Проект Джемини - создание новой приёмной установки

Director

Профи в Сат-ТВ
Обе спирали должны быть закручены в одну сторону, иначе будем иметь просто две антены на разные поляризации, только запитанные от одного фидера.
А вот попробовать вставить спираль в спираль через тонкий диэлектрический цилиндр и запитать на один конвертер...
странник, а если две спирали одинакового диаметра, но начало витка второй спирали сдвинуть на 180 градусов относительно центра. получится, что одна спираль вложена в другую.
 
  • Like
Реакции: MIUS

MIUS

Moderator
Команда форума
коэффициент направленного действия достигает 100 и более.....

странник, а если две спирали одинакового диаметра, но начало витка второй спирали сдвинуть на 180 градусов относительно центра. получится, что одна спираль вложена в другую.
На круговую поляризацию лучше конечно две спирали разной направленности навивки. Да и у спиральной антенны при определенных размерах и кол-ве витков можно достичь кофф. усиления = или более 14 дб по отношению к полуволновому вибратору (дипполю). Это приблизительно в 4 - 6 раз по мощности! Или можно сравнить с антенной решеткой из 4 - 6 дипполей! Кроме того спиральная антенна обладает еще одним преимуществом - коэффициентом направленного действия. И немалым! Да и входное сопротивление при определенных конструктивах позволяет подключаться коаксиальным кабелем напрямую, что в некоторых случаях тоже не маловажно.....
Пространственные С. а. цилиндрической (рис. 1 а) или конической (рис. 1 б) формы выполняют из металлического провода, который подсоединяется к центральному проводнику коаксиальной линии; внешний проводник линии — наружная оболочка — подсоединяется к плоскому металлическому экрану. Их обычно используют в диапазонах частот, имеющих кратность 2—3; коэффициент направленного действия достигает 100 и более.

235856683.jpg

Хотя это мое субъективное мнение и оно не обязательно к исполнению....
Но все же это неплохая идея. Если собрать из двух сиралей на каждую поляризацию решетку - и принимать обе поляризации без переключения.... Или с переключением. Это дело вкуса и технических пристрастий..... Впрочем Я предполагаю, что еще кто нибудь подключится с еще более лучшей идеей чем моя! Ведь мир антенной техники так многообразен!.....
С Уважением MIUS
:big_boss:
 
Последнее редактирование:

странник

Супер-Модератор
Команда форума
Вопрос о спиральных антенах вообще и Си диапазоне в частности - это очень интересный и весьма актуальный вопрос. Спиралей из толстой проволоки можно навить в размерности Си диапазона сколько угодно и увязать их в ФАР, получив достаточный для приSма спутника КУ. Поляризацию, для начала, можно оставить только одну (для Ямала-201, например, левую, а для Экспресса АМ33 - правую). Есть простор для творчества и умелых рук.
А то больно смотреть, как толковые ребята в деревнях из кровельного железа кровельным же швом клепают "параболы" в рост человека...
Вот для них придумать простую конструкцию из доступных материалов - дело святое.

Как очень просто сфазировать антенную решётку и запитать прямоугольный волновод конвертера, я в принципе знаю. Будет время - накидаю чертёжик коаксиально-волноводного сумматора.
 

MIUS

Moderator
Команда форума
Добавка....

Добавлю от себя.... Давно известно, что самый лучший усилитель - это антенна! Ну никаких практически собственных шумов. Разве что только от солнца....
С Уважением MIUS:big_boss:
 
  • Like
Реакции: Cold

странник

Супер-Модератор
Команда форума
Коаксиально-волноводный сумматор для ФАР

.

Как и обещал, выкладываю схему коаксиально-волноводного сумматора для ФАР С диапазона.

У меня конвертер Protec c шумовой температурой 20*К. Размеры входного волновода a=57, b=28.5, глубина - 32мм
На рисунке:
0 - зонд конвертера;
1-9 - цилиндрические трубочки такого же размера, которые напаяны на центральные жилы 9-ти одинаковых отрезков коаксиального кабеля с длиной, кратной половине длины волны в кабеле Le;
Lv - длина волны в волноводе сечением axb.

Оплётки кабеля пропаяны по внешней поверхности сумматора, с противоположного конца - по поверхности плоского отражателя, на котором квадратно-гнездовым способом размещено 9 спиральных антен. Они запитываются синфазно центральными проводниками кабелей.
Поскольку потери в кабеле порядка 1-2дБ/м, то длина отрезков выбирается чуть больше половины диагонали матрицы.
Угловые антены подключаются к 1, 2, 8 и 9 зондам сумматора, центральная спираль - к 5 зонду. Так длина кабелей будет минимальной.

Если кто сделает ФАР на С диапазон раньше меня - отпишитесь
 

Вложения

  • Коаксиально-волноводный сумматор.jpg
    Коаксиально-волноводный сумматор.jpg
    20,1 KB · Просмотры: 64

Cold

Профи в Сат-ТВ
странник вы своими идеями прямо таки провоцируете на вопросы.:) Опять я решусь задать их, очередной раз извинившись за малограмотность и тупость. Насколь я понял ваш замысел, то этим сумматором вы хотите суммировать на один приёмный зонд девять элементов, образующих ФАР, подключив их одинаковой длины кабелями к девяти штырькам. Я правильно понял? А где будет размещаться эта ФАР, и чем синфазно облучаться её элементы???
по поверхности плоского отражателя, на котором квадратно-гнездовым способом размещено 9 спиральных антен. Они запитываются синфазно центральными проводниками кабелей.
Как это должно выглядеть? Накидали бы эскизик, plz. Для тех кто на бронепоезде.....:)
 

MIUS

Moderator
Команда форума
Вопрос конечно интересный.....

Вопрос конечно интересный. Я в свое время подгонял кабеля под такой размер. Правда на КВ и УКВ. Не знаю как себя это будет вести на сантимитовом диаппазоне, но идея здравая. И оч. заманчивая. Правда и из одной бухты кабеля длинна получалась каждый раз разная. Настраивали при помощи генератора и лампового вольтметра. Потому как коф. укорочения гулял от 0.64 до 0.71 и каждый раз приходились подбирать эксперементально. Да и хватит ли такого резонанса на весь диаппазон перекрываемых частот? Тоже вопрос - как с этим бороться чтобы во всем диаппазоне это была лямда/2? Может есть какие-то широкополосные сумматоры? Или все-таки на такой частоте это не так критично и полуволновой коаксиальный резонатор будет работать с удовольствием? Вот такой непростой вопрос задал Cold.
С Уважением MIUS:big_boss:
Насколь я понял ваш замысел, то этим сумматором вы хотите суммировать на один приёмный зонд девять элементов, образующих ФАР, подключив их одинаковой длины кабелями к девяти штырькам.
 

Cold

Профи в Сат-ТВ
А я опять про своё (кто про что, а вшивый про баню...). Даже если предположить что длины кабелей подогнаны и согласованы, и весь сумматор настроен "как надо", как планируется разместить в фокусе девять спиралек так, чтобы каждая собирала сигнал полностью со всей площади зеркала? Ведь только тогда будет выйгрыш в усилении сигнала всей системой, и ребятам в деревнях не придётся клепать параболы в рост человека... Мне кажется что это "стратегия", а конструкция сумматора это уже "тактика". Хорошо бы понять и стратегию и тактику....
 

anzeba

Любитель Сат-ТВ
странник я не совсем понял, где расположены спиральные антенны, каковы их размеры. Отражатель где он? Функции 3,4 и 6,7 зондов.
центральная спираль - к 5 зонду
А зонд конвертера куда?
Три раза понял и все неправильно, что то недосказано :pardon:
 
  • Like
Реакции: MIUS

странник

Супер-Модератор
Команда форума
Кое-что про ФАР

Вопрос конечно интересный. Я в свое время подгонял кабеля под такой размер. Правда на КВ и УКВ. Не знаю как себя это будет вести на сантимитовом диаппазоне, но идея здравая. И оч. заманчивая. Правда и из одной бухты кабеля длинна получалась каждый раз разная. Настраивали при помощи генератора и лампового вольтметра. Потому как коф. укорочения гулял от 0.64 до 0.71 и каждый раз приходились подбирать эксперементально. Да и хватит ли такого резонанса на весь диаппазон перекрываемых частот? Тоже вопрос - как с этим бороться чтобы во всем диаппазоне это была лямда/2? Может есть какие-то широкополосные сумматоры? Или все-таки на такой частоте это не так критично и полуволновой коаксиальный резонатор будет работать с удовольствием? Вот такой непростой вопрос задал Cold.
С Уважением MIUS:big_boss:
1. Для того, чтобы система антен была сфазирована, достаточно применять принцип симетрии (одинаковости, "близнецов" - как назвать, решите сами). Антены должны быть одинаковыми, одинаково направлены на спутник (оси антен параллельны), а первые и последние витки должны лежать в одной плоскости, которая параллельна фазовому фронту волны.
Достигается это изготовлением одинаковых спиралей и установкой их перпендикулярно на единый плоский отражатель. Причём точки питания всех спиралей должны находиться в одинаковом положении часовой стрелки (в одинаковом азимуте по окружности проекции спирали на отражатель).

2 Cold Антены ФАР не стоят в фокусе параболы ! Тут моя вина: рассуждая об облучении цилиндрического зеркала, я предполагал (как вариант) использование ФАР, но не такой. А вот когда MIUS завёл речь про спиральные антены и привлёк моё внимание к С диапазону, и родилась идея обсуждаемой сейчас ФАР из спиральных элементов, как самостоятельной спутниковой антены С диапазона. Посмотрите на фотографии луноходов - вы там увидите спиральные антены в ассортименте :)

2. Отрезки кабелей от спиралей ФАР до сумматора должны быть одинаковой длинны, чтобы время распространения волны от синфазных точек питания спиралей (элементов ФАР) до сумматора было одинаковым и сигналы пришли к нему все в одинаковой фазе. Причём длина может быть любой, но ОДИНАКОВОЙ !

3. Учитывая большие потери (1-2дБ/м) на этих частотах, выбираем наименьшую длину, которая обеспечивает подсоединение крайних спиралей к сумматору.

4. Если волновые сопротивления антены (элемента ФАР) и сумматора отличаются, а они отличаются всегда :), избежать влияния отражений на концах кабеля (образования стоячей волны), которые ослабляют полезный сигнал, можно, если электрическая длина кабеля будет кратна половине длины волны в кабеле. В качестве лямбда выбираем среднюю длину волны в диапазоне, т.к. положительный эффект будет и для близких длин волн.

5. Если отрезать куски длиной порядка 20см от одного куска кабеля, диэлектрическая проницаемость в них, а, значит и электрическая длина будут одинаковыми, хотя, скорее всего, как и писал MIUS, будет отличаться от паспортной. Но в той же мере (или меньшей), в какой частоты отдельных каналов отличаются от средней частоты диапазона. Так что сказанное в п.4 остаётся в силе.

6. Сумматор "настроен" на всё ту же среднюю частоту диапазона, но будет работать во всём диапазоне частот. Провалы в его частотной характеристике находится на частотах в два раза меньше и в полтора раза больше средней частоты диапазона, т.е. в полосу пропускания все каналы попадут в области максимума.

По поводу конструкции ФАР для С диапазона попробую накидать рисунок,
сейчас только повторюсь, что это - ответвление от основной темы проекта ДЖЕМИНИ в Ку диапазоне. Там я сейчас думаю даже не над рассчётами цилиндрических зеркал, - рассчётов вообще не будет :), - а над их конструкцией.

Жаль, в конце года жёсткий цейтнот... Но по мере возможности отпишусь

Добавлено через 34 минуты
Пока писал ответ, пришёл новый вопрос:
странник я не совсем понял, где расположены спиральные антенны, каковы их размеры. Отражатель где он? Функции 3,4 и 6,7 зондов.
А зонд конвертера куда?
Три раза понял и все неправильно, что то недосказано :pardon:

2 anzeba спасибо за внимание к теме. Рисуночек я уже пообещал выше, пока на словах опишу расположение спиральных антен в ФАР:

1 ряд 1.....3......8
2 ряд 4.....5......6
3 ряд 2.....7......9

Расстояния между спиралями в рядах равно расстоянию между рядами и для частот С диапазона порядка 15см. Размер плоского отражателя, на котором монтируется ФАР, порядка 60х60см. Сумматор располагается на отражателе вблизи выхода от 5 спирали и соединён с ним петлёй кабеля такой длины, которая обеспечивает соединение внатяг крайних входных зондов с выходами спиралей 1,2, 8 и 9. Выходы спиралей 3,4,6 и 7 такой же длины кабелёчками с провисанием подсоединены к соответствующим входам сумматора.
Выход сумматора (он показан на рисунке красными линиями) - волновод прямоугольного сечения, такой же, как на конвертере, который схематически изображён синим цветом. Зонд №0 - это зонд конвертера, который впаян на заводе в печатку. Его никуда подключать не надо. Он просто стоит на своём месте...
Назначение всех спиралей (элементов ФАР) одинаковое - принимать волну от спутника и усиливать сигнал порядка 14дБ, как обещал нам MIUS.
Просуммировав 9 синфазных сигналов, с учётом потерь в соединительных кабелях и сумматоре, получим дополнительное усиление около 15дБ.
Итого 29дБ... Как вы считаете, для С диапазона хватит?
 
Последнее редактирование:

странник

Супер-Модератор
Команда форума
ФАР для С диапазона

Сабж, вид сбоку.

На рисунке изобразил только 3 отрезка кабеля из 9. Остальные - аналогично. Все три спирали заслоняют каждая ещё по две штуки, которых не видно - близнецы однако... :)
 

Вложения

  • ФАР-1.jpg
    ФАР-1.jpg
    29 KB · Просмотры: 30

Cold

Профи в Сат-ТВ
Ну писец! Если эта фишка сработает – вот это будет переворот…. Не, ну надо же - безтарелочный спутниковый приём… И главное никакой парусности, отражатель 60 на 60, это же не блюдо в метр восемьдесят…Одно плохо – мультифид не сделаешь, да и в моторе смысла не будет – на соседнем спутнике всё в другой поляризации, в другую сторону спирали закручены должны быть. Эх, не вовремя отпуск подкрался. А дома мастерить - материально-технически-сырьевая база совсем не та что на работе…
Странник! Я бы на вашем месте всерьёз задумался о личной безопасности. Теперь SVECовские пацаны вам этого не простят. Вы же весь их бизнес похерили. Кто теперь в сторону их ромашек смотреть станет?
 

странник

Супер-Модератор
Команда форума
Ну писец! Если эта фишка сработает – вот это будет переворот…. Не, ну надо же - безтарелочный спутниковый приём… И главное никакой парусности, отражатель 60 на 60, это же не блюдо в метр восемьдесят…Одно плохо – мультифид не сделаешь, да и в моторе смысла не будет – на соседнем спутнике всё в другой поляризации, в другую сторону спирали закручены должны быть. Эх, не вовремя отпуск подкрался. А дома мастерить - материально-технически-сырьевая база совсем не та что на работе…
Странник! Я бы на вашем месте всерьёз задумался о личной безопасности. Теперь SVECовские пацаны вам этого не простят. Вы же весь их бизнес похерили. Кто теперь в сторону их ромашек смотреть станет?
Мерси за комплиман, но есть одно большое НО и куча маленьких:
- "РОМАШКИ" РАБОТАЮТ, А ФАР ПОКА ТОЛЬКО ПРОЕКТ;
- кеффициент усиления, по прикидкам, пока маловат;
- крепление спиралей и обеспечение жёсткости конструкции (да, парусность небольшая, но вороны об этом не знают... !yea! )

В общем, ещё куча нерешённых вопросов и есть над чем поломать голову и поработать руками...
Так что о безопасности думать рано :)
 

MIUS

Moderator
Команда форума
меня посетила глупая идея

Да,.... Не только мы тут голову ломаем.... Вот интересная ссылка Плоские и сферические спутниковые антенны
Ну а поповоду полуволновых резонаторов - меня посетила глупая идея(не знаю насколько). А если взять жесткий провод и на нем через промежуток лямда разместить спирали(получится каждая через приблизительно пол волны друг от друга, но сами отрезки 1.5 и средняя половинка согнута в у-образное колено) и через отрезок кратный лямда/2(но не кратный длинне волны) нагло припаять в конвертор без переоблучения. Вот только нужно посчитать к/у параболической антенны и тогда нужно думать сколько спиралей вешать. Хотя ни один луноход на ежика шибко не похож:taunt: Значит не так уж и много.... Да и все изготовить из толстого антиворонного жесткого материала....
С Уважением MIUS:big_boss:
- "РОМАШКИ" РАБОТАЮТ, А ФАР ПОКА ТОЛЬКО ПРОЕКТ;
 
Последнее редактирование:

anzeba

Любитель Сат-ТВ
странник так гороздо понятней !good!
Только .....29дБ это где то 1.2 китайский секторный прямофокус.
А вдруг больше !yea! жаль нет у меня торцевого С-конвертора :pardon:
 

Cold

Профи в Сат-ТВ
Да я тут взял немного греха на душу – в «теорию» слазить. Скачал книгу Ротхаммеля (про которого как-то имел неосторожность упомянуть MIUS). Ну и получается что для средней частоты на 90* - 3,75 GHz, длина волны выходит что 80мм. Отсюда диаметр витка спирали – 25,5мм, шаг – 19мм, длина спирали 133мм (я прикинул для 7-ми витков, оно хоть там и написано что чем больше витков, тем выше усиление, но хорошего же помаленьку должно быть…) Так вот вопрос возник: зачем для девяти, таких смешных в размерах, спиралек отражатель 60 на 60см? И расстояния между ними – 15см? Или это неспроста, и расстояние (почти в две длины волны) имеет значение?
Там же у Ротхаммеля есть интересная конструкция синфазной спиральной антенны:



А что если правда как предлагает MIUS попробовать обойтись без переоблучения и сумматора (ведь это же лишние потери…), и сделать по-принципу антенны из умной книжки? Только вместо четырёх спиралей поставить восемь или даже двенадцать. И вместо согласующего стакана прикрутить конвертер, припаяв все проводники к приёмному зонду…… Или ничего без сумматора не выйдет?
И ещё тупой практический вопрос: в какую сторону витки мотать для левой поляризации? (что-то нигде не нашёл про это) По аналогии как витки у болта с левой резьбой? Или наоборот? А то ведь если не в нужную сторону намотаны будут, изменением настроек в ресе (как при приёме на конвертер с переключамыми зондами) ничего не изменишь…
 

MIUS

Moderator
Команда форума
Кабель хорош уже тем

Кабель хорош уже тем, что отверстие в отражателе не нужно будет подгонять.... Не знаю насколько точны мои познания, но мне оч. часто говорили что волновое сопротивление - это отношение диаметра внутренней жилы к диамету оплетки.... Если так, то нужно знать волновое сопротивление одиночной жилы и сверлить дырку соответственно расчетам. Если в этом месте не угадать - можно так потерять, что и гектар этих спиралей может быть хуже чем полуволновой дипполь. Правда и коаксиал - тоже не идеал, но все же при переходе нет такого геморроя с подбором и расчетом отверстия.... С другой стороны можно соединить все спирали перед отражателем и провести через него только одну соеденительную линию.... Но здесь свой подводный камень. Коаксиал, собственно не принимает, а открытая линия будет принимать разные излучения. Ну а которые кратны даже очень! Поэтому в конверторе где селекция по промежуточной частоте можно получить такое, что основной синал будет в виде шумов на фоне паразитных сигналов. Но это пока теория. Нужно проверить и тот и другой вариант и только тогда можно утверждать что лучше. Поэтому самый оптимальный вариант - это коаксиальный полуволновой резонатор. Да и разнос межу антенками (пишут) должен быть от 0.51 до 0.71 лямда. Потому как при менее 0.51 эффект уменьшается и оч. сильно, а при более 0.71 сильно играть роль будут боковые лепестки. И чем больше расстояние тем больше эта зависимость.... Вот что эти ученные пишут.... Так что странник прав и даже очень. Тут Я почти поностью согласен с его конструкцией. Ну а что касается навивки - сделай 18 спиралей и половину накрути в противоположной навивке. Ведь со сутника нет передачи с разной поляризацией на одном транспондере.... Да и на соседних по междунароным соглашениям по вещанию нет таких транспондеров. Так что и переключать не придется. Ну а чем длинней спираль - тем уже диаграмма направленности... Нужно просто расчитать разумные пределы длинны, чтобы эта самая диаграмма была такой или чуть лучше параболы. Главное не переборщить и не вылезть на широкую диаграмму. Потому как в этом спектре частот могут вещать еще какие-нибудь технические спутники находящиеся неподалеку..... Ну а сильно заузив - придется вести слежения за клебаниями спутника. Они тоже не оч статически висят. Вот поэтому и нужно расчитать длинну и кол-во спиралей так чтобы было все хорошо!yea! Ну а страннику особое спасибо! За то что творческая личность!!yea!
С Уважением MIUS:big_boss:
 
Последнее редактирование:

Cold

Профи в Сат-ТВ
Ну а что касается навивки - сделай 18 спиралей и половину накрути в противоположной навивке. Ведь со сутника нет передачи с разной поляризацией на одном транспондере.... Да и на соседних по междунароным соглашениям по вещанию нет таких транспондеров. Так что и переключать не придется.

Блин что-то ваще ничего не пойму.... А в книжке (зачем я её только скачал? ) написано что:
Ротхаммель написал(а):
С помощью спиральных антенн можно получать и линейно-поляризованную волну. Для этого две две одинаковые спиральные антенны объединяются в группу, но при этом каждая спираль имеет различное направление намотки (одна спираль правая, а вторая левая). В случае одинакового направления намотки спирали, поляризация излучения группы спиральных антенн остаётся круговой. Горизонтальная поляризация получается при расположении двух спиралей с противоположной намоткой в горизонтальной плоскости, а вертикальная поляризация - при расположении спиралей в вертикальной плоскости.

То есть получается что система становится линейно-поляризованной. А там же немного выше написано:
Ротхаммель написал(а):
В случае приSма электромагнитных волн с круговой поляризацией, на антенну имеющую линейную поляризацию, из падающей волны извлекается только половина переносимой излучением энергии, что соответствует уменьшению усиления на 3 дБ.

Да и лишних девять спиралей монтировать – не самый оптимальный выход…
Да и остальные ваши размышления что-то не добавляют оптимизма....
Однако всё-же проще будет параболу о двух метрах склепать, чем эту ФАР правильно рассчитать, изготовить, настроить и заставить работать....:(
 

Cold

Профи в Сат-ТВ
-попробовать соединить несколько ортомодов и прикрепить на него несколько конверторов
Ну а дальше что с этими конвертерами делать? Здесь же про это уже столько перетёрто.... Почитайте в начале топика уже писали в чём проблема согласования нескольких конвертеров
 

MIUS

Moderator
Команда форума
Ну в книжке правильно все написано.....

Ну в книжке правильно все написано..... Только в случае с двумя противоположными спиралями при совпадении вращения одна спираль вроде как отдыхает, а вторая работает(в идеале). На самом деле вторая сираль даст еще немного прирост(может быть). Ну а при попадании линейной поляризации - ослабят обе, но сложат сумму. Так что все зависит как облучать. Да и поймать по шаблону (лекалу) кривизну зеркала сложнее чем пойти и знакомому токарю заказать навивку. Лично Я буду считать и схожу к Володе и закажу. Уже говорил и за цену договорились. Все будет из 18 спиралей стоить (из моего материала) $3. Короче 1 жидкая валютная еденица! Ну а две решетки на разные спутники или одну сразу - время покажет. Да и как подключить решетки - на один вход или на два(V;H). Тоже в ходе эксперементов. Вот получил с х-кард отрицательный рез... Ну все же лучше чем ходить и мечтать! Теперь нужно подумать из чего экранчик слепить. Голову для эксперементов сосед подарил.... Старенькая, но для этого сгодиться! Единственное что радует - это соседи! Хорошо когда есть мастеровые и в добавок друзья! Холодильщик подгонит трубку медную для спиралей. Правда она больше похожа на латунь, но дармовому коню в зубы не смотрят. Тем более имеет приличную жесткость при внешнем диаметре почти 4мм. А значит ширина полосы пропускания наверно будет достаточной. Отполирую и лаком покрашу. Цапун обещал дать безвозмездно еще один сосед. Да и кабель у него остался после установки поворотки с 1.35м зеркалом. Так что теперь остановка за свободным временем....
С Уважением MIUS:big_boss:
То есть получается что система становится линейно-поляризованной. А там же немного выше написано......
Да и лишних девять спиралей монтировать – не самый оптимальный выход…
Да и остальные ваши размышления что-то не добавляют оптимизма....
Однако всё-же проще будет параболу о двух метрах склепать, чем эту ФАР правильно рассчитать, изготовить, настроить и заставить работать....:(
 
Последнее редактирование:
Сверху