Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Тут обсуждаем спутниковые антенны разных размеров и производителей
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

.
Аппарат использования волновых трубок для исследования распределения напряжённости волнового поля внутри конуса, проходящего через проекцию апертуры зеркала ACBD с вершиной в точке фокуса F позволил в программе PARABOLA сделать оценку КУ антенны и ширины главного лепестка ДН на заданных пользователем частотах.
В таблице выше окошек ввода результатов обмера зеркала предустановлены 5 частот: верхняя и нижняя частоты С диапазона, а также верхняя, средняя и нижняя частоты Ku диапазона.
Вы можете, по желанию, ввести туда свои, интересующие вас частоты.
В "шапке" таблицы указаны колонки с КУ на заданной частоте при заданном КИП и шириной ДН по уровню -3дБ, а в "подвале" - при каком законе распределения поля рассчитаны эти значения.
Таблица сохраняется на результирующем профиле антенны и может служить в качестве справки для оценки возможности приёма спутников в разных частотных диапазонах.

На рассчитанном профиле вашего зеркала вы можете получить вертикальное распределение поля для частоты, окошко которой оттенено голубым цветом.
Для этого вам нужно поднять (отметить) галочку "Поле" и ещё раз нажать кнопку "Профиль".
В окошке правее чекбокса "Поле" вы можете задать нормирующий коэффициент, который влияет на контрастность отображения поля методом переменной плотности.
Ниже вы можете рассмотреть распределение напряжённости поля для Супрал-90 в Ku и С диапазонах:
ИзображениеИзображение
Обратите внимание, что напряжённость поля выше линии прицеливания больше, чем в нижней части конуса.
Последний раз редактировалось strannik 11 мар 2017, 10:24, всего редактировалось 1 раз.
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

RimaNTSS писал(а):Ну как бы небыло так что отражённый сигнал от верхней части антенны попадает в конвертор более концентрирован, если так вообще можно говорить
Попробуем восстановить ход его мыслей:
- поскольку спутник находится от приёмной антенны на бесконечно большом относительно её размеров расстоянии, плотность потока мощности его излучения в пределах апертуры постоянна. Зеркало освещено абсолютно равномерно;
- поскольку площадь раскрыва лучевой трубки А1 больше, чем В1, то в неё попадает большая, чем в лучевую трубку В часть излучения спутника;
- возле фазового центра облучателя (точнее, "собирателя", концентратора - приёмного рупора или другой приёмной антенны) площади поперечного сечения лучевых трубок выравниваются, а плотность потока мощности в трубке А становится в 3.24 раза выше, чем в трубке В;
- плотность потока мощности в фазовом центре облучателя становится во столько раз больше плотности потока мощности, который падает на апертуру параболического зеркала, во сколько раз её площадь больше площади поперечного сечения каустики в фазовом центре. Площадь каустики ("жгучей точки") соизмерима [ равна ] площади волновода конвертера.
RimaNTSS писал(а):существует ли формула, которая однозначно может посчитать местоположение ФЦ?
Теперь существует:

Z=0.293λ/sin(α/2),

где
Z - смещение ФЦ от вершины вписанного в приёмный рупор конуса;
λ - длина волны;
α - угол раскрыва конуса.

На рисунке из статьи "A 94 GHz spaceborne cloud profiling radar antenna system"
Изображение
для частоты 94.05ГГц λ=3.19мм, α/2=22°, Z=2.5мм

Та точка, которую авторы обозначили как РС, является по факту точкой вращения испытуемого гофрированного рупора относительно удалённого сферического облучателя, причём с выгнутым как на передаче, а не вогнутом как от параболического зеркала фронтом.
Авторы статьи Spitz, S., Prata, Jr. A., Harrell, J., Perez, R., and Veruttipong, W. признают, что фронт волны не совсем сферический, а положение РС отличается от приведённой через тригонометрические соотношения центра вращения на 0.63мм
По факту они определили фазовый центр рупора излучающего почти сферическую волну
Рупор сильно расфазированный (19мм>>λ), потому авторы статьи получили очень близкий к теории излучающих расфазированных рупоров результат.
Изображение
Мы же с вами получили формулу для определения фазового центра сильнорасфазированного рупора, который принимает сходящуюся сферическую волну (с вогнутым фронтом).

Теперь остаётся взять сильнорасфазированный рупор и проверить формулу на практике
Последний раз редактировалось strannik 11 мар 2017, 10:26, всего редактировалось 2 раза.
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

.
По результатам практической настройки длиннофокусной антенны СА-902 с LNB Inverto Black Ultra я убедился, что наилучшие результаты юстировки получаются, когда геометрический фокус зеркала оказывается на оси облучателя в плоскости среза задней стенки кожуха облучателя LNB, там где начинается диаметр 40мм.
На чертеже эта плоскость отмечена синим пунктиром (на расстоянии 26мм от среза облучателя):
Изображение
На рисунке приведены результаты расчёта ДН гофрированного облучателя по программе SABOR, фронтальное фото облучателя Inverto Black Ultra и чертёж его продольного разреза по выполненным мною с помощью штангенциркуля обмерам.
На чертеже серыми линиями ограничен конус раскрыва облучателя Альфа=62*
Ширина ДН по уровню -10дБ 69.4* на частоте 12.44ГГц
Положение фазового центра облучателя показано красными кружёчками для крайних частот диапазона 10.7 и 12.75ГГц (Лямбда=28 и 23.5 мм соответственно)
Расстояние от фазового центра до вершины конуса dXфц рассчитано по моей формуле, где Лямбда - длина волны сответствующей частоты в свободном пространстве (не в волноводе!)

Как видите, наилучшие результаты юстировки LNB оказались достигнуты при
совмещении фазового центра для наивысшей частоты диапазона с геометрическим фокусом параболического зеркала,
причём ось облучателя лежит на линии FG
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

.
Шесть лет назад для обсуждения оптимальной точки прицеливания нарисовал такой эскиз:
Изображение
На рисунке схематически показано облучение антенны с углом раскрыва 90* стандартным LNB с углом раскрыва 70* (внутренняя пунктирная линия).
G - точка прицеливания, красный штрихпунктир разделяет области лучей, которые попадают в верхнюю и нижнюю часть облучателя.
Зелёным цветом показаны области повышенного образования кроссполяризационных помех.
Для лучшей оценки перелива за край зеркала тонкими пунктирами показаны границы сечений конусами 80*, 90* и 100*.
Тепловые шумы (с их относительным уровнем) показаны в виде полос переменной ширины.
В качестве "горячей" земли может выступать поверхность крыши. Если она покрыта рубероидом, то летом она таки горячая! Чем шире коричневая полоса, тем интенсивнее поток тепловых шумов с этого уровня. Тепловые шумы наиболее интенсивно переливаются из-за нижнего края зеркала - здесь коричневая полоса максимальной ширины.
Примерно из-за середины зеркала облучатель перестаёт "видеть" крышу, а из-за зеркала в него попадают на порядок меньшие тепловые шумы "холодного" неба. Причём, чем выше точка перелива шумов из-за зеркала, тем меньше их уровень. Соответственно, и ширина голубых (цвета неба :) ) полос становится меньше.
Вы, конечно же понимаете что это весьма условное отображения уровня шумов из-за края зеркала. На антенне, которая закреплена на южной стене, шумов "холодного" неба вообще не будет, а будут шумы "тёплой" стенки... :wink:
Но в любом случае можно утверждать, что через нижний край зеркала в облучатель переливается больше шумов, чем через верхний.

Итак, угол раскрыва Inverto Black Ultra по стандартно рассчитанной ДН принимаем равным 70* (пока, далее я попробую убедить вас, что это не так :no: ), угол облучения фокуса в антенне Супрал-90 принимаем равным 90* и выбираем оптимальный вариант точки прицеливания.
Ответы с аргументацией весьма приветствуются, но вы можете просто указать G, G1, G2 или G3 :good:
Последний раз редактировалось strannik 11 мар 2017, 10:26, всего редактировалось 1 раз.
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

.
Сегодня, отвечая на вопрос нашего коллеги sparkT2,
отметил очевидный для меня и не такой очевидный для других факт:
поскольку программа PARABOLA 6 основана на аналитическом решении задачи, её можно использовать для любых параболических зеркал, в том числе и прямофокусных.
strannik писал(а):Для начала измерьте диаметр параболической части зеркала, натяните крест нитей и замерьте глубину зеркала в его центре.
Полученные значения подставьте в программу PARABOLA http://sat-dx.ru/viewtopic.php?f=4&t=450 - AB=CD=диаметр, ЕН=глубина
Это позволит вам определить фокусное расстояние параболы, точное положение фокуса, в точке которого нужно будет разместить фазовый центр облучателя, а, главное, необходимый угол облучения зеркала.
Пример расчётов по гипотетическому прямофокусу вы видите ниже:
ИзображениеИзображение
Как видите, всё честно :wink:
Последний раз редактировалось strannik 11 мар 2017, 10:27, всего редактировалось 1 раз.
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

.
Теперь на фотографию Супрала-90 нанесём полупрозрачные эллипсы, которые получаются как линия пересечения образующей конуса падающих в фокус зеркала лучей с его поверхностью.
Причём синий эллипс - это пересечение кругового конуса при совпадении его оси (биссектрисы) с линией прицеливания FG,
а сиреневый эллипс получен как пересечение того же конуса, но при совмещении его оси с сиреневой линией фактического прицеливания LNB:
Изображение
Напомню, что линия FG - это линия теоретически оптимального прицеливания согласованного облучателя антенны, а сиреневая линия - это линия, при ориентации вдоль которой оси LNB получен практически максимальный сигнал.
Сравните площади поверхности зеркала, с которых собирается в фазовый центр облучателя сигнал, отражённый параболоидом. Это раз.
Подумайте, на какой части зеркала в одинаковые по углу раскрыва лучевые трубки попадает большая энергия при равномерном облучении апертуры параболической офсетной антенны. Это два.
И, наконец, почему слово согласованного подчёркнуто. Это три.
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

.
Прежде, чем перейти к четвёртому из анонсированных разделов темы
рекомендации по юстировке антенны на "косом" азимутально-угломестном подвесе и мотоподвесе
хочу представить вашему вниманию фотографии с типичной киевской крыши с типичными установками на популярные здесь спутники:
ИзображениеИзображение
На первом фото вы видите (слева на право):
- "Змея Горыныча" на антенне 0.75м (у меня такая сейчас на мотоподвесе);
- такое же зеркало, но направленное на 36*Е;
- мою харьковскую СА-1200 с апертурой 1.07м (фотография сделана из точки прямо напротив точки прицеливания фокусного LNB с номером 3);
- выше ещё один "Змей Горыныч" на антенне СА-902 с апертурой 0.84м;
- на заднем плане (виден лишь "хобот") ещё одна антенна 0.75м, которая направлена на позицию 75*Е.

Второе фото отличается от первого наличием ещё одного "Змея Горыныча" на антенне СА-902 0.84м (позиции принимаемых спутников подписаны над LNB) и ракурсом съёмки. Я специально разместил фотоаппарат в вертикальной плоскости симметрии верхнего "Змея Горыныча".

Хотелось бы услышать от знатоков, на какие спутники направлены пять LNB моей антенны %)?
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
wellikan
Site Admin
Site Admin
Сообщения: 4228
Зарегистрирован: 23 фев 2015, 07:55
9
Ресивер: Dr.HD 1000 Combo, Denys H.265, TBS 6903
Антенна(ы): GIBERTINI OP 150 S
Благодарил (а): 2236 раз
Поблагодарили: 2927 раз
Возраст: 43
Контактная информация:

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение wellikan »

1 - Astra 19.2e
2 - Eutelsat 16e
3 - Hotbird 13e
4 - Astra 5e
5 - Amos 4w
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

.
Пока угадано три спутника из 5.
Возможно, вид мультифида с близкого расстояния наведёт на мысли:
Изображение
Все LNB Inverto Black:
Изображение
Максимальный диаметр харьковского держателя LNB 65mm, параметры антенны CА-1200 - выше в теме.
Пробуем угадать ещё два спутника в мультифиде
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Аватара пользователя
strannik
Зарегистрированный Пользователь
Зарегистрированный Пользователь
Сообщения: 1737
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 17:03
9
Благодарил (а): 1152 раза
Поблагодарили: 2129 раз
Возраст: 70

Юстировка офсетных антенн. Программа и примеры настройки

Непрочитанное сообщение strannik »

.
Пока происходит гадание на кофейной гуще,
загружу рисунки для дальнейшего обсуждения этой антенны
ИзображениеИзображение
С уважением, Юрий Филатов (странник)
Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость