Антенны , облучатели 24ГГц

[NickName]

Насколько я понимаю,- вот эта красивая штука (мой коллега обозвал ее дулей) на второй картинке и есть трехмерная модель диаграммы направленности открытого конца волновода диаметром 35 мм на диапазоне 24 ГГц.

Да, она самая.

И хотелось бы узнать еще зависит ли форма диаграммы от длины трубы диаметром 35 мм или нет?

Трудно сказать, может зависеть. В "гранате" W5LUA длина широкой части важна, поскольку на ней происходят набеги фаз, разные для разных мод, и на их соотношении работа "гранаты" и строится.

[UX7V]

  Еще на эту тему.

 Если ставить перед собой задачу работать через Луну, то предлагаемый компромиссный вариант трехдиапазонного облучателя едва ли применим ввиду очевидного неэффективного использования зеркала (малого КИПа). Другое дело - тропо или RS QSO, для проведения которых можно применить более простую аппаратуру и компромиссные антенны.

[NickName]

Какая-то зависимость от длины широкой трубы там есть. Первый вариант был с длиной 100mm, тот, что здесь с 40mm.

В результатах по первому варианту я прилагал анимированный рисунок с полем E внутри трубы. Там заметно, что вариации поля есть, но на расстояниях явно больших, чем длины волн, по крайней мере, первых трех мод 24 GHz в трубе. Думаю, что там сказывается разный набег их фаз.

[UX7V]

  Дмитрий, приветствую!

 Еще раз спасибо за интересный отчет, который наверняка будет полезен многим нашим коллегам! Я надеюсь, что Вы напишите,- какой инструментарий был применен для анализа диаграмм.

 Ситуация с длиной трубы до 100 мм мне понятна.

 Физика процессов, связанных с разным  набегом фаз у разных мод на конце трубы,- тоже понятна.

  Но у меня   труба с внутренним размером 35 мм имеет больший размер, ее общая длина около 400 мм (см. фото). Интересно, что же будет с диаграммой открытого волновода в этом случае и каким будет положение фазового центра?

[UX7V]

 И еще на эту тему.

 Понятно, что сейчас мной ставится задача сделать одну антенну на три диапазона: 5.6 ГГц, 10 ГГц и 24 ГГц.

 Вместе с тем есть еще диапазоны 48 ГГц и 76 ГГц, которые тоже надо осваивать и было бы здорово иметь облучатель, работающий и на этих диапазонах, чтобы, в перспективе, использовать для этих диапазонов одну, уже имеющуюся антенну, каким то образом дефокусировав ее для расширения главного лепестка диаграммы направленности.

[NickName]

Но у меня   труба с внутренним размером 35 мм имеет больший размер, ее общая длина около 400 мм (см. фото). Интересно, что же будет с диаграммой открытого волновода в этом случае и каким будет положение фазового центра?

Слишком большой размер для счета. "Extremelly large mesh" пишет уже на первом шаге, программа HFSS 10. Считать не отказывается, что даже если ее оставить на ночь или сутки для счета, то, скорее всего, она заестся в файлах подкачки и результата от нее можно и не дождаться.

Можно оценить диаграмму при 400 mm, исходя из того, что получается при меньшей длине. И предположения, что фазовые соотношения в трубе повторяются с некоторой периодичностью, которую можно прикинуть по рисунку поля в ней. Если хотите, такую оценку сделаю.

Положение фазового центра тоже могу оценить косвенно, располагая какую-то параболическую поверхность перед трубой и добиваясь максимума усиления. Встроенных инструментов вычисления его в HFSS нет.

[UX7V]

 Хорошо, Дмитрий!

  Любые упрощения допустимы.

 Мне сейчас важно понять тенденцию, видеть хоть какие-то результаты, а, далее, при первой же возможности я проверю работу облучателя на макете.
 

[NickName]

Николай, мне к сожалению не удается тут поймать закономерность в поведении поля в трубе чтобы более-менее уверенно говорить о работе трубы при длине 400mm. С фазовым центром тоже получается "extremely large mesh", слишком уж объемная модель для счета. Какие картинки с диаграммами какие получились, прилагаю, на них обозначено при какой длине трубы они посчитаны. Может пригодятся.

[UX7V]

 Дмитрий, приветствую!

 Спасибо за интересный материал!

 Видно, что, в любом случае, при любой длине большой трубы,  излучателем является ее  открытый конец конец, а диаграмма направленности открытого конца волновода меняется с какой-то периодичностью в зависимости от длины трубы и (наверное) от ее диаметра.

 Видно и то, что любой вариант исполнения облучателя, различающийся и длиной и диаметром труб может быть просчитан, ограничением здесь является только быстродействие применяемой вычислительной техники.

 Добавил: я же, теперь с полной уверенностью, принял решение спаять устройство с пятью портами для пяти диапазонов.

[UX7V]

 Всем привет!

 На приложенном снимке видно, как просматривается прототип трехдиапазонного тракта на 24 ГГц, 48 ГГц и 76 ГГц, предназначенного для работы в паре с тем двухдиапазонным на 5.6 ГГц и 10 ГГц, что я уже изготовил и испытал.

 Слева-порт 24 ГГц, справа вверху-трансвертеры на 48 ГГц и 76 ГГц, справа внизу-генератор накачки 15.6 ГГц. Осталось мелочь-изготовить волновод для подачи сигнала накачки.

[UX7V]

 На приложенных снимках - волноводный переход, применяемый во VSAT - системах 12.5 / 14 ГГц, на мой взгляд идеально подходящий для реализации коаксиального облучателя, где по внутренней трубе (второй снимок) диаметром 8...10 мм можно передать сигналы 24ГГц, 48 ГГц и 76 ГГц, а по наружной трубе, точнее - в промежутке между наружной и внутренней (ее нет на снимках)-сигналы 5.6 ГГц и 10 ГГц.

 Добавил: такой облучатель позволяет как-то "рулить" диаграммой направленности, дефокусируя внутреннюю трубу перемешением вперед-назад и тем самым с пользой использовать избыточное усиление параболы, растущее с повышением частоты.

[NickName]

Коаксиально-волноводный переход. Рассчитан под то, чтобы кабель типа UT141 (SF141, RG402) можно было впаять прямо в волновод, лишь сняв экран и оболочку, и оставив жилу с фторопластовым диэлектриком. И избежать применения лишнего SMA-разъема. Диаметр диэлектрика около 3mm, жилы 0.92mm (так было в расчете). Размеры желательно выдержать с точностью до десятой mm. Волновод WR42 (10.7x4.3mm).

[UX7V]

 Дмитрий, приветствую!

 Это очень интересно и своевременно, поскольку вписывается и в мои планы.

 Хочу еще попросить Вас просчитать размеры резонансной щели этого диапазона и, по возможности, сразу и диапазона 47 ГГц. Это необходимо для того, чтобы подстыковать рассчитанный Вами переход к широкой стенке волновода так, как изображено на прилагаемом эскизе. Как видно, аналогичное решение хочу применить и на 47 ГГц.
 

[NickName]

Хочу еще попросить Вас просчитать размеры резонансной щели этого диапазона ....

Николай, добрый день, см. личку.

[UA6FA]

Николай, вот на 24.15ГГц.http://www.ebay.com/itm/K-BAND-24GHz-IRIS-FILTER-SPACER-WR-42-WAVEGUIDE-FLANGE-/270624435885?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item3f02792ead