azimut cu viteză. 60 rpm Controlul de fază al fasciculului se realizează în planul de ridicare.

Recepție spațială cunoscută în faza de antene. Brevetul 2287876 Rusia, IPC H01Q 3/36, 2006. Gratarea este realizată sub forma unei matrice și conține un mixer principal, la care sunt transmise semnalele frecvențelor principale f și f, semnalele de ieșire ale frecvențelor de serviciu f 1 \u003d f și f 2 \u003d ff ale căror fazele corespunzătoare se schimbă sunt furnizate respectiv rândurilor și coloanelor matricei, în punctele de intersecție ale rândurilor și coloanelor matricei există mixere, a căror ieșire este conectată la un circulator corespunzător conectat printr-un amplificator de recepție corespunzător.

Seria de antene în fază pasiv-activă a intervalului de microunde este, de asemenea, cunoscută. Brevet RF 2299502, 2006 (prototip). Matricea constă din n elemente emițătoare, n module transceiver (TPM) și un sistem de distribuție, în timp ce TPM include m TPM-uri active, fiecare conținând un amplificator de putere al canalului transmis, amplificatori cu zgomot redus al canalului receptor, comutatoare de fază și un circuit de control și monitorizare și ( nm) PPM pasive, fiecare conținând un schimbător de faze și un circuit de control al schimbătorului de faze.

Dezavantajele atât ale analogului cât și ale prototipului sunt fiabilitatea scăzută a sistemului de control al fasciculului, dimensiuni mari, precum și precizia și viteza redusă de instalare a fasciculului.

Scopul modelului de utilitate este de a îmbunătăți fiabilitatea controlului fasciculului prin utilizarea unui reflector cu plasmă.

Acest obiectiv este atins prin faptul că o serie de antene în etape din gama de microunde, care conține elemente de emisie și transmitere, amplificatoare de putere ale canalelor de transmisie și recepție, precum și un circuit de comutare a schimbătorului de faze, este realizată sub forma unei bobine Helmholtz formată dintr-o cameră de vid, o alimentare, un catod liniar și un anod, cu În acest caz, un strat de plasmă este aplicat pe bobina din care este reflectat fasciculul de electroni de scanare, iar stratul de plasmă este creat în camera de vid în timpul unei descărcări de gaz între placa anodică și catodul liniar, care este o linie de elemente ale unei anumite adrese pe grila catodică cu două coordonate.

FIG. Diagrama funcțională a unei antene cu scanare electronică a fasciculului este prezentată.

Contine:

1 - camera de vid;

2 - strat plasmatic;

3 - iradiator;

4 - bobina Helmholtz;

5 - catod liniar;

6 - semnal reflectat;

Într-o astfel de antenă, fasciculele sunt controlate electronic folosind un reflector plasmatic.

Plasma la densitate suficientă are capacitatea de a reflecta energia electromagnetică. Mai mult, cu cât frecvența de iradiere este mai mare, cu atât densitatea plasmatică este mai mare.

Stratul de plasmă 2 este creat în camera de vid 1 în timpul unei descărcări de gaz între placa anodului 7 și catodul liniar 5, care este o linie de elemente ale unei anumite adrese pe rețeaua catodică cu două coordonate. Modificând poziția catodului liniar 5, este posibil să rotiți stratul plasmatic 2 și, prin aceasta, să scanați fasciculul 6 reflectat în azimut. Scanarea fasciculului în înălțime se realizează prin schimbarea înclinării reflectorului plasmatic prin reglarea câmpului magnetic al bobinelor Helmholtz. Acestea din urmă sunt plasate în jurul reflectorului pentru a nu bloca semnalul cu microunde. Poziția catodului liniar 5 și valoarea inducției magnetice sunt controlate de sistemul de control (computer).

Conform calculelor, precizia de aliniere a fasciculului într-o direcție dată este de 1-2 °. Timpul de reorientare a fasciculului este de aproximativ 10 μs.

Pentru formarea unui strat de plasmă 2 în camera 1, este suficient să se mențină un vid de aproximativ 15 Pa. Inducția magnetică ar trebui să fie de aproximativ 0,02 T, curentul ar trebui să fie de aproximativ 2 A și tensiunea ar trebui să fie de 20 kV. Dimensiunea reflectorului este de aproximativ 50 × 50 × 1 cm. Nivelul lobilor laterali este de - 20 dB.

Printre avantajele antenei revendicate se numără posibilitatea instalării rapide și precise a fasciculului, ceea ce vă permite să efectuați simultan căutarea și urmărirea unui grup de ținte, precum și să formați modele direcționale diferite. În plus, o astfel de antenă are o bandă de frecvență largă, ca urmare a căreia poate fi utilizat același reflector de plasmă cu alimentări diferite. Intervalul antenei propuse este de la 5 la 50 GHz. Spre deosebire de antenele reflectorizante convenționale, care măresc semnificativ aria de împrăștiere eficientă a radarului atunci când este iradiat cu echipamentele de inteligență radio ale unui potențial inamic, acest parametru într-o antenă cu plasmă este mic. Radiația termică a antenei este de asemenea scăzută, deoarece energia termică este concentrată în interiorul plasmei și nu este radiată în exterior.

Un tablou de antene cu microunde pe etape care conține elemente de emisie și transmitere, amplificatoare de putere ale canalelor de transmisie și recepție, precum și un circuit de control al schimbătorului de faze, caracterizat prin aceea că antena este realizată sub forma unei bobine Helmholtz, formată dintr-o cameră de vid, o alimentare, un catod liniar și un anod, cu În acest caz, un strat de plasmă este aplicat pe bobină, din care este reflectat un fascicul de scanare a electronilor, iar stratul de plasmă este creat într-o cameră de vid în timpul unei descărcări de gaz între placa anodică și un catod liniar, care este o linie de elemente ale unei anumite adrese pe grila catodică cu două coordonate.

Brevete similare:

Amplificatorul de putere cu microunde aparține domeniului ingineriei electrice și este utilizat pentru a crește gama de transmisie a informațiilor și pentru a îmbunătăți funcționarea echipamentelor radio ale unui vehicul aerian fără pilot (UAV). Trăsătură distinctivă dispozitivul este capacitatea de a reduce difuzele de fază și amplitudine la transmiterea informațiilor, pentru a menține caracteristici tehnice stabile în intervalul microundelor.