Автор Тема: Точность установки облучателя в фокусе параболы  (Прочитано 8562 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RA3AQ

  • УКВ комитет
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2636
  • Репутация: +375/-60
  • QRA: KO85sp
Уверен, что этот вопрос интересует многих.

Рассчитал зависимость усиления популярной параболической антенны 1,8м с F/D=0.38  от положения
облучателя. Диапазон - 1296МГц.
Исходные данные такие - в свободном пространстве S11 облучателя -27дБ. При установке его на параболу S11 возрастает до -13...16дБ, что говорит о сильной реакции зеркала, т.к. расстояние до него от облучателя мало (F=684мм)

За 0 на графике по оси X взята точка фазового центра облучателя (которая была рассчитана в другой программе и другими методами) установленная в фокусе параболы. Совпадение максимума усиления с точкой 0 еще раз подтвердило, что фазовый центр рассчитан правильно.

Если кто снимал экспериментальные данные, поделитесь ими здесь.

« Последнее редактирование: 16 Октябрь 2010, 21:17:35 от RA3AQ »
73 de RA3AQ

Оффлайн RA6HLF Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2631
  • Репутация: +771/-134
Дима спасибо,очень даже полезно.
Добавлю,полностью совпадает с практикой,конечно почувствовать 0.5 дб невозможно,но двигая 40-50 мм разницу особо не видно и для того чтобы впоймать совпадение фазового центра с фокусом приходилось двигать туда сюда мм 100 и потом устанавливать середину,которая полностью совпадает с твоими графиками,правда парабола была 2.1м.
« Последнее редактирование: 15 Октябрь 2010, 14:06:54 от RA6HLF Владимир »

Оффлайн RA9QAW

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 145
  • Репутация: +41/-4
Заинтересует многих.Спасибо.

Как я понял из графиков видно, что изменение положения облучателя +-5см на К-т усиления влияет всего на 0.5Дб, но в тоже время +-5см влияет на комплексный к-т S11 на 2дБ.

Я правильно понял,что в полевых условиях достаточно подобрать точность установки +-1см?

У 3м параболы (F\D=0,45-0.5) кривая S11 будет более пологая?

ЗЫ. Я у MMDS зеркала 1.2м фокус ищу +-3см
« Последнее редактирование: 15 Октябрь 2010, 14:18:15 от RA9QAW »
Alexandr MO25PK Kurgan

Оффлайн UA9FAD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 9427
  • Репутация: +1669/-107
  • QRA: LO88AA
В прошлое воскресенье, пользуясь хорошей солнечной погодой мы с Виктором RA9FDD решили продолжить НИОКР по оптимизации 1.8-метровой шестилепестковой тарелки Changhong ,которую возим в поле. В изначальном варианте конструкция «хлипкая», поэтому зеркало укрепили обручем из 16мм дюралевой трубки по периметру, притянув винтами М4. В центре тарелки установлена втулка, в которую вставляется ПВХ-трубка диам. 25х1мм,  на которую одевается кольцевой облучатель RA3AQ – на нем также втулка с цангой для регулировки, а верхний конец ПВХ-трубки «расчален» четырьмя рейками , по одной из которых (вертикальной) проложены кабели к облучателю. Направив тарелку на солнце и полив ее поверхность водой определили оптический фокус – яркое колечко на ПВХ-трубке шириной ~50мм – отметили его центр – он практически совпал с расчетным – 694мм., f/d нашей тарелки 0.39. Далее, установив облучатель с предусилителем (DJ9BV-DF5JJ с резонатором на входе, MGF4319), предусилитель достаточно устойчив – склонности к регенерации не наблюдается даже при касании рукой кольца облучателя - приступили к измерениям. TS2000 в режиме SSB с выключенной АРУ, полосой 5кГц и ручкой регулировки усиления ВЧ, отвернутой на 4 деления от максимума для измерений на линейном участке моего трансивера и компьютер, подключенный через AGC2. Звуковая карта позволяет включить в программе NoiseMeter :  Sound Source 96 kHz 24-bit, Capture Setting 0.1sec 32768FFT Bloc Sise, Averaging 10. При этом «прыгание» показаний в районе 0.1дб, что позволяет уверенно регистрировать изменения уровня шума в десятых децибела, усредняя показания «вручную». Установив расчетный фокусный центр облучателя в точку 659мм (она была определена ранее в режиме передачи по индикатору поля, установленному на расстоянии ~20м и высоте 2м – точность определения этой точки вызывает некоторые сомнения, т.к. основной лепесток  уже начинает касаться земли), фиксируем показания шума солнца – жмем Store. Перемещаем  облучатель в расчетно-оптический центр параболы – показания вырастают на 1.1дб. Перемещаем дальше (удаляем от зеркала) и находим максимум – 732мм. Перепроверили – вновь 732, это разница в 38мм с расчётными. При этом разница с показаниями в расчетно-оптическом центре 1.5дб, а с показаниями в точке, определенной индикатором поля  2.6дб.
« Последнее редактирование: 16 Октябрь 2010, 20:51:00 от UA9FAD »
Victor Виктор

Оффлайн UA9FAD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 9427
  • Репутация: +1669/-107
  • QRA: LO88AA
Продолжение

Связываюсь с Дмитрием, он моделирует наши эксперименты, а также облучатель, в центре дна которого просверлено отверстие под ПВХ-трубку – расчетное влияние на положение фазового центра не более 2мм.
Возникает предположение, что максимум шума в точке 732мм вызван изменением шума предусилителя вследствие рассогласования входа при перемещении облучателя и реакции зеркала. Если бы мы аналогичным образом построили график шума холодной точки неба и наложили его на график шума солнца, ситуация возможно прояснилась бы. Увы это не было сделано, как и не удалось измерить отношение шума солнца к холодной точке, т.к. в других направлениях небо закрывали строения, ветки деревьев и т.д. Не проводился контроль КСВ, хотя сделать это несложно, включив рефлектометр в тракт передачи, вот с оперативной подстройкой КСВ в каждой точке сложнее, да и надо ли это?  Поскольку прогноз погоды на ближайшие две недели не радует, а солнце с каждым днем опускается, думаем продолжить эксперименты весной. Вопрос по оптимизации фазового центра нашей тарелки остается  открытым.
Victor Виктор

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6993
  • Репутация: +782/-88
Виктор , было бы правильнее в поле для тропо , облучатель настраивать на максимум по маячку за 150-200 м (это уже точно дальняя зона , где фазовой ошибки почти нет).
А вот для работы EME лучше подстраивать по Солнцу , при этом находя максимальное отношение Солнце/небо . Так как на EME важнее наименьшая шумовая температура системы , а она часто не совпадает с максимальным КУ зеркала ( переоблучение зеркала).

Вот в поле эти 1,5 дб могут и не сказаться. А вот на ЕМЕ с переоблученным зеркалом будет похуже.

Оффлайн RA6HLF Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2631
  • Репутация: +771/-134
Дима,вот то,что говорит Виктор,нужно проверить еще раз,ведь я тебе говорил об этом вчера,я так же наблюдал второй максимум,но появлялись боковые лепестки,наверное эффективность облучателя не соответствует,хотя простота налицо.

Оффлайн RA3AQ

  • УКВ комитет
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2636
  • Репутация: +375/-60
  • QRA: KO85sp
Володя, что я точно знаю - у правильного параболического зеркала один фокус и эффективность тут совсем не причем.
« Последнее редактирование: 16 Октябрь 2010, 22:52:05 от RA3AQ »
73 de RA3AQ

Оффлайн UA9FAD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 9427
  • Репутация: +1669/-107
  • QRA: LO88AA
Иван, совершенно верно, все логично:
при удалении облучателя из фокуса растет общий шум, который складывается из шума солнца плюс шума земли из-за перелива плюс увеличение КИП за счет приближения уровня на краях к -3дб минус снижение усиления за счет выхода из фокуса (это снижение более медленное, чем рост двух предыдущих). Возможно, летом, при высоте солнца 60град. я получил бы не 372мм, а немного больше за счет того, что перелив более полно ложился на землю. Думаю оптимально размещать облучатель для тропо в нашем случае чуть дальше (миллиметров 5-10) расчетного фокуса параболы. Следуя этой логике облучатель "более оптимален" для тропо с тарелками f/d=0.42.
Victor Виктор

Оффлайн RA3AQ

  • УКВ комитет
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2636
  • Репутация: +375/-60
  • QRA: KO85sp
Виктор, посмотрите рисунок. Возможно 10мм не учитывалось при определении фокуса по солнцу.
73 de RA3AQ

Оффлайн UA9FAD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 9427
  • Репутация: +1669/-107
  • QRA: LO88AA
Да, надо подчеркнуть, что все измерения (и указанные выше размеры) приведены относительно указанного на этом рисунке фазового центра. Теперь у меня нет сомнений, что расчетный фазовый центр облучателя в порядке.
Victor Виктор

Оффлайн Anatolij

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 976
  • Репутация: +56/-325
    • cqham.ru/dl8rcb
  • QRA: JN68rs
Уверен, что этот вопрос интересует многих.
как имел в работе такой облучатель? поделитесь инфо...
спасибо
« Последнее редактирование: 19 Май 2011, 15:34:48 от Anatolij »
DL8RCB ex UW9EZ

Онлайн Михалыч

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 9894
  • Репутация: +3319/-128
  • RDA: PS-23
  • QRA: KO37wa
 - начинающим и не только -

PARABOLIC ANTENNAS AND THEIR FEED   By Dick Comly, N3AOG - ПАРАБОЛИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ И ИХ ОБЛУЧАТЕЛИ 
 
Параболические антенны и их облучение - загадка для большинства радиолюбителей, которые не тратили много времени чтение статей, опубликованных за эти годы. Большинство этих статей адресовано «ученым душам», которые хорошо разбираются в теории. Я постараюсь упростить тему. Нужна мотивация. Вы построили трансвертер на 5,7 ГГц, теперь вы выясняете проблемы фидерных линий и антенны, что делать ???
Предполагая, что вы преодолели проблему с фидером, давайте перейдем к антенне. Есть некоторые основы для понимания:
1. Параболические антенны НЕ зависят от частоты. То есть любая тарелка подойдет в той или иной степени для любых частот. Основной определяющий фактор - сколько длин волн в диаметре у вашей тарелки? Чем больше длин волн, тем больше усиление. Например, антенна диаметром 8 футов имеет усиление около 28 дБ на частоте 1296 МГц, та же антенна имеет усиление 45 дБ на частоте 10368 МГц.
2. Не все тарелки имеют одинаковую форму. Некоторые очень мелкие, некоторые очень глубокие. Все они работают. Ваша проблема состоит в том, чтобы определить, что у вас есть, и выбрать подходящий облучатель для этой конкретной тарелки.
3. Ветровая нагрузка. Это единственная область, за которой нужно следить. Не существует такого яги, которое могло бы сравниться с блюдом по ветровой нагрузке. Это та область, которая заставит вас пойти на компромисс. Имейте в виду, что при скорости 80 миль в час на каждом квадратном футе антенна, которую вы подняли, показывает около 16 фунтов силы на его монтажную конструкцию: пример - тарелка диаметром 3 фута = ветровой нагрузке 113 фунтов.
4. Состояние поверхности. Ваше блюдо повреждено? Чем выше частота, тем точнее должна быть поверхность. Следует помнить о размере вмятины или дефекта и сколько их. Не вдаваясь в математику, если у вас есть четырехфутовая тарелка с вмятинами размером с десять центов, не волнуйтесь. Но если то же блюдо упало и оно деформировалось на пару дюймов, попробуйте вернуть его в форму или еще лучше найти другую параболу.
5. Ширина луча. Тарелки похожи на фонарики, они фокусируют энергию в узкий луч. Возьмем ту же 8-футовую тарелку на частоте 1296 МГц ширина луча составит 6 градусов. Такая же антенна на частоте 10368 МГц имеет ширину луча около 0,8 градуса. Точное наведение может быть проблемой.
6. Размер тарелки. Если вы удвоите размер тарелки, ваше усиление увеличится на 6 дБ, и наоборот. Помните, что 6 дБ - это 1 единица «S». Это одно из решений, которое вы должны принять, учитывая ветровую нагрузку, устройство вращения и монтажную конструкцию.
7. Сплошная и сетчатая тарелки. Сетчатая тарелка (как TVRO) имеет меньшую ветровую нагрузку. Они также легче. "Дыры" сетки должен быть меньше 1/10 длины волны в диаметре.
   
Облучатели.
Питание - самая сложная и важная часть любой антенной системы. Вы не можете просто прикрутить рупор перед отражателем тарелки и получить удовлетворительную производительность.... 
 
  ........далее по ссылке.
 
"Scio me nihil scire"  73! UA1019SWL Игорь. 

Оффлайн ur5lx Сергей

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1133
  • Репутация: +373/-35
  • Подпись находится в стадии разработки
  • QRA: ko70wk
Я тупо по самом лучшем отношению солнце -небо. Пытался настроить по отношению луна -небо , но в этом случае трудней. Переливы и ,,блокировка,, требуют многократного измерения. Казалось шум луны растет , но в это время и  шум неба падает , а отношение ухудшается. Ведь величины в пределах 1-1.5 дб. А шум солнца в пределах 10-13 дб и легче поймать максимум отношения.
Делаю ,,засечку,, и потом в это место ставлю комплект при замене диапазона или ремонта. 

Оффлайн UA3IDQ

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 717
  • Репутация: +352/-1081
  • QRA: KO66JF
Не думал что спустя столько лет тема активируется.
У меня есть небольшой опыт по САТ ТВ на 2.2м на этот диапазон
А вот остальное только по Солнцу придется. Это про радио
Тем более этот диапазон интересен