Проект Джемини - создание новой приёмной установки

странник

Супер-Модератор
Команда форума
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:
Спасибо за ссылку. У меня когда-то была "безумная" идея рассчитать зональную антену, которая бы лежала в плоскости стены. При этом зоны Френеля будут иметь вид элипсов, соотношение осей которых будет зависить от направления на спутник. Парусность - 0, и размер 2-2.5-3м не проблема. Проблема достать лист полистирола такого размера. Хотя весьма перспективно использование в качестве подложки полиэтиленовой плёнки натянутой на раму...
Если такие "кольца" из алюминиевой фольги наклеить на оконное стекло, то окажется, что мы с вами сделали линзу Френеля, у которой кроме фокуса перед окном есть ещё и фокус внутри комнаты

По поводу соединения элементов ФАР при помощи собирательной линии с U-образными коленами я думал, но в Ку диапазоне я не достиг бы необходимой точности изготовления, равно как и для щелевых антен, которые собирают энергию по этому же принципу. Кроме того, такие системы (антены) с последовательным соединением элементов узкополосны, т.к. отличия длины принимаемой волны от рассчётной длины волны накапливаются пропорционально количеству элементов в ФАР, чего не происходит в параллельной схеме питания через систему линий одинаковой длины.

Добавлено через 51 минуту
... 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?

Спасибо за то, что нашли практически полный аналог обсуждаемой ФАР, что подтверждает жизнеспособность самой идеи. Кроме того, там есть конкретные ответы по вопросам о реальной конструкции антены.

Про расстояние между элементами ФАР.
Ширина главного лепестка диаграммы направленности обратнопропорциональна апертуре (размерам интерференционной системы), а, значит, чем больше апертура, тем больше КНД антены. Потому я и ориентировался на расстояне в 2 лямбда среднее. Боковые лепестки, уровень которых (как справедливо пишет MIUS) будет при этом возрастать, не сильно ухудшат приём: те, которые направлены в небо, принесут мало шумов, а те, которые направлены назад, в землю и несут основной вклад тепловых шумов, внезависимости от их количества и величины будут переотражены общим отражателем, который выступает за крайние спирали на те же 2 лямбда.
Кроме того, чем ближе мы ставим спирали друг к другу, тем больше снижается усиление каждой из них.
Кстати, о "смешных " размерах. Я думаю, а сегодня посчитаю, что число витков спирали должно быть значительно больше, диаметр первого витка должен зависеть от минимальной длины волны диапазона, а последнего - от максимальной длины волны. Полагаю, что спираль будет иметь вид усечённого конуса длинною сантиметров 60, не менее. Ну, рассчёты покажут...

Вместо согласующего стакана прикрутить конвертер не получится, т.к. согласующий стакан - это трансформатор сопротивлений, который повышает уменьшенное в N раз волновое сопротивление соединённых параллельно N соединительных отрезков до волнового сопротивления фидера снижения. Без него энергия от антен не пойдёт к приёмнику, а будет переотражена обратно к спиралям.
 
Последнее редактирование:

странник

Супер-Модератор
Команда форума
Про применимость идеи сумматора

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:
Идея сумматора не замыкается на конвертеры с прямоугольным фланцем. Достаточно между сумматором (который нарисован красным) и конвертером с круглым волноводом поставить волноводный переход с одного сечения на другое. Только нужно будет предусмотреть возможность вдвижения-выдвижения последнего из цилиндрического волновода для подстройки фазового центра

Добавлено через 31 минуту
Если надо принять сигнал с одной антенны на 2 конвертора одновременно ,
есть такая штука "Ортомод" www.ssmtech.ru/katalog/profsputo/ik.php
Вот описание.

Это старая конструкция 15 летней давности,тогда для смены поляризации применяли магнитные или механические поляризаторы.
А для разветвления сигнала применяли Ортомоды.
Верхнего диаппазона тоже небыло.
На один конец крепится облучатель,на свободные концы крепятся 2 одинаковых фланцевых конверотора.

Так вот если пересверлить отверстия и повертуть конвертор на 90 градусов получим 2 конвертора на одном сигнале.

Дальше ФАНТАЗИРУЮ -попробовать соединить несколько ортомодов и прикрепить на него несколько конверторов

SMW ОМТ 30

Ортомод (разделитель линейных поляризаций) Ku диапазона. Предназначен для одновременного приSма сигналов в вертикальной и горизонтальной поляризации на два различных конвертера. Обеспечивает минимальные проходные потери (до 0.1dB) и изоляцию сигналов с различной поляризацией друг от друга не менее 31.5 dB. Изготовлен из цинка. Дополнительно может поставляться волноводный изгиб 90 на градусов.

Спасибо за информацию. 15 лет назад я изготавливал (и использовал) магнитный деполяризатор на основе ферритового стержня в волноводе, и механический деполяризатор, в котором Г-образный полуволновой зонд поворачивался шаговым двигателем в волноводном переходе.
Если кого заинтересует моя конструкция - расскажу подробнее.

Ортомод (разделитель линейных поляризаций) здесь совсем не в тему, т.к. разделяет сигнал от одного облучателя по поляризации. Отсюда, видимо и название - ОРТОгональные МОДы. Мне же для проекта ДЖЕМИНИ нужно получить два (как минимум) одинаковых сигнала, т.е. одинаковой поляризации в том числе.
Разделение сигналов волноводными тройниками одной поляризации эффекта не даст, т.к. на выходе каждого плеча тройника сигнал будет вдвое меньше, чем на входе. Тройник - это делитель, и выигрыша в соотношении сигнал-шум мы не получим, а за счёт разных фазовых шумов гетеродинов у разных конвертеров ещё и проиграем.

Но за участие в обсуждении и предложения спасибо. Как говорят на ТВ: "Оставайтесь с нами" !yea!

Добавлено через 53 минуты
... Так что теперь остановка за свободным временем....
С Уважением MIUS:big_boss:

Огромное спасибо за идеологическую поддержку идеи, но с практической реализацией пока повременим - спешить будем медленно.

4мм трубка - идеальный материал для УКВ диапазона, и мысль о том, что увеличение толщины (ширины) вибратора расширяет его частотный диапазон, абсолютно верна. Но так же верно и то, что при этом уменьшается КУ на основной (средней) длине волны...
Поэтому, думаю, 4мм для С диапазона - перебор.
Сегодня хочу посчитать. А потом уже - к экспериментам, готовность к которым я очень ценю
 
Последнее редактирование:

странник

Супер-Модератор
Команда форума
Рассчёт спиральной антены Для ФАР С диапазона

.

Посчитал параметры единичной спирали для ФАР диапазона С


У Ротхаммеля в спирали оптимальное расстояние между витками 0.24 лямбда или 55.2мм, что даёт нам рабочую длину волны 230мм или частоту 1.3ГГц
Для Экспресса АМ-1 в позиции 40° ВД нижняя частота 3.675ГГц, верхняя – 4.143ГГц, излучаемая мощность 43дБВ, что по рекомендациям http://www.lyngsat-maps.com/maps/eam1_c.html требует тарелки 0.8м.
Максимальная длина волны 82мм, минимальная –72мм. Средняя длина волны 77мм. Для неё необходимый коэффициент усиления 640 или 28дБ при КИП=0.6. Значит, для 1 спирали из 9 нужно получить усиление не менее 71, а с учётом реальных потерь, погрешностей изготовления эта цифра должна быть раза в полтора-два больше – 110-140 или 20-21.5дБ. Вот под этот КУ и будем считать одиночную спираль.
Ротхаммель рекомендует диаметр прутка для спирали 3.5мм, в пересчёте на С диапазон будем иметь 3.5/230*77=1.2мм
Далее будем использовать книгу MODERN ANTENNA DESIGN THOMAS A. MILLIGAN.
Оптимальный угол, тангенс которого равен отношению межвиткового расстояния к длине окружности образующего цилиндра, 12°<a<18°. Принимаем 13.5°, а для длины окружности в долях длины волны 0.78 ≤ Cλ ≤ 1.33. Принимаем 1. По Ротхаммелю – 0.96. Диаметр витка 77/3.1416=24.5мм
Ширина диапазона (82-72)/77=13%.
35-ти витковая антена имеет ширину диапазона 15%, 50-ти витковая – только 10%. Мы для 13% ширины диапазона выберем 42 витка. Длина спирали 42*77*0.24=776мм.
Рекомендуется спираль поместить в цилиндрическую чашку диаметром 70мм и высотой 46мм

Теперь о конструкции ФАР в целом

Вобщем, получилось почти как я предполагал. Только на металический экран поставить дополнительно чашки, а его размеры можно будет сократить до 300х300мм. Это очень хорошо, т.к. позволит сократить длину коаксиальных линий до величины чуть более 16см (кратной λ/2 с учётом укорочения в кабеле).
По углам металического основания 300х300мм я бы поставил диэлектрические стойки, скажем, из сухой крашеной древисины длиной 740мм, а на другом их конце закрепил бы лист стиродура 300х300х30мм, в котором закрепил бы (ввинтил) начала медных проволочных спиралей. Причём осевые линии спиралей располагаются по матрице 140х140мм, диагональ которой повёрнута относительно основания на 45°. Это позволит подвязать все спирали к четырём стойкам капроновой леской внатяг. Думаю, через 10см будет достаточно, чтобы зафиксировать спирали параллельно друг другу и стойкам. Геометрию этой этажерки закрепить диагональными растяжками между боковыми стойками.

Такую штуковину можно попробовать изготовить - больших затрат не предвидится
 

странник

Супер-Модератор
Команда форума
К рассчёту спиральной антены

.

Нашёл результаты моделирования спиральных антен http://ourworld.compuserve.com/homepages/demerson/helix.htm

Что для нас важно:
1. При длине спирали больше 7 лямбда усиление перестаёт расти достигая максимума 15дБ.
2. Максимальное усиление реальных антен порядка 14дБ (вспомните прозорливого MIUSа :) )
3. Оптимальный шаг спирали 0.24 лямбда, радиус витка 0.17 лямбда при 30 витках

На рисунках вы можете это видеть сами

И ещё нашёл, что по определению IEEE правосторонняя поляризация соответствует спирали, которая укладывается между витками нормальной правосторонней резьбы. При этом определение противоположно классическому определению в оптике.
Учтите, что при отражении от зеркала (параболы) правосторонняя поляризация меняется на левостороннюю и наоборот.
 

Вложения

  • ПарамСпирали.jpg
    ПарамСпирали.jpg
    30,4 KB · Просмотры: 10
  • УсилСпирали.jpg
    УсилСпирали.jpg
    24,3 KB · Просмотры: 8
  • Like
Реакции: Cold

странник

Супер-Модератор
Команда форума
Антенный калькулятор

.

Для рассчёта спиральной антены можно воспользоваться специальным калькулятором http://www.csgnetwork.com/antennahtcalc.html


Я, правда, недолюбливаю программульки, которые что-то как-то по какому-то алгоритму считают, но тем не менее...

Задав частоту 3900МГц , 30 витков, получил спираль длиной 60см с диаметром витка 28мм, шагом витков 20мм, рефлектором диаметром 77мм и усилением 17.5дБ. Для намотки спирали нужно 270см провода.

Для 36 витков (больше программа не может :snooks: ) соответственно 72см длины при тех же параметрах витка и рефлектора, а усиление 18.3дБ

Как видите, у длиных спиралей КУ при увеличении количества витков растёт очень медленно
Лучше общий КУ ФАР поднимать за счёт толпы близнецов ростом по 60 см :)
 

странник

Супер-Модератор
Команда форума

Вложения

  • helix.zip
    5,8 KB · Просмотры: 14
  • Like
Реакции: MIUS

DIDONE

Профи в Сат-ТВ
Конечно извиняюсь что встрял,если чего потом это удалю,как раз сегодня юзали у приятеля вот эту антенну,хотели понять какой там конвертор,какая частота гетеродина,на отсканированных каналах частоты меньше примерно на 942 но точно не запомнил,марка Nokia,кто сталкивался,как её можно использовать выкинуть жалко очень понтовая?Как проверить параметры конвертора?Как оказалось от тех установщиков что были рядом пользы не было.
 

Вложения

  • антенна1.jpg
    антенна1.jpg
    35 KB · Просмотры: 109
  • антенна2.jpg
    антенна2.jpg
    50,5 KB · Просмотры: 110

MIUS

Moderator
Команда форума
Хороший снимок на фоне

Хороший снимок на фоне моего любимого магазина. Я там постоянно покупаю для себя и для знакомых. Ну а что касается антенны, то нужно знать что там в голове. Для этого нужно найти даташиты на внутренности и понять как перестроить гетеродин. Саму антену переделывать наверно не придется потому как разница в частотах маленькая. Возможно там есть в гетеродине цепочка обратной связи в АПЧГ. И там, по идее, должен быть ДПКД (делитель с переменным коф. деления). Вот и нужно его переключить. Если конечно повезет и такое там есть.....:pardon:
С Уважением MIUS:big_boss:
 

MIUS

Moderator
Команда форума
Завтра поробую вырваться....

Не знаю как его зовут... Но он меня давно знает как клиента постоянного.... Завтра поробую вырваться.... Или во вторник уже точно попаду туда.....
mius, тогда если будет возможность пожалуйста зайди в этот магазин и посоветуй.Это не мне,это хозяину этого магазина,если имеется ввиду Анатолий. Антенна будет "при нём" :)
 

странник

Супер-Модератор
Команда форума
... какая частота гетеродина,на отсканированных каналах частоты меньше примерно на 942...
...как её можно использовать...
Частота гетеродина на 942 МГц выше, чем та, кторая установлена в настройках ресивера. Установите в ресивере частоту гетеродина на эту величину больше, и вам будут показаны "правильные" частоты отсканированных каналов, которые ресивер определяет прибавляя к первой ПЧ частоту гетеродина. Перестраивать гетеродин нет смысла.

Это печатная ФАР, у неё очень высокий уровень боковых лепестков, поэтому её располагают диагональю к земле, чтобы уменьшить влияние тепловых шумов. Конвертер там, скорее всего, самый обычный, только плата лежит на подложке ФАР и входы соединены с собирательными МПЛ короткими проходными штырьками.

Интересно сравнить чувствительность этой установки с какой-нибудь стандартной. Думаю, что она не лучше, чем у полуметрового блюдца.
Поэтому и использовать это чудо западной цивилизации лучше не по назначению, как в купающейся в суперлучах Западной Европе, а в рекламных целях для привлечечения внимания таких как я украинских папуасов :)
 

странник

Супер-Модератор
Команда форума
.

Сейчас в теме дал вроде бы коректное определение фокуса спутниковой антены, но чувствую себя немного прохиндеем, т.к. в рамках проекта Джемини потихоньку, медленнее, чем хотелось бы, работаю над установкой, в которой один из фокусов будет отрезком прямой :pardon:
 

Gogia Minas

Пользователь
Фух, читал, читал весь ваш замысел, всё довольно интересно... Мой отец примерно с 93 года делал стеклопластиковые антенны, мне тоже приходилось формовать зеркала и расчитывать параболы для лекал. Делали даже двухзеркальную схему, но не очень удачно, всё-таки в кустарных условиях довольно тяжело достичь высокой точности зеркала.

Лично моё мнение: для максимального КПД надо брать двухзеркальную прямофокусную антенну. Всё оффсетки всегда работали хуже прямофокусных антенн!
 

GLD2

Профи в Сат-ТВ
Такие плоские антенны бывают двух типов -

1. ФАР на печатке
2. Хитрого образа облучатель, а внутри "обычная" головка.
 

странник

Супер-Модератор
Команда форума
.
Спасибо за внимание к теме :)
...Делали даже двухзеркальную схему, но не очень удачно, всё-таки в кустарных условиях довольно тяжело достичь высокой точности зеркала.
Совершенно с вами согласен. Только добавлю для конкретизации: высокой точности параболоида, элипсоида или гиперболоида вращения, у которых кривизна изменяется сразу же по двум направлениям. И особенно малого зеркала (контррефлектора).
Поэтому я сейчас потихоньку делаю цилиндрические зеркала, для которых в домашних условиях можно достичь достаточно просто необходимую точность изготовления.

Лично моё мнение: для максимального КПД надо брать двухзеркальную прямофокусную антенну. Всё оффсетки всегда работали хуже прямофокусных антенн!
Насчёт двухзеркальной антены полностью с вами согласен, хотя сейчас мастерю трёхзеркальную.
Утверждение, что офсетки работают всегда хуже прямофокусных, не разделяю. Скорее, офсетки хуже настраиваются. Их преимущество (и беда одновременно) в том, что они работают, даже если вы "промахнулись" с фокусом. Большинство так и работают в "мультифидном" режиме, с облучателем не в геометрическом фокусе... Работают, естественно, хуже, чем прямофокус с такой же апертурой. А прямофокус мы обязаны настраивать строго, т.к. размер апертуры облучателя для него в 7-9 раз меньше, и права на "промах" с геометрическим фокусом мы просто не имеем. Благо, что найти и рассчитать его просто.
А вот для офсетки найти фокус... :( Но это мы уже обсуждали в другой теме.
 

DIDONE

Профи в Сат-ТВ
Вот человек в теме:
60см.офсет + 60см.офсет = 110см.офсет: как это сделать...
увеличение сигнала при помощи 2шт. малых САТ антен...

Предлагаю такую тему, для тех - кто умеет что-то делать своими руками и в голове иногда возникают умные мысли, а так же - для всех остальных.

У меня где-то валяются без толку 2шт. тарелочки по 60см. каждая. Большую тарелку поставить иногда очень проблематично и дорого, а вот 2шт. по 60см. поставить рядом - это возможно.
Есть несколько способов это реализовать:
1. Берём 2шт. тарелки 60см., ставим их рядом(одна справа, вторая впритык - слева), на металлическую раму ранее изготовленную и точно настраиваем на один и тот же спутник, жёстко зажимаем всю эту конструкцию.
Потом снимаем головки Ку офсетные и вместо этих головок ставим облучатели 2шт. Ку-диап., потом сводим в волноводах в один и на конце ставим 1шт. головку Ку-диап., но без облучателя, от прямофокусной антены...
Проблемы:
а) потери полезного сигнала в волноводах.
б) точное изготовление и подгонка.
с) большое расстояние головок друг от друга.

Второй способ - напишу немного попозже...

вот место где обсуждают это
 
  • Like
Реакции: MIUS

DIDONE

Профи в Сат-ТВ
gellu написал(а):
Вспомним что такое есть офсет (хихикаем) и после этого делаем так: 4 одинаковых антенны связываем крестообразно за хоботы. После этого механически крепим (соединяем между собой) сзади. (Страшно помучится придется). После этого снимаем хоботы, а в предварительно замеренную точку ставим конвертер с облучателем для ПРЯМОФОКУСА ибо именно он у Вас и получится. Долго хихикаем (все будет работать 100%) и покупаем за 5 лат старый прямофокус размером 1.40м б\у (благо их в Риге достаточно по крышам валяется) для дальнейших экспериментов. ОФСЕТ так получить нельзя!
Скопировал ответ человека , он в чем то прав?
 

Gesha

ЗЕВС
Команда форума
DIDONE, он частично прав. Только сложить врядли получится без ножниц по металлу. Достаточно вспомнить что такое оффсет - это вырезка из прямофокуса. И, если вырезка сделана так, что нижний край оффсета есть центр прямофокуса, из которого его вырезали, или он выше центра, то вроде как теоретически получается правильно. Но таки бока придётся подрезать:).
А на самом деле надо настроить одну антенну на спутник, потом вторую, отпилив от неё стойку головы перевернуть вверх ногами и настраивать на конвертер первой на тот же спутник. Потом так же ещё две по бокам поочерёдно.
 

странник

Супер-Модератор
Команда форума
а в предварительно замеренную точку ставим конвертер с облучателем для ПРЯМОФОКУСА ибо именно он у Вас и получится.
Нет, так не получится, т.к. у такой многолепестковой "ромашки" будут дыры между лепестками, сквозь которые в облучатель попадёт шумов немеряно...
В китайских лепестковых зеркалах форма "лепестка" далеко не элипс :) и то они стыкуются с прекосами и потерями на стыках, ну и КУ у них значительно ниже, чем у цельного зеркала.

При интегрировании малых зеркал в систему я вижу только один путь:
каждое облучать отдельным согласованным облучателем, а сигналы суммировать позже (или на уровне волноводов или, как я предлагал выше, после LNA)
 

Gesha

ЗЕВС
Команда форума
Нет, так не получится, т.к. у такой многолепестковой "ромашки" будут дыры между лепестками, сквозь которые в облучатель попадёт шумов немеряно...
Ну, дыры то и позатыкать мона...тем что шумы не пропущает снизу и сигнал не отражает...теоретически:).
сигналы суммировать позже (или на уровне волноводов или, как я предлагал выше, после LNA)
ИМХО, но суммировать тока непосредственно сигнал пока он "в воздухе". Но никак не электрический сигнал, я ж упоминал уже причину - явление наличия порога.....потому на электронику нам надо подать максимального уровня волну...
 

странник

Супер-Модератор
Команда форума
ИМХО, но суммировать тока непосредственно сигнал пока он "в воздухе". Но никак не электрический сигнал, я ж упоминал уже причину - явление наличия порога.....потому на электронику нам надо подать максимального уровня волну...
Ваша ИМХА с моёю ИМХОЙ насчёт порога не договоряться :)
А по сути - суммирование в волновдных "штанах" - это то же суммирование в воздухе, только не в свободном, а ограниченном от шумов пространстве.

Очень понравилась ваша идея про затыкание дыр поглощающим материалом. Она весьма плодотворна, только в другой модификации:
Мы не можем эффективно облучать зеркало, т.к. перелив энергии через его край обеспечивает поступление шумов в систему. А если вокруг зеркала будет достаточно широкая "юбка", скажем, из чёрной резины, то можно облучатель сделать с более широкой ДН и повысить КИП с характерных 0.5 до 1, которой "кормят" производители и продавцы антенн доверчивых покупателей... :)
 
Сверху