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Flache Satellitenschüssel

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Flache Satellitenschüssel

Gegenwärtig werden zwei Hauptparaboloid der Revolution am meisten im Satellitendirektempfangsfernsehen (SSTP) als Antennen benutzt:

achsensymmetrisch und Offset. Die mühsame Herstellung eines Parabolreflektors zwang uns, nach alternativen Designs von Antennen Ausschau zu halten, die technologisch fortschrittlicher in der Herstellung und in der Selbstherstellung sind. Solche Konstruktionen umfassen den Reflektor der flachen Zone von Fresnel (Abbildung 6.17).

Auguste Jean Fresnel (1788-1828), ein französischer Physiker, einer der Begründer der Wellenoptik, benutzte die Methode, die Wellenfront in ringförmige Zonen zu teilen, die später nach ihm benannt wurden, um Lichtbeugung zu studieren.

Die Zonen-Fresnel-Antenne (ZAP) unterscheidet sich vom Operationsprinzip wesentlich von den üblicherweise verwendeten Antennen, die auf einem Parabolreflektor basieren. Die Beschreibung der Antenne und die Methode ihrer Berechnung werden von V. Nikitin (Moskau) und dem Autor dieses Buches zusammengestellt.

Antennenreflektor Fresnel ist eine leitfähige konzentrische Ringfläche, die in der gleichen Ebene liegt. Unter dem Einfluss einer einfallenden Welle eines elektromagnetischen Feldes wird nach dem Huygens-Prinzip jeder Ring zu einer Quelle sekundärer Strahlung ,

Flache und kugelförmige Satellitenschüsseln

Flache und kugelförmige Satellitenschüsseln

der im Gegensatz zum Rotationsparaboloid, der alle Strahlen in Richtung des Fokus reflektiert, in verschiedene Richtungen gerichtet ist. Es ist möglich, die Breite jedes Rings der Zonenantenne und den Abstand zwischen ihnen so zu wählen, dass die Signale von den Nebenlinien jedes Rings an einem bestimmten Punkt im Raum in der Phase übereinstimmen. Dazu ist es ausreichend, dass die Abstände zwischen den mittleren Linien der Ringe und dem angezeigten Punkt sich durch die Länge unterscheiden

Wellensignale - l in . Dieser Punkt in Analogie zu einem Paraboloid kann als Fokus bezeichnet werden. Im Fokus steht wie bei der Parabolantenne ein Bestrahlungsgerät.

In Abb. 6.18 zeigt den Querschnitt (Seitenansicht) des oberen Teils der Zentralscheibe der Antenne und des ersten Rings. Wenn ein Punkt als der Brennpunkt in einem Abstand f von der Ebene mit Ringen ausgewählt wird, stimmen die Signale, die von den Zentren der Ringe emittiert werden, in Phase bei den folgenden Werten der Abstände zwischen den Kanten der Ringe und dem Fokus überein:

Flache und kugelförmige Satellitenschüsseln

Die Signale, die von der Mitte der Ringe emittiert werden, sind in Phase mit dem Signal, das von der Mitte der Platte emittiert wird. Die Dephasierung zwischen den Signalen, der abgestrahlten Kante der Platte und ihrer Mitte sowie den Kanten der Spur und ihrer Mitte beträgt nur 1/4 der Wellenlänge.

Somit ist die Berechnung von ZAP auf die Wahl des Ortes des Fokus F auf der imaginären Achse der Antenne, d. H. Der Entfernung f von der Antennenbahn und die Berechnung der inneren und äußeren Radien der Ringe als eine Funktion der Wellenlänge 1 des Repeaters durch Formel (6.2) reduziert. Die Entfernung f ist nicht kritisch

und es wird innerhalb von 500 ... 1000 mm gewählt (für Antennen mit großem Durchmesser).

Die Signale, die den Rand der Spur ausstrahlen, unterscheiden sich in der Phase von den Signalen, die der Kreis ausstrahlt (in der Mitte des Rings), was In-Phase gewährleistet. Breitbandige Ringe bieten Breitbandantennen . Aufgrund der Tatsache, dass die Radien des ZAF-Messgeräts von der Wellenlänge des Signals abhängen, kann es scheinen, dass die Antenne schmalbandig ist und für jede Frequenz (oder Wellenlänge) des Satellitentransponders die entsprechenden Ringgrößen benötigt werden. Berechnungen zeigen jedoch, dass dies nicht so ist.

Wenn die Radien der Ringe für einen mittleren Frequenzbereich von 10,7 ... 11,7 GHz (Wellenlänge 26,8 mm ) oder 11.7 ... 12.5 GHz (Wellenlänge 24,8 mm ), dann werden für die minimalen und maximalen Frequenzen der Bänder jene Kreise auf der Oberfläche der Ringe angeordnet, die der Gleichheit der Phasen der Signale entsprechen.

In der Tabelle. 6.2, 6.3 zeigt die Ergebnisse der Berechnung der Größen von ZAF für die spezifizierten Frequenzbänder. In der Formel (6.2) wurden die Ordnungsnummern der Radien nacheinander substituiert (die geraden Zahlen entsprechen den inneren Radien, die ungeraden den äußeren Radien und r1 dem Radius der zentralen Scheibe). Der Abstand f von der zentralen Scheibe zum Fokus F ist gleich gewählt 1000 mm . Die Breite der Ringe nimmt gleichmäßig ab . Ein Radioamateur muss nicht eine volle Menge ZAF machen . In Fällen, in denen eine Parabolantenne mit einem Durchmesser 90 Zentimeter , in der Konstruktion von ZAP kann auf fünf Ringe begrenzt werden (der fünfte Ring entspricht den Radien r10 und r11). In diesem Fall ist für den Frequenzbereich von 10,7 bis 11,7 GHz der Durchmesser des ZAP gleich 1098 mm , für 11,7 ... 12,5 GHz - 1024 mm .

Tabelle 6.2.

Flache und kugelförmige Satellitenschüsseln

Flache und kugelförmige Satellitenschüsseln

Flache und kugelförmige Satellitenschüsseln

Wenn wir die Radien der Spur für die mittlere Wellenlänge des gesamten Sendebereiches Ki (10,7 bis 12,75 GHz) berechnen, so erstrecken sich diese "In-Phase" -Kreise an ihren Rändern über die Oberfläche der Ringe hinaus. Daher funktioniert an den Rändern eines solchen breiten Bereichs der In-Phase-Addition von Signalen nicht.

Flache und kugelförmige Satellitenschüsseln

Als Ergebnis der Berechnung werden die Radien der "In-Phase" -Kreise erhalten, wobei n die Nummer des Rings ist. Die Zentralscheibe entspricht n = 1. Die Breite ist beliebig gewählt. In der Praxis ist es möglich, eine zentrale Scheibe mit Radius herzustellen 50 mm und die Breite jedes Rings wird gleich genommen 20 mm . In diesem Fall befindet sich der phasengleiche Kreis ungefähr in der Mitte des Rings.

Die Zonenantenne ist flach in der Form, so dass sie bei Amateurherstellungsbedingungen viel technologisch fortgeschritten ist. Eine solche Antenne kann aus einem großen Stück Folienkunststoff oder durch Ätzen oder durch Schneiden von Zwischenräumen zwischen Ringen hergestellt sein. Es kann auch gemacht werden, indem man Ringe aus Folie oder sogar Zinn auf ein Blatt aus Getinax , Textolit, Plexiglas, Holzfasergewebe (DVP) klebt. Um die Windlast in der dielektrischen Basis der Antenne zu reduzieren, wird eine beliebige Anzahl von Löchern gebohrt.

Der Hauptnachteil einer zonalen Antenne im Vergleich zu einem parabolischen mit dem gleichen Durchmesser ist eine kleinere Verstärkung, da nicht die gesamte Energie des Signals, das in das Antennennetz eintritt, auf den Illuminator gerichtet ist. Unter schwachen Signalbedingungen führt der Verlust der Verstärkung sogar um 2 dB zu einer Signalschädigung durch Rauschen und Farbverlust. Um den Mangel des Verstärkungsfaktors des CJSC zu kompensieren, ist es notwendig, den Durchmesser der Antennenbahn zu erhöhen, obwohl diese Antenne mit ausreichender Satellitentransponderleistung und großen Elevationswinkeln (weniger thermisches Rauschen von der Erde) gute Ergebnisse für diesen Empfangspunkt liefert.

Der Konverter kann wie bei einer Parabolantenne mit direktem Fokus an den ZAF -Fokus angeschlossen werden