us7igs.okis.ru

      Почему US7IGS -  FREGAT - одно диапазонная антенна  напоминает двухкорпусный парусник.

                                     - при сборке антенны требуются специальные подставки.

                                     - строгий внешний вид.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

       Специальные распорки, дистанционные втулки и подвесы устраняют провис траверс и боковой прогиб, а так же обеспечивают стабильность положения основания ( точек крепления) одноименных элементов разных траверс антенны относительно друг друга с точностью + - 2.5 мм даже в сильный ветер.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

  ЗАДАЧА КОНСТРУКЦИИ АНТЕННОЙ СПАРКИ - обеспечить стабильное усиление ( не менее 15дб) главного лепестка диаграммы направленности (ДН).

                                                                                       - максимально подавить боковые и задний лепестки ДН (не менее 12дб).

Иными словами максимально снизить шумы,  приходящие из других направлений, кроме главного лепестка.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

     Почему две траверсы (спарка) - спарка обеспечивает решение  большего круга задач, чем одиночная траверса. Например позволяет (при определенных условиях) производить пеленг радиоэлектронного средства (РЭС) двумя методами - максимума и минимума или увеличить подавление боковых лепестков  пространственно- фазовым методом,  управлять ДН при скоростном электрическом сканировании.

   С механической точки зрения - симметричная относительно точки опоры конструкция.

____________________________________________________________________________________________________________________

     US7IGS -  FREGAT отличается от других антенных решеток тем, что крепеж траверс осуществлен не с помощью крестовины, а с помощью специального каркаса, напоминающего вытянутую в ширину славянскую или латинскую букву Н. Траверсы расположены параллельно горизонтальной части. При чем в случае трех диапазонного варианта наружными будут траверсы самого низкочастотного диапазона, а ближе к оси 430мГц и 1215 мГц соответственно. По - этому габаритные размеры трех диапазонной антенны не превышают габариты одно диапазонной антенны FREGAT диапазона 144мГц.

____________________________________________________________________________________________________________________

                                                          На фото двух траверсный SWAN 144 - 146 мГц.

                Такой крепеж траверс с помощью крестовины считаю не корректным, от воздействия температуры, ветра траверсы деформируются как им вздумается, одна  траверса может согнутся например вниз, а другая например вправо вверх, о какой нормальной фокусировке электромагнитной энергии может идти речь?  И в каком направлении?    В таком виде, как на фото, использовать приемный антенный усилитель малоэффективно - возрастают шумы заднего и боковых  лепестков ДН, хотя нормированная ДН не изменится, абсолютное значение шумов возрастет пропорционально коэффициенту усиления усилителя.

   Другое дело дополнительно подавить задний и боковые лепестки ДН и на эту величину, или чуть больше, можно будет поднять усиление главного лепестка ДН с помощью приемного антенного усилителя, благо электронных приборов с малым коэффициентом шума в продаже достаточно. Эта идея реализована в конструкции антенны US7IGS - FREGAT. Эксперименты и измерения только начинаются.

Прогнозируемое усиление главного лепестка антенны на прием переключаемое 14 - 15дб и 25 -28 дб, на передачу 14 -15дб. Впрочем результаты  экспериментов впереди.       

   Наверное у всех возникает вопрос: почему автор пошел по такому пути проектирования?

    1. - ограничено пространство для подъема антенны, - длина траверсы не более 4м.

    2. - желание получить большее усиление антенны при сохранении достаточно широкого лепестка ДН.

    3. - сэкономить конструкционные материалы, максимально снизить парусность и вес конструкции.

 Действительно, для увеличения коэффициента усиления антенной системы на 2дб необходимо количество траверс удвоить (почему на 2 дб, а не на 3 дб - смотри мою статью " Антенна SWAN 144 - 146 мГц - достоинства, недостатки, опыт и анализ многолетней эксплуатации" на этом сайте).

   Например для увеличения усиления одной траверсы на 6 дб в систему нужно добавить еще 7 траверс т.е получается антенная решетка из 8 траверс, для спарки - 16 траверс и все это ради 6 дб дополнительного усиления. соответственно будет расти вес системы, парусность, мощность поворотного устройства, а особенно стоимость.  При росте количества траверс ДН будет сужаться, поверьте для радио связи сильно узкая ДН не приводит оператора в восторг, хотя в локации узкая ДН может быть и плюс - я не знаю.                          

       12 ноября 2016г.

                ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ -  НЕ СКОРО.  

Я пишу все,  сразу на страницу сайта, позже, когда будет завершена работа над темой. Разделы текста упорядочю.  25 июня 2022г

        ВОПРОСЫ, КОТОРЫЕ  ВОЗНИКЛИ И НА 

        КАКИЕ ХОТЕЛОСЬ БЫ ПОЛУЧИТЬ ОТВЕТ.

                                     Все новое - это хорошо 

                                     Забытое старое или  

                                      Спрятанное кем - то 

                                      Специально, чтобы 

                                      Не вспомнили.

           Все, кто занимался, когда-либо антеннами

  Слышали фамилию Татаринов.  Литература убеждает, что он предложил  согласование  любой нагрузки с генератором с помощью шлейфов. 

Но мы привыкли к тому, что подгоняем входное сопротивление антенны к чисто активному и удобному (равному) сопротивлению фидера, 

 чтобы передать максимальную  мощность от генератора (передатчика) к нагрузке (антенне).  Все это хорошо, но у меня возникает вопрос : 

  - для чего тогда нужно согласование с помощью шлейфов, что ими согласовывать, если антенна согласована с фидером?

 - почему быстренько "затоптали" лабораторию в Нижнем Новгороде?

  Ответы наводят на размышления:

 - подгоняя входное  сопротивление антенны к активному, мы сознательно или бессознательно уводим антенну от резонанса, в угоду 

согласования фидера с антенной, при этом очень значительно проигрываем в усилении самой антенны, сравните амплитуду тока или 

напряжения в настроенном колебательном контуре и не настроенном -  не правда ли огромная разница, - с десяток децибелл и чуть больше, Получается,

что мы намеренно снижаем коэффициент усиления антенн примерно на десять -двенадцать децибел. Получается следующая арифметика:

 - например семиэлементный волновой канал, имеющий усиление 7-9 децибелл с резонансными вибраторами будет иметь усиление 17- 21 децибел приблизительно, но входное сопротивление такой антенны однозначно будет комплексным. Для согласования такой антенны с фидером и передатчиком  как нельзя лучше применимы шлейфы Татаринова (для малых мощностей можно применить П- контур вблизи антенны).  Похоже этим и  занимался  Владимир Васильевич Татаринов.  Видимо кому-то не нужно было, чтобы изменился подход к проэктированию высокоэффективных антенн и лабораторию по сути уничтожили.                                                           12.февраля 2023 г.     

Мы разобрались  с предками: -  Спасибо тем, кто двигал науку вперед и хрен с ними,  кто им мешал. 

   И так мы начинаем !!!!!!!!!

    От простого к сложному мелкими шагами.

   1. Сначала о Владимире Васильевиче Татаринове.  Экспериментируя со взаимными сопротивлениями антенных вибраторов, по ходу составляя таблицы и графики взаимных сопротивлений, Татаринов не мог не прийти к выводу( возможно он и отмечал это в своих публикациях), что  КПД системы взаимных вибраторов сильно падает, если в системе присутсвует хоть один вибратор имеющий активное сопротивление.  Так же он наверняка заметил, что замедление системы вибраторов зависит  от последовательности и соотношения реактивных сопротивлений вибраторов в системе (эти выводы я сделал на основании статей, авторы которых ссылались на работы Татаринова).

    2. Приняв все изложенное за истину,  ознакомившись с некоторыми математическими трудами в области оптимизации коэффициента направленного действия антенных систем, решил начать пошаговый эксперимент по повышению  КПД антенны Волновой канал.

      Шаг первый.

   Основываясь на результатах математических расчетов ( не моих ), решил построить антенну волновой канал оптимизированную с точки зрения соотношения реактивных сопротивлений вибраторов в системе.  При этом я четко понимал, что достигнуть максимального усиления в системе я не смогу, так как не обеспечил всех необходимых и достаточных условий для этого. Мне необходимо было выяснить, действительно ли возрастет коэффициент усиления и КНД, по сравнению  с классическим Волновым каналом ( расчет которого предлагают до сих пор академические вузы ) и до сих пор пользуются радиолюбители , о бытовых телевизионных антеннах  Волновой канал я воообще  молчу, такое впечатление, что их разрабатывают вообще не специалисты антенной техники, вне зависимости от страны производителя. 

    Расчет  оптимизированной  системы, но с активным вибратором, имеющим вне системы входное сопротивление 73 Ома, я произвел для частоты  145500 кГц. Результаты расчета меня несколько  озадачили, думаю  и  радиолюбители, имеющие опыт настройки  Волновых каналов тоже будут подвержены таким ощущениям. Тем не менее я решил идти  вперед и собрал антенну по расчетам.

   Вот  размеры этой экспериментальной антенны :

   -  длина траверсы                                           -   4,45м.

   -  длина  рефлектора                                      -   969мм.

   -  длина активного вибратора                     -   2Х477мм.

   -  длина первого директора                         -   869мм.

   -  длина второго директора                         -   855мм.

   -  длина третьего директора                       -    852мм.

   -  длина четвертого директора                   -    866мм.

   -  длина пятого  директора                           -    925мм.

   -  расстояние между элементами                -    722мм.

    Такая антенна имеет входное комплексное сопротивление  активная часть близка к отметке 21 Ом, а реактивная часть имеет индуктивный характер  и близка к отметке 27,5 Ом.  Такую антенну необходимо согласовать  с питающим фидером.

   изменение размеров любого элемента антенны более, чем на 3-5мм. равно, как и изменение расстояния между элементами приводит к  резкому скачку  усиления антенны в сторону его снижения.  Усиление такой антенны по моей субьективной оценке явно выше моего одиннадцати элементного SWAN. Любое добавление или уменьшение количества элементов  так же приведут к сильному снижению усиления.  Все элементы  изолированы от траверсы, диаметр элементов должен быть в пределах (2,6 - 3,0)мм.  Траверса была изготовлена из высушеной сосновой рейки  ( сборной из двух половин ), хорошо пропитанной олифой и снова высушенной 20Х40 мм и общей длиной 4м 45 см

 Теперь о размерах рефлектора и директоров.  Если первый - третий директора  почти такие же как и в классике, то рефлектор и четвертый, пятый директора явно сильно отличаются. 

 И еще одна особенность  перенести методом масштабирования антенну на мегаГерц  другой  не получиться, размеры директоров и рефлектора для сохранения КНД при изменении рабочей частоты  изменяются не пропорционально.

 Полоса пропускания не превышает одного мегаГерца. 

   Выводы:

    -  Я убедился в правоте предположения, что на КНД и усиление директорной антенны сильно  влияет взаимное сопротивление элементов системы, даже если она не резонансная, как в моем случае, ( К стати сказать, классический Волновой канал тоже не резонансная  система). На этом я заканчиваю  эксперименты с Волновым каналом  состоящем из элементов не резонансных размеров и начинаю строительство и экспериментальную работу с  Волновым каналом состоящим из элементов  резонансной длины. В случае неудачи у меня уже есть к чему возвратиться.

     Шаг второй.

   Строительство  Волнового канала с резонансными элементами.

   -  Все еще впереди,  но задача уже поставлена:

   -  количество элементов                      -        7

   -  диаметр элементов                            -        3мм.

   -  входное сопротивление                    -     21+J70 ОМ

   -  усиление, КНД и КПД                          -      максимальные

   -  ширина полосы усиления                 -      около  1 мГц

         07 Февраля 2024г.