Poste HF d'antenne réseau à commande de phase. Antenne réseau à micro-ondes

La deuxième partie de l'article est consacrée aux moyens de voir ce qui se trouve au-delà de l'horizon.
Après avoir lu les commentaires, j'ai décidé de parler plus en détail des communications VSD et des radars basés sur les principes du « faisceau céleste » ; des radars fonctionnant selon les principes du « faisceau terrestre » seront dans le prochain article, si je parlez-en, puis j'en parlerai séquentiellement.

Radars à l’horizon, tentative d’un ingénieur pour expliquer la complexité en termes simples. (deuxième partie) "Pic russe", "Zeus" et "Antey".

AU LIEU D'UN AVANT-PROPOS

Dans la première partie de l’article, j’ai expliqué les bases nécessaires à la compréhension. Par conséquent, si quelque chose devient soudainement flou, lisez-le, apprenez quelque chose de nouveau ou rafraîchissez quelque chose oublié. Dans cette partie, j'ai décidé de passer de la théorie aux détails et de raconter l'histoire sur la base d'exemples réels. Par exemple, afin d'éviter le bourrage, la désinformation et l'incitation aux pets des analystes en fauteuil, j'utiliserai des systèmes qui fonctionnent depuis longtemps et qui ne sont pas secrets. Comme ce n'est pas ma spécialisation, je vous raconte ce que j'ai appris lorsque j'étais étudiant auprès d'enseignants dans la matière « Fondements de la radiolocalisation et de la radionavigation » et ce que j'ai déniché dans diverses sources sur Internet. Les camarades connaissent bien ce sujet, si vous constatez une inexactitude, les critiques constructives sont toujours les bienvenues.

"PIC RUSSE" AKA "ARC"

"DUGA" est le premier radar au-dessus de l'horizon de l'Union (à ne pas confondre avec les radars au-dessus de l'horizon) conçu pour détecter les lancements de missiles balistiques. Trois stations de cette série sont connues : Installation expérimentale « DUGA-N » près de Nikolaev, « DUGA-1 » dans le village de Tchernobyl-2, « DUGA-2 » dans le village de Bolshaya Kartel près de Komsomolsk-sur-Amour. À l'heure actuelle, les trois stations ont été mises hors service, leurs équipements électroniques ont été démantelés et les réseaux d'antennes ont également été démantelés, à l'exception de la station située à Tchernobyl. Le champ d'antenne de la station DUGA est l'une des structures les plus remarquables de la zone d'exclusion après la construction de la centrale nucléaire de Tchernobyl elle-même.

Champ d'antenne "ARC" à Tchernobyl, bien qu'il ressemble plus à un mur)

La station fonctionnait dans la gamme HF à des fréquences de 5 à 28 MHz. Veuillez noter que la photo montre grosso modo deux murs. Comme il était impossible de créer une antenne à bande suffisamment large, il a été décidé de diviser la plage de fonctionnement en deux antennes, chacune conçue pour sa propre bande de fréquences. Les antennes elles-mêmes ne constituent pas une seule antenne solide, mais sont constituées de nombreuses antennes relativement petites. Cette conception est appelée antenne réseau à phases (PAR). Sur la photo ci-dessous, il y a un segment d'un tel PAR :

Voici à quoi ressemble un segment des PHARES "ARC", sans structures de support.

Disposition des éléments individuels sur la structure porteuse

Quelques mots sur ce qu'est le PAR. Certains m'ont demandé de décrire ce que c'est et comment cela fonctionne, je pensais déjà commencer, mais je suis arrivé à la conclusion que je devrais le faire sous la forme d'un article séparé, car j'ai besoin de raconter beaucoup de théorie. pour comprendre, donc un article sur les réseaux multiéléments sera dans le futur. Et en un mot : le multiéléments vous permet de recevoir des ondes radio provenant d'une certaine direction et de filtrer tout ce qui vient d'autres directions, et vous pouvez changer la direction de réception sans changer la position du multiéléments dans l'espace. Ce qui est intéressant, c'est que ces deux antennes, sur les photographies d'en haut, reçoivent, c'est-à-dire qu'elles ne pouvaient rien transmettre (rayonner) dans l'espace. Il existe une opinion erronée selon laquelle l'émetteur de "ARC" était le complexe "CIRCLE" voisin, ce n'est pas le cas. Le VNZ "KRUG" (à ne pas confondre avec le système de défense aérienne KRUG) était destiné à d'autres fins, bien qu'il fonctionnait en tandem avec le "ARC", plus d'informations à ce sujet ci-dessous. L'émetteur d'arc était situé à 60 km de Tchernobyl-2, près de la ville de Lyubech (région de Tchernigov). Malheureusement, je n'ai pas pu trouver plus d'une photographie fiable de cet objet, il n'y a qu'une description verbale : "Les antennes d'émission étaient également construites sur le principe d'un réseau d'antennes phasées et étaient plus petites et plus basses, leur hauteur était de 85 mètres." Si quelqu'un avait soudainement des photos de cette structure, je lui en serais très reconnaissant. Le système de réception du système de défense aérienne "DUGA" a consommé environ 10 MW, mais je ne peux pas dire combien l'émetteur a consommé car les chiffres sont très différents selon les sources, mais je peux dire d'emblée que la puissance d'une impulsion n'était pas inférieure à 160 MW. Je voudrais attirer votre attention sur le fait que l'émetteur était pulsé, et ce sont précisément ces impulsions que les Américains entendaient sur leurs ondes qui ont donné à la station son nom « Woodpecker ». L'utilisation d'impulsions est nécessaire pour qu'avec leur aide, il soit possible d'obtenir une puissance rayonnée supérieure à la consommation électrique constante de l'émetteur. Ceci est réalisé en stockant de l'énergie entre les impulsions et en émettant cette énergie sous la forme d'une impulsion à court terme. Généralement, le temps entre les impulsions est au moins dix fois plus long que la durée de l'impulsion elle-même. C'est cette consommation d'énergie colossale qui explique la construction de la centrale à proximité relative d'une centrale nucléaire - source d'énergie. C'est d'ailleurs ainsi que sonnait le « pic russe » à la radio américaine. Quant aux capacités du "ARC", les stations de ce type n'ont pu détecter qu'un lancement massif de fusée au cours duquel un grand nombre de torches de gaz ionisé se sont formées à partir des moteurs de fusée. J'ai trouvé cette photo avec les secteurs de visualisation de trois stations de type « DUGA » :

Cette image est correcte en partie parce qu'elle ne montre que les directions de visualisation et que les secteurs de visualisation eux-mêmes ne sont pas marqués correctement. Selon l'état de l'ionosphère, l'angle de vision était d'environ 50 à 75 degrés, bien que sur l'image, il soit indiqué à un maximum de 30 degrés. La portée de visualisation dépendait encore une fois de l'état de l'ionosphère et n'était pas inférieure à 3 000 km, et dans le meilleur des cas, il était possible de voir les lancements juste au-delà de l'équateur. D'où l'on peut conclure que les stations ont balayé tout le territoire de l'Amérique du Nord, l'Arctique et les parties nord des océans Atlantique et Pacifique, en un mot, presque toutes les zones possibles pour le lancement de missiles balistiques.

VNZ "CERCLE"

Pour le bon fonctionnement du radar de défense aérienne et la détermination de la trajectoire optimale du faisceau sonore, il est nécessaire de disposer de données précises sur l'état de l'ionosphère. Pour obtenir ces données, la station « CIRCLE » de Sondage Oblique Inversé (ROS) de l'ionosphère a été conçue. La station se composait de deux anneaux d'antennes similaires aux PHARES "ARC" situés uniquement verticalement, il y avait un total de 240 antennes, chacune mesurant 12 mètres de haut, et une antenne se trouvait sur un bâtiment d'un étage au centre des cercles.

VNZ "CERCLE"

Contrairement à "ARC", le récepteur et l'émetteur sont situés au même endroit. La tâche de ce complexe était de déterminer en permanence les longueurs d'onde qui se propagent dans l'atmosphère avec la moindre atténuation, la portée de leur propagation et les angles sous lesquels les ondes sont réfléchies par l'ionosphère. À l'aide de ces paramètres, le trajet du faisceau vers la cible et retour a été calculé et le réseau multiéléments de réception a été configuré de manière à recevoir uniquement son signal réfléchi. En termes simples, nous avons calculé l'angle d'arrivée du signal réfléchi et créé dans cette direction sensibilité maximale PAR.

Systèmes de défense aérienne MODERNES "DON-2N" "DARYAL", "VOLGA", "VORONEZH"

Ces stations sont toujours en alerte (sauf Daryal), il y a très peu d'informations fiables sur elles, je vais donc décrire superficiellement leurs capacités. Contrairement à "DUGI", ces stations peuvent enregistrer des lancements de missiles individuels et même détecter des missiles de croisière volant à très basse vitesse. En général, la conception n'a pas changé : ce sont les mêmes réseaux multiéléments utilisés pour recevoir et transmettre des signaux. Les signaux utilisés ont changé, ce sont les mêmes impulsions, mais désormais ils sont répartis uniformément sur la bande de fréquence de fonctionnement, en mots simples Il ne s'agit plus du coup d'un pic, mais d'un bruit uniforme qu'il est difficile de distinguer du fond d'autres bruits sans connaître la structure originale du signal. Les fréquences ont également changé : si l'arc fonctionnait dans la gamme HF, alors « Daryal » est capable de fonctionner en HF, VHF et UHF. Les cibles peuvent désormais être identifiées non seulement par les gaz d'échappement mais aussi par la carcasse de la cible elle-même ; j'ai déjà évoqué les principes de détection des cibles sur fond de sol dans l'article précédent.

COMMUNICATION RADIO VHF LONGUE LONGUE

Dans le dernier article, j'ai brièvement parlé des ondes kilométriques. Peut-être qu'à l'avenir je ferai un article sur ces types de communications, mais maintenant je vais vous en parler brièvement en utilisant les exemples de deux émetteurs ZEUS et du 43e centre de communications de la marine russe. Le titre SDV est purement symbolique, car ces longueurs échappent aux classifications généralement acceptées et les systèmes les utilisant sont rares. ZEUS utilise des ondes d'une longueur de 3656 km et d'une fréquence de 82 hertz. Un système d'antenne spécial est utilisé pour le rayonnement. Un terrain avec la conductivité la plus basse possible est trouvé et deux électrodes y sont enfoncées à une distance de 60 km et à une profondeur de 2-3 km. Pour le rayonnement, une tension haute tension est appliquée aux électrodes avec une fréquence donnée (82 Hz), car la résistance de la roche terrestre est extrêmement élevée entre les électrodes, courant électrique il faut traverser les couches les plus profondes de la terre, les transformant ainsi en une immense antenne. Pendant le fonctionnement, Zeus consomme 30 MW, mais la puissance émise ne dépasse pas 5 watts. Cependant, ces 5 watts sont tout à fait suffisants pour que le signal traverse complètement le globe entier ; l'œuvre de Zeus est enregistrée même en Antarctique, bien qu'elle soit elle-même située sur la péninsule de Kola. Si vous adhérez aux anciennes normes soviétiques, "Zeus" fonctionne en ELF (extrêmement basses fréquences) gamme. La particularité de ce type de communication est qu'elle est à sens unique, son but est donc de transmettre des signaux courts conditionnels, après avoir entendu lesquels, les sous-marins flottent à faible profondeur pour communiquer avec le centre de commandement ou larguer une bouée radio. Il est intéressant de noter que Zeus est resté secret jusque dans les années 1990, lorsque des scientifiques de l'Université de Stanford (Californie) ont publié un certain nombre de déclarations intrigantes concernant la recherche dans le domaine de l'ingénierie radio et de la transmission radio. Les Américains ont été témoins d'un phénomène inhabituel : des équipements radio scientifiques situés sur tous les continents de la Terre enregistrent régulièrement et en même temps d'étranges signaux répétitifs à une fréquence de 82 Hz. La vitesse de transmission par session est de trois chiffres toutes les 5 à 15 minutes. Les signaux proviennent directement de la croûte terrestre. Les chercheurs ont le sentiment mystique que c'est la planète elle-même qui leur parle. Le mysticisme est le lot des obscurantistes médiévaux, et les Yankees avancés se sont immédiatement rendu compte qu'ils avaient affaire à un incroyable émetteur ELF situé quelque part de l'autre côté de la Terre. Où? Il est clair où - en Russie. On dirait que ces fous russes ont court-circuité la planète entière, en l’utilisant comme une antenne géante pour transmettre des messages cryptés.

Le 43e centre de communications de la marine russe présente un type d'émetteur à ondes longues légèrement différent (station radio "Antey", RJH69). La station est située près de la ville de Vileika, dans la région de Minsk, en République de Biélorussie, le champ d'antenne couvre une superficie de 6,5 kilomètres carrés. Il se compose de 15 mâts d'une hauteur de 270 mètres et de trois mâts d'une hauteur de 305 mètres, des éléments du champ d'antenne sont tendus entre les mâts, dont le poids total est d'environ 900 tonnes. Le champ d'antenne est situé au-dessus des zones humides, ce qui offre de bonnes conditions pour le rayonnement du signal. J'étais moi-même à côté de cette station et je peux dire que les mots et les images ne peuvent pas transmettre la taille et les sensations que ce géant évoque dans la réalité.

Voici à quoi ressemble le champ d'antenne sur Google Maps : les clairières sur lesquelles s'étendent les principaux éléments sont bien visibles.

Vue depuis l'un des mâts d'Antea

La puissance d'Antey est d'au moins 1 MW, contrairement aux émetteurs radar de défense aérienne, il n'est pas pulsé, c'est-à-dire qu'en fonctionnement, il émet ce même mégawatt ou plus, tout le temps qu'il fonctionne. La vitesse exacte de transmission des informations n'est pas connue, mais si l'on fait une analogie avec le Goliath capturé par les Allemands, elle n'est pas inférieure à 300 bps. Contrairement au Zeus, la communication est déjà bidirectionnelle : les sous-marins utilisent pour communiquer soit des antennes filaires remorquées sur plusieurs kilomètres, soit des bouées radio spéciales qui sont larguées par le sous-marin depuis de grandes profondeurs. La gamme VLF est utilisée pour la communication ; la portée de communication couvre tout l'hémisphère nord. Les avantages de la communication VHF sont qu'il est difficile de la brouiller avec des interférences et qu'elle peut également fonctionner dans des conditions d'explosion nucléaire et après celle-ci, tandis que les systèmes à haute fréquence ne peuvent pas établir de communication en raison des interférences dans l'atmosphère après l'explosion. En plus de la communication avec les sous-marins, "Antey" est utilisé pour la reconnaissance radio et la transmission de signaux horaires précis du système "Beta".

AU LIEU D'UNE POST-MOT

Ce n'est pas le dernier article sur les principes de regarder au-delà de l'horizon, il y en aura plus, dans celui-ci, à la demande des lecteurs, je me suis concentré sur les systèmes réels plutôt que sur la théorie.. Je m'excuse également pour le retard de sortie, Je ne suis pas un blogueur ni un résident d'Internet, j'ai un travail que j'aime et qui m'« aime » périodiquement beaucoup, alors j'écris des articles entre-temps. J'espère que c'était intéressant à lire, car je suis toujours en mode essai et je n'ai pas encore décidé dans quel style écrire. Les critiques constructives sont comme toujours les bienvenues. Bon, et surtout pour les philologues, une anecdote à la fin :

Professeur Matan sur les philologues :
-...Crachez au visage de quiconque dit que les philologues sont de tendres violettes aux yeux pétillants ! Je vous en supplie! En fait, ce sont des types sombres, bilieux, prêts à arracher la langue de leur interlocuteur pour des phrases comme « payer l'eau », « c'est mon anniversaire », « il y a un trou dans mon manteau »...
Voix de dos :
- Qu'est-ce qui ne va pas avec ces phrases ?
Le professeur ajusta ses lunettes :
"Et sur ton cadavre, jeune homme, ils sauteraient même."

L'invention concerne le domaine de l'ingénierie radio, notamment la technologie des antennes, et peut être utilisée comme système d'antenne à large bande avec un diagramme de rayonnement contrôlé pour assurer des communications radio avec des ondes ionosphériques dans les domaines HF et VHF. L'objectif de l'invention est de développer un système d'antenne qui, avec une taille standard, assure le fonctionnement d'émetteurs à large portée nécessitant une adaptation de haute qualité avec l'antenne. Une antenne réseau à commande de phase (PAA) est constituée d'éléments plats identiques, dont chacun est formé par une paire de vibrateurs coplanaires orthogonaux de longueur L avec des bras triangulaires 1 (la valeur de L est égale à la longueur d'onde minimale dans la plage de fonctionnement). L'élément central et connecté à celui-ci au moyen d'un court-circuit. Les conducteurs et 2 éléments périphériques forment une paire orthogonale de vibrateurs basse fréquence. Tous les éléments périphériques, y compris ceux inclus dans le vibrateur basse fréquence, forment le réseau phasé haute fréquence. L'excitation du système d'antenne est distincte pour les vibrateurs horizontaux (g-g") et (v-v"), mais il est également possible de la combiner afin de réaliser un rayonnement polarisé circulairement. Le réseau multiéléments permet un fonctionnement dans une plage de 40 fois à un niveau BEV d'au moins 0,5. 6 malades.

L'invention concerne le domaine de la technique radio, notamment la technologie des antennes, et peut notamment être utilisée comme système d'antenne souterraine d'émission-réception ou d'antenne rampante pour exploiter des ondes ionosphériques dans les domaines HF et VHF. Antennes souterraines et de surface connues des gammes HF et VHF (Sosunov B.V. Filippov V.V. Fondamentaux du calcul des antennes souterraines. L. VAS, 1990). Les antennes analogiques souterraines multi-sections sont réalisées sous la forme d'un groupe de vibrateurs isolés en phase parallèles. Pour augmenter le gain, plusieurs de ces groupes sont utilisés, placés les uns après les autres et échelonnés en conséquence. Les inconvénients des analogues connus sont une plage étroite de fréquences de fonctionnement en raison de changements brusques de l'impédance d'entrée, d'un secteur de balayage du faisceau limité et de grandes dimensions. Pour assurer un fonctionnement dans la plage requise et dans les directions données, il est nécessaire de disposer de plusieurs tailles standards. La plus proche dans son essence technique de l'antenne réseau à commande de phase (PAR) revendiquée est la célèbre SGDP 3.6/4 RA PAR (Eisenberg G.Z. et al. Antennes à ondes courtes. M. Radio and Communications, 1985, pp. 271-274 , fig. 13.11.). L'antenne prototype est constituée d'un groupe d'éléments plats (PE) constitués de conducteurs métalliques. Chaque PE est un radiateur en forme de vibrateur symétrique constitué de deux bras triangulaires dont les extrémités extérieures sont reliées par un court-circuit. conducteurs. Tous les éléments sont unis par un chemin d'alimentation commun et forment un réseau en phase ou en phase (si des dispositifs de mise en phase sont inclus dans le chemin d'alimentation). Les éléments sont situés de manière coplanaire dans le rectangle qui limite l'ouverture du multiéléments et sont suspendus verticalement sur les mâts du multiéléments. Grâce à l'utilisation d'éléments constitués d'émetteurs à bras triangulaires, il dispose d'une large gamme de fréquences de fonctionnement et meilleure correspondance. Cependant, le prototype présente des inconvénients. Le coefficient de chevauchement de la plage de fonctionnement (le rapport entre la fréquence de fonctionnement maximale et la fréquence minimale) du réseau d'antennes SGDP 3.6/4 RA est égal à 2,14, ce qui est nettement inférieur à la valeur de ce paramètre pour les émetteurs modernes et ne permet pas une norme taille à utiliser lors de la fourniture de communications sur différentes distances. Le secteur de contrôle du diagramme de rayonnement (DP) dans le plan horizontal, égal à 60 o, limite les capacités de cette antenne lorsqu'elle fonctionne dans un réseau radio. De plus, l'antenne présente de grandes dimensions et une faible sécurité, et ne permet pas un fonctionnement indépendant avec une polarisation verticale et horizontale ou une onde polarisée circulairement. L'objectif de l'invention est de créer un réseau phasé à large bande destiné à être utilisé comme antenne de surface ou souterraine des gammes HF et VHF, permettant de contrôler le diagramme de rayonnement dans tout le demi-espace supérieur tout en réduisant la taille de la surface rayonnante. La tâche est réalisée grâce au fait que dans un réseau phasé connu contenant un groupe de PE, dont chacun comprend une paire d'émetteurs triangulaires installés de manière coplanaire dans le rectangle limitant l'ouverture du réseau phasé et connectés au chemin d'alimentation, une paire supplémentaire d'émetteurs identiques installés de manière coplanaire et orthogonale au premier. Tous les PE sont situés horizontalement dans le milieu semi-conducteur ou sur sa surface. Les extrémités extérieures des émetteurs triangulaires appartenant aux PE adjacents les uns aux autres sont connectées électriquement. Les extrémités extérieures des émetteurs triangulaires appartenant aux PE périphériques sont connectées le long du périmètre de l'ouverture du réseau phasé par des courts-circuits supplémentaires. conducteurs. Les extrémités extérieures des émetteurs triangulaires, adjacentes des deux côtés aux grandes diagonales du réseau multiéléments, sont électriquement isolées et les extrémités extérieures des émetteurs triangulaires restants sont reliées par des conducteurs court-circuités. Le chemin d'alimentation du canal LF est connecté aux sommets des émetteurs triangulaires du PE situés au centre du réseau phasé. Les sommets des émetteurs triangulaires des PE restants sont connectés au chemin d'alimentation du canal RF. Les émetteurs orthogonaux de chaque PE sont alimentés indépendamment, c'est-à-dire peut exciter chacun séparément avec une polarisation linéaire ou avec un décalage de 90 o, obtenant ainsi un rayonnement polarisé circulairement. Avec un tel schéma multiélément, les mêmes éléments sont utilisés deux fois pour fonctionner dans les gammes LF et HF (avec un coefficient de chevauchement de 5,33 et 7,5, respectivement) avec une correspondance au niveau BV d'au moins 0,5. En général, le réseau multiéléments proposé fonctionne dans une plage avec un chevauchement de 40 fois. De plus, à la fréquence de résonance, la superficie de sa surface émettrice est 1,6 fois inférieure à celle du prototype. En figue. 1 affiché Forme générale PAR; En figue. 2 éléments plats ; En figue. 3 PE à quatre et trois shunts ; En figue. Système à 4 mangeoires ; En figue. 5, 6 - résultats d'études expérimentales. Le réseau multiéléments montré sur la Fig. 1, est constitué de N (par exemple, N 9 est pris) PE identiques. Un mode de réalisation du PE est illustré à la Fig. 2. Chaque PE est formé d'une paire orthogonale de vibrateurs plats z-g" et b-v" de longueur 2L 1 avec des bras en forme de triangles équilatéraux 1. Les extrémités adjacentes des émetteurs triangulaires des PE voisins sont électriquement connectées ( lignes m-m"). Les extrémités périphériques des émetteurs triangulaires PE sont reliées en court-circuit par des conducteurs 2 (Fig. 3), à l'exception des émetteurs triangulaires adjacents de part et d'autre du grand diagonales c-c" et p-p", c'est-à-dire ces émetteurs sont électriquement isolés (Fig. 3). Dans cette condition, le PE central court-circuite. conducteurs rien de moins (Fig. 2). Les extrémités des émetteurs triangulaires c-c" et d-g", situées sur les bords extérieurs du réseau multiéléments, sont en outre reliées par des conducteurs 3 (dans ce cas, chaque conducteur 3 avec deux conducteurs forme un circuit fermé, qui peut être rempli de conducteurs supplémentaires ou remplacés par une plaque métallique massive de mêmes formes). Chaque PE a des dimensions transversales et longitudinales 2L= min (où min est la longueur d'onde minimale dans la plage de fonctionnement), et en général le réseau multiéléments est un carré avec un côté . Le système d'alimentation à réseau phasé représenté sur la FIG. 4, se compose de deux groupes identiques se nourrissant horizontale y-y" Et vertical intérieur intérieur"Émetteurs PE. La figure 1 montre le groupe d'alimentation des émetteurs horizontaux. Il comprend l'alimentation 4 du vibrateur LF et (N-1) les alimentations de 5 vibrateurs HF. Les coques de tamis 6 des alimentations 4, 5 sont connectées électriquement aux sommets des les émetteurs triangulaires gauches des vibrateurs horizontaux, et les conducteurs centraux 7 de ces départs sont reliés de la même manière aux émetteurs triangulaires droits. Le départ 4 de l'élément LF est relié directement à l'émetteur (récepteur). pour assurer la mise en phase du réseau d'antennes et l'interface avec la sortie de l'émetteur sont connectées via des lignes à retard contrôlées (ULZ) 8 et un diviseur de puissance 9 (lors de la réception d'un dispositif de couplage 1:8). Le dispositif proposé fonctionne comme suit : Lorsqu'un la tension d'excitation est appliquée à travers le chargeur 4 k points a-y"(pour un vibrateur vertical b-c"), le courant provenant des points indiqués circule le long des bras en forme de losange formés par les émetteurs triangulaires interconnectés 1 du PE central et latéral, ainsi que des points E et E" à travers les conducteurs 2 jusqu'aux points H et H" émetteurs triangulaires orthogonaux des PE périphériques, puis le long de ceux-ci dans le sens transversal jusqu'aux points K et K", à partir desquels partent chacun des paires de conducteurs 2 situées du côté extérieur du réseau phasé (ou des plaques les remplaçant) Pour faire fonctionner le multiéléments dans la gamme HF, la puissance de l'émetteur dans le diviseur 9 est divisée par 8 canaux identiques, dans chacun desquels le déphasage requis est créé à l'aide de l'ULZ 8, puis le PE est excité via des alimentations. 5. Lorsque la tension d'excitation est appliquée à l'entrée de l'un des vibrateurs (horizontaux ou verticaux) de chaque PE, l'autre vibrateur forme avec les conducteurs un cavalier .3 reliant les extrémités de l'émetteur excité, obtenant ainsi une meilleure correspondance dans le partie inférieure de la plage.Des études expérimentales du réseau multiéléments proposé ont été réalisées sur un prototype conçu pour fonctionner dans la plage de 1,5 à 60 MHz, en tôle d'acier de 2 mm d'épaisseur. Les dimensions d'implantation sont de 15 x 15 m2, le sol est sec (=5, =0,001 S/m). Le système d'alimentation HF PAR était constitué de câbles coaxiaux RK-75-9-12 d'une longueur de (140-0,1) m, l'excitation des éléments LF était réalisée via des câbles RK-75-17-12 d'une longueur de ( 120-0,1) m. le circuit comprenait un diviseur de puissance de transformateur 1:8 et une ligne à retard contrôlée à 4 bits à 8 canaux formée par des sections de câble coaxial isolé en plastique fluoré d'une longueur de 0,66 m, 1,32 m, 2,64 m et 5,28 m. En tant qu'émetteur, l'appareil utilise le produit Fakel-N1 (plage de fréquence de fonctionnement 1,5-60 MHz, puissance jusqu'à 4 kW). Au cours de la recherche, les impédances d'entrée des éléments basse fréquence, des éléments haute fréquence séparément et dans le cadre d'un réseau multiéléments ont été mesurées, à partir desquelles les valeurs BEF et ces diagrammes de rayonnement dynamiques à différentes fréquences ont été calculés. Les valeurs du KBV, de l'élément basse fréquence, de l'élément haute fréquence individuel et du réseau multiéléments dans son ensemble, illustrées à la figure 5, confirment la haute qualité de l'adaptation sur toute la plage de fonctionnement. Les diagrammes de rayonnement dynamiques du réseau multiéléments dans les parties inférieure, moyenne et supérieure de la plage sont représentés sur la figure 6 (graphiques a, b, c, respectivement). La ligne continue montre les modèles calculés, les croix montrent les résultats de mesure. On constate que, sur toute la plage, le réseau multiéléments assure la formation d'un rayonnement maximum dans une direction donnée.

Réclamer

Antenne réseau à commande de phase contenant un groupe d'éléments plats, dont chacun comprend une paire d'émetteurs triangulaires installés de manière coplanaire à l'intérieur d'un rectangle délimitant l'ouverture du réseau d'antennes à commande de phase, et connectés au chemin d'alimentation, caractérisée en ce que les éléments plats sont situés horizontalement à l'intérieur du milieu semi-conducteur ou sur sa surface, une seconde paire d'émetteurs identiques est insérée dans chaque élément plat, installés de manière coplanaire et orthogonale au premier, les extrémités extérieures des émetteurs triangulaires appartenant aux éléments plats adjacents sont électriquement connectées, et les extrémités extérieures de des émetteurs triangulaires appartenant à des éléments plats périphériques sont connectés le long du périmètre du réseau d'antennes à ouverture progressive avec des conducteurs de court-circuit supplémentaires, et les extrémités extérieures des émetteurs triangulaires adjacentes des deux côtés aux grandes diagonales du réseau d'antennes à ouverture progressive sont électriquement isolées, et les extrémités extérieures des émetteurs triangulaires restants sont reliées par des conducteurs de court-circuit, tandis que le trajet d'alimentation du canal basse fréquence est connecté aux sommets des émetteurs triangulaires de l'élément plat, situés au centre du réseau d'antennes phasées. , et les sommets des émetteurs triangulaires des éléments plats restants sont connectés au chemin d'alimentation canal haute fréquence, et les émetteurs triangulaires orthogonaux de chaque élément plat sont alimentés indépendamment.

Appareils d'alimentation d'antennes HF : antennes d'émission

Caractéristiques

• Plage de fréquence de fonctionnement de 3,0 à 9,0 MHz
  • Impédance d'entrée nominale – 2x150 Ohm (chemin équilibré)
  • VSWR dans la plage de fréquences de fonctionnement – ​​pas plus de 2,0
  • Le diagramme azimutal à un angle d'élévation de 45º est presque circulaire avec des irrégularités ne dépassant pas ± 1,5 dB.
  • Le rayonnement est fourni dans le secteur des angles d'élévation de 45 à 90º dans la bande de fréquences de 3 à 6 MHz et dans le secteur des angles d'élévation de 40 à 65º dans la bande de fréquences de 6 à 9 MHz avec une irrégularité ne dépassant pas ± 3 dB.
  • La polarisation des ondes AZI-PRD émises est elliptique. La possibilité de contrôler à distance le sens de rotation de la polarisation est fournie
  • L'AZI-PRD BUP est alimenté par un réseau triphasé courant alternatif V (50 ± 1,5) Hz
  • La télécommande est alimentée par un réseau à courant alternatif monophasé V (50±2,5) Hz
  • Puissance consommée par le bloc d'alimentation à partir du réseau, pas plus de 250 VA

Le dispositif de transmission radio à antenne basé sur le VGDSH UAR-Sh est destiné à être utilisé comme antenne de transmission radio dans le cadre des stations radio de la gamme UHF.

Caractéristiques

• Plage de fréquence de fonctionnement de 8,0 à 24,0 MHz
• KBV à l'entrée USS-Sh lorsqu'il est connecté à la sortie d'une charge symétrique adaptée de 200 Ohms dans une plage de fréquences de fonctionnement d'au moins 0,6
• L'impédance caractéristique du chargeur F-50 est de 50 Ohms
• KBV à l'entrée du chargeur F-50 lors du fonctionnement à une charge adaptée dans la plage de fréquence de fonctionnement d'au moins 0,8

AKAR

Caractéristiques

EAR-V

Caractéristiques

KARB-V, KARB-G

KARB-V

CARB-G

Caractéristiques

• Impédance de sortie nominale - 75 Ohm
• Diagramme azimutal - directionnel
• Fonctionnement continu à long terme sans présence constante de personnel de maintenance

Antennes de réception actives

Antenne protégée de réception active APZ avec vibrateurs triorthogonaux est destiné à être utilisé comme antenne de réception dans des abris de protection pour les équipements d'objets fixes du système de communication radio VHF
Caractéristiques

• Plage de fréquence de fonctionnement de 1,5 à 30,0 MHz
• Le diagramme azimutal APZ en mode de réception d'ondes de polarisation horizontale ou elliptique à un angle d'élévation de 45° est proche du circulaire avec une irrégularité ne dépassant pas ± 3 dB.
• Puissance - pas plus de 300 VA
• Fonctionnement continu à long terme sans présence constante de personnel de maintenance

Antenne de réception active de petite taille APM avec vibrateurs triorthogonaux est destiné à être utilisé comme antenne de réception pour l'équipement d'objets fixes d'un système de communication radio dans la gamme UHF
Caractéristiques

• Plage de fréquence de fonctionnement de 1,5 à 30,0 MHz
• Impédance d'entrée nominale – 75 Ohm
• Le diagramme azimutal en mode de réception d'ondes de polarisation horizontale ou elliptique à un angle d'élévation de 45° est proche du circulaire avec une irrégularité ne dépassant pas ± 3 dB. La réception est assurée dans le secteur des angles d'élévation de 45 à 90°. En mode de réception d'ondes polarisées verticalement, la réception est assurée dans un secteur d'angles d'élévation de 10 à 55° avec une configuration d'élévation inégale (dans le secteur spécifié) ne dépassant pas ± 3 dB
• Fonctionnement continu à long terme sans présence constante de personnel de maintenance
• Contrôle automatisé et manuel
• Puissance - 30 VA

Réception d'antennes réseau actives à commande de phase

Réseau d'antennes en anneau actif à déploiement rapide AKAR
AKAR est conçu pour recevoir des signaux dans la gamme de fréquences de fonctionnement de 2,4 à 29,8 MHz et est utilisé dans les situations d'urgence lorsque les antennes dans n'importe quelle direction tombent en panne, ainsi que dans la nécessité d'organiser rapidement des communications radio avec un correspondant dans la direction duquel il n'y a pas de radio. communication.
Le produit est utilisé à la fois dans le cadre des centres de réception de communications radio HF et dans une version rapidement déployée pour assurer des communications sur des itinéraires de 400 à 7 000 km.

Caractéristiques

• Plage de fréquences de fonctionnement AKAR de 2,4 à 29,8 MHz
• L'impédance nominale des sorties AKAR est de 75 Ohm
• Le motif directionnel (DP) de l'AKAR dans le plan horizontal est directionnel
• La largeur du faisceau du diagramme de rayonnement au niveau 0,7 dans le plan vertical à un angle d'élévation de 45° ne dépasse pas 55° à une fréquence de 2,4 MHz et ne dépasse pas 20° à une fréquence de 29,8 MHz.
• Polarisation des ondes reçues par AKAR - verticale
• Puissance consommée par ACAR à partir du réseau d'alimentation, pas plus de 250 VA
• AKAR offre la possibilité d'un fonctionnement continu à long terme sans la présence constante de personnel de maintenance

La conception AKAR est un réseau phasé de 32 modules actifs, placés uniformément autour d'un cercle d'un rayon de 16 m. La hauteur de suspension des vibrateurs actifs est de 5 m. Cette structure permet à l'antenne d'être déployée dans une zone ouverte par un équipage. de quatre personnes dans un temps ne dépassant pas 3 heures.
La plage de température de fonctionnement s'étend de moins 50 à plus 50 °C.
AKAR permet le fonctionnement indépendant et simultané de quatre dispositifs de réception radio (RPU). Pour chacun des quatre RPU, 16 diagrammes azimutaux indépendants sont formés avec un pas d'azimut discret de 22,5 degrés. Pour sélectionner l'azimut requis, il y a une télécommande située dans le TZ.
AKAR offre la possibilité de commuter l'un des quatre récepteurs pour la réception à partir de l'une des 16 directions azimutales libres (non occupées par d'autres récepteurs).

EAR-V, KARS-V, KARS-G, KARS-V2G

Réseau d'antennes elliptiques stationnaires avec vibrateurs verticaux EAR-V conçue pour être utilisée comme antenne de réception pour assurer des communications radio sur des itinéraires de 0 à 50 et de 700 à 10 000 km.

• Le réseau d'antennes annulaires fixes avec vibrateurs verticaux KARS-V est destiné à être utilisé comme antenne de réception pour assurer des communications radio sur des itinéraires de 0 à 50 et de 700 à 10 000 km.
• Le réseau d'antennes annulaires stationnaires avec vibrateurs horizontaux KARS-G est destiné à être utilisé comme antenne de réception pour assurer des communications radio sur des itinéraires de 50 à 1000 km.
• Le réseau d'antennes annulaires stationnaires avec vibrateurs triorthogonaux (deux horizontaux et un vertical) KARS-V2G est destiné à être utilisé comme antenne de réception pour assurer des communications radio sur des itinéraires de 0 à 10 000 km.

Caractéristiques

• La commutation de chacun des 64 récepteurs est assurée pour la réception dans l'une des 16 directions d'azimut avec un pas d'azimut discret de 22,5 degrés. La commande de commutation est effectuée par l'opérateur à l'aide du terminal utilisateur. Le serveur permet d'exploiter jusqu'à 64 terminaux utilisateur, avec des résultats de surveillance affichés sur chaque terminal utilisateur.
• Plage de fréquence de fonctionnement : de 1,5 à 30,0 MHz, à l'exception de EAR-B (de 6,0 à 24,0 MHz)
• Polarisation des ondes radio reçues – verticale (KARS-G – horizontale)

KARS-V2G : vertical linéaire ; linéaire horizontal dans la direction correspondant à l'azimut « zéro » du système antenne (G1) ; linéaire horizontal dans la direction perpendiculaire à l'azimut « zéro » du système d'antenne (G2) ; elliptique avec le bon sens de rotation du plan de polarisation (EP) ; elliptique avec le sens de rotation gauche du plan de polarisation (EL). KARS-V2G fournit télécommande type de polarisation.

• Diagramme azimutal - directionnel
• Alimentation du réseau d'alimentation - pas plus de 1000 VA
• Fonctionnement continu à long terme sans présence constante de personnel de maintenance
• Impédance de sortie nominale - 75 Ohm

KARB-V, KARB-G

Réseau d'antennes en anneau à déploiement rapide avec vibrateurs verticaux KARB-V est destiné à équiper les systèmes de radiocommunication mobiles DCM comme antenne de réception, tout en assurant la communication radio sur des itinéraires de 0 à 50 et de 700 à 10 000 km.

Réseau d'antennes en anneau à déploiement rapide avec vibrateurs horizontaux CARB-G est destiné à équiper les systèmes de communication radio mobiles DCM comme antenne de réception lors de la fourniture de communications radio sur des itinéraires de 50 à 1000 km.

Les conceptions KARB-V et KARB-G permettent de déployer des antennes en zone ouverte avec un équipage de trois personnes dans un temps n'excédant pas 1h30 (en tenant compte du temps de marquage du site).

Caractéristiques

• Plage de fréquence de fonctionnement de 1,5 à 30,0 MHz
• Polarisation des ondes radio reçues – verticale
• Impédance de sortie nominale - 75 Ohm
• Diagramme azimutal - directionnel
• Puissance consommée par le réseau d'alimentation, pas plus de 100 VA
• Fonctionnement continu à long terme sans présence constante de personnel de maintenance
• Commutation de l'un des quatre récepteurs pour la réception à partir de l'une des 16 directions azimutales libres (non occupées par d'autres récepteurs)
• L'alimentation est assurée par un système d'alimentation à courant alternatif monophasé avec une tension de 220 V et une fréquence de (50 ± 2) Hz.

Antennes protégées

OKTAVA-KR, OKTAVA-KP

L'apparition d'un abri de protection qui protège l'APZ d'une onde de choc lorsqu'il est placé dans un puits ou un ouvrage de fortification

"Octava-KR" Et "Oktava-KP"— Les antennes souterraines actives protégées par l'APZ, développées et fabriquées dans l'intérêt du Service spécial des communications du Service fédéral de sécurité de Russie, ont passé avec succès les tests d'État et ont été acceptées pour livraison au département susmentionné. Conçu pour être utilisé comme antennes d'émission HF dans le cadre d'équipements pour des installations spéciales.

Ils offrent la possibilité de faire fonctionner simultanément deux appareils de réception radio (RPU) réglés sur des fréquences différentes, créant ainsi de plus grandes possibilités d'organiser une réception de signal indépendante.

Les capacités APZ vous permettent de travailler en mode adaptatif réseaux automatisés Communication radio DCMV, y compris dans les systèmes de communication avec contrôle de fréquence. Ils ont une résistance sismique et une résistance aux ondes de choc dans le cadre d'un objet protégé.

L'adaptation de la polarisation permet à la fois automatique et modes manuels obtenir la meilleure réception du signal.

Le contrôle des modes de fonctionnement et du type de polarisation reçue est effectué à l'aide d'une unité de contrôle et de coordination (CCU).

Les APZ ont des dimensions et un poids minimes et occupent une petite surface. Sur un site non protégé, ils peuvent être installés dans n'importe quel endroit inapproprié. Ils ont un temps de déploiement court.

Module d'antenne active de réception triorthogonale

Le module d'antenne active de réception triorthogonale est conçu pour recevoir des signaux dans la gamme UHF. Le champ d'application est la réception de l'énergie du signal radio et sa transmission via trois canaux vers les entrées de l'équipement de traitement du signal numérique, la construction d'un réseau d'antennes de réception universelles basé sur celui-ci pour une utilisation dans le cadre de complexes prometteurs de moyens techniques du DCM . Le produit peut également être utilisé comme antenne de réception unique.
Associé à l'unité de contrôle et de coordination (CCU), il assure la réception d'ondes de polarisation linéaire horizontale (dans deux plans orthogonaux), linéaire verticale et elliptique (avec des sens de rotation différents).
Le module d'antenne active de réception triorthogonale est constitué de vibrateurs symétriques croisés - deux verticaux et un horizontal, chacun mesurant 2 m de long, connectés à des amplificateurs d'antenne de réception (RAA), sous la forme d'un bloc blindé d'amplificateurs d'antenne (BAU). Pour augmenter la capacité d'entrée, chaque bras du vibrateur est réalisé sous la forme d'un bicône basé sur un système de conducteurs bimétalliques.

Caractéristiques

• Plage de fréquence de fonctionnement de 3,0 à 30,0 MHz
• Isolation électromagnétique entre vibrateurs TAE orthogonaux en l'absence de pôles, fils, arbres, etc. proches les uns des autres. pas moins de 20 dB
• Chaque amplificateur d'antenne de réception (RAA) faisant partie du TAE possède :
• gagner au moins 8 dB
• plage dynamique d'au moins 95 dB par rapport à 1 µV

Le modèle d'utilité concerne la technologie des antennes micro-ondes et peut être utilisé dans des systèmes radioélectroniques en tant qu'antenne réseau active à commande de phase, en particulier dans des systèmes de localisation aéroportés et embarqués et des systèmes de contre-mesures radio.

Le résultat technique est d'augmenter la fiabilité du contrôle du faisceau grâce à l'utilisation d'un réflecteur à plasma.

L'essence du modèle d'utilité est que l'antenne est réalisée sous la forme d'une bobine de Helmholtz composée d'une chambre à vide, d'un irradiateur, d'une cathode linéaire et d'une anode, tandis qu'une couche de plasma est appliquée à la bobine à partir de laquelle le signal est réfléchi. Ill.1.

Le modèle d'utilité concerne la technologie des antennes micro-ondes et peut être utilisé dans des systèmes radioélectroniques en tant qu'antenne réseau active à commande de phase, en particulier dans des systèmes de localisation aéroportés et embarqués et des systèmes de contre-mesures radio.

Parmi les derniers développements dans le domaine de la création de réseaux phasés, réalisés dans les pays de l'UE, figure un radar multifonctionnel à réseaux phasés, conçu pour être installé sur un navire. Le radar de l'émetteur TWT fonctionne dans les longueurs d'onde de la bande C. La portée de détection de la cible atteint 180 km. Le réseau d'antennes tourne en azimut à grande vitesse. 60 tr/min Le contrôle de phase du faisceau est effectué dans le plan d'élévation.

Un réseau d'antennes phasées d'émetteur-récepteur spatial est connu. Brevet 2287876 Russie, MPK H01Q 3/36, 2006. Le réseau est réalisé sous la forme d'une matrice et contient un mélangeur maître, auquel sont fournis les signaux des fréquences maîtres f et f, les signaux de sortie des fréquences de service f 1 =f et f 2 =f-f à travers les déphaseurs correspondants sont alimentés respectivement aux lignes et aux colonnes de la matrice ; aux points d'intersection des lignes et des colonnes de la matrice, sont situés des mélangeurs dont la sortie de chacun est connectée au circulateur correspondant connecté via l'amplificateur récepteur correspondant.

Une antenne réseau à commande de phase passive-active pour le domaine des micro-ondes est également connue. Brevet RF 2299502, 2006 (prototype). Le réseau est constitué de n éléments rayonnants, de n modules émetteurs-récepteurs (RTM) et d'un système de distribution, tandis que le TRP comprend m TPM actifs, dont chacun contient un amplificateur de puissance du canal d'émission, des amplificateurs à faible bruit du canal de réception, des déphaseurs et un circuit de commande et de surveillance, et ( n-m) des PPM passifs, dont chacun contient un déphaseur et un circuit de commande de déphaseur.

Les inconvénients de l'analogue et du prototype sont la faible fiabilité du système de contrôle du faisceau, les grandes dimensions, ainsi que la faible précision et la faible vitesse d'installation du faisceau.

L'objectif du modèle d'utilité est d'améliorer la fiabilité du contrôle du faisceau grâce à l'utilisation d'un réflecteur à plasma.

Cet objectif est atteint grâce au fait que le réseau d'antennes phasées de la gamme micro-ondes, contenant des éléments émetteurs et émetteurs, des amplificateurs de puissance des canaux d'émission et de réception, ainsi qu'un circuit de commande du déphaseur, est réalisé sous la forme d'une bobine de Helmholtz. constitué d'une chambre à vide, d'un irradiateur, d'une cathode linéaire et d'une anode, avec Dans ce cas, une couche de plasma est appliquée sur la bobine à partir de laquelle le faisceau de balayage électronique est réfléchi, et la couche de plasma est créée dans une chambre à vide pendant une décharge de gaz entre la plaque anodique et la cathode linéaire, qui est une ligne d'éléments d'une certaine adresse sur la grille à deux coordonnées de la cathode.

En figue. Montré schéma fonctionnel antennes à balayage électronique du faisceau.

Il contient:

1 - chambre à vide ;

2 - couche de plasma ;

3 - irradiateur ;

4 - Bobine de Helmholtz ;

5 - cathode linéaire;

6 - signal réfléchi ;

Dans une telle antenne contrôle électronique les faisceaux sont réalisés à l'aide d'un réflecteur à plasma.

Un plasma de densité suffisante a la capacité de réfléchir l’énergie électromagnétique. De plus, plus la fréquence d’irradiation est élevée, plus la densité du plasma est importante.

La couche de plasma 2 est créée dans la chambre à vide 1 lors d'une décharge de gaz entre la plaque anodique 7 et la cathode linéaire 5, qui est une ligne d'éléments d'une certaine adresse sur la grille à deux coordonnées de la cathode. En changeant la position de la cathode linéaire 5, il est possible de faire tourner la couche de plasma 2 et ainsi de balayer le faisceau réfléchi 6 en azimut. Le faisceau est balayé en élévation en modifiant l'inclinaison du réflecteur à plasma en ajustant le champ magnétique des bobines de Helmholtz. Ces derniers sont placés autour du réflecteur afin de ne pas bloquer le signal micro-onde. La position de la cathode linéaire 5 et la valeur de l'induction magnétique sont contrôlées par un système de contrôle (ordinateur).

Selon les calculs, la précision de l'installation des poutres dans une direction donnée est de 1 à 2°. Le temps de réorientation du faisceau est d'environ 10 µs.

Pour former la couche de plasma 2 dans la chambre 1, il suffit de maintenir un vide d'environ 15 Pa. L'induction magnétique doit être d'environ 0,02 Tesla, le courant doit être d'environ 2 A et la tension doit être de 20 kV. La taille du réflecteur est d'environ 50 × 50 × 1 cm et le niveau des lobes latéraux est de 20 dB.

Parmi les avantages de l'antenne proposée figure la possibilité d'installer le faisceau rapidement et avec précision, ce qui vous permet d'effectuer simultanément des opérations de recherche et de suivi d'un groupe de cibles, ainsi que de former différents diagrammes direction. De plus, une telle antenne possède une large bande de fréquences, grâce à laquelle le même réflecteur à plasma peut être utilisé avec différentes alimentations. La portée de l'antenne proposée est de 5 à 50 GHz. Contrairement aux antennes réfléchissantes conventionnelles, qui augmentent considérablement la zone de diffusion effective du localisateur lorsqu'il est irradié par des moyens de reconnaissance radio d'un ennemi potentiel, ce paramètre dans une antenne plasma est faible. Le rayonnement thermique de l’antenne est également faible, puisque l’énergie thermique est concentrée à l’intérieur du plasma et n’est pas rayonnée vers l’extérieur.

Antenne réseau à commande de phase pour le domaine des micro-ondes, contenant des éléments d'émission et de transmission, des amplificateurs de puissance des canaux d'émission et de réception, ainsi qu'un circuit de commande du déphaseur, caractérisée en ce que l'antenne est réalisée sous la forme d'une bobine de Helmholtz, constituée de une chambre à vide, un irradiateur, une cathode linéaire et une anode, avec Dans ce cas, une couche de plasma est appliquée sur la bobine, à partir de laquelle le faisceau de balayage électronique est réfléchi, et la couche de plasma est créée dans une chambre à vide pendant un décharge de gaz entre la plaque anodique et la cathode linéaire, qui est une ligne d'éléments d'une certaine adresse sur la grille à deux coordonnées de la cathode.

Brevets similaires :

L'amplificateur de puissance du signal micro-ondes appartient au domaine de l'électrotechnique et est utilisé pour augmenter la portée de transmission d'informations et améliorer le fonctionnement des équipements radio sans pilote. avion(UAV). Une caractéristique distinctive de l'appareil est la capacité de réduire la dispersion de phase et d'amplitude lors de la transmission d'informations et de maintenir une stabilité Caractéristiques dans la gamme des micro-ondes.

Dans la publication précédente /1/ nous avons montré que dans des conditions où il n'est pas possible d'élever l'antenne à une hauteur significative, les antennes à polarisation verticale et à petit angle de rayonnement présentent un avantage dans les communications longue distance : dipôle vertical incurvé (Fig. 1), Moxon vertical ( fig.2)

Nous ne mentionnons volontairement pas ici les verticales avec un système de contrepoids ou de radiales, car ces antennes sont très peu pratiques pour être placées dans des chalets d'été ou dans des conditions expéditionnaires.

Le Moxon vertical (Fig. 2), bien qu'il s'agisse d'une bonne antenne directionnelle avec un petit angle de rayonnement, a toujours un gain insuffisant par rapport aux « canaux d'ondes » ou « carrés » multi-éléments. Nous avons donc naturellement eu envie d'essayer un réseau phasé de deux Moxons verticaux, similaire à celui utilisé par les radioamateurs américains lors d'une expédition en Jamaïque (ils l'appelaient « 2x2 ») /2/.
La simplicité de sa conception et le petit espace requis pour son placement rendent la tâche facilement réalisable. L'expérience a été réalisée sur la bande des 17 m (fréquence centrale 18,120 MHz), puisque nous disposions déjà d'un Moxon vertical pour cette gamme. Ses caractéristiques calculées (Fig. 3) : gain 4,42 dBi, lobe arrière supprimé de plus de 20 dB, rayonnement maximum sous un angle de 17 degrés, polarisation verticale presque pure du rayonnement. Et ce, avec une hauteur du bord inférieur de l'antenne à seulement 2 m au-dessus du sol réel.
Pour chacune des antennes, vous aurez besoin d'un mât diélectrique de 8 à 10 m de haut (ou d'un arbre d'une hauteur appropriée) et de deux (de préférence trois) entretoises diélectriques de 2,2 m de long (des lattes de bois peuvent être utilisées). Éléments - à partir de n'importe quel fil de cuivre, de 1 à 3 mm de diamètre, nu ou isolé.
Au cours de l'expérience, un ensemble de tuyaux en fibre de verre de RQuad d'une hauteur totale de 10 m a été utilisé comme mât et des tuyaux d'eau en plastique d'un diamètre de 20 mm ont été utilisés comme entretoises. Les éléments sont fabriqués à partir de fil de campagnol. Les gars sont constitués d'un cordon en polypropylène de 3 mm. Le résultat est la conception illustrée à la figure 4.

Figure 3. Caractéristiques de conception de l'antenne verticale Moxon.

Le fil est passé à travers les trous situés près des extrémités des entretoises et y est fixé à l'aide de ruban isolant ou de pinces en plastique. Pour éviter que les entretoises ne se plient sous le poids de l'antenne, leurs extrémités sont tendues avec du fil de pêche. Pour maintenir la rectitude de l'élément actif, perturbé par le poids du câble, vous pouvez utiliser une troisième entretoise au niveau du milieu des éléments en faisant passer le fil directeur dans le trou de celui-ci et en fixant les points de connexion. de l'élément actif au câble qui se trouve dessus. Le câble passe le long de l'épandeur jusqu'au mât puis descend le mât. Le câble est équipé de tubes de ferrite tous les 2 m, éliminant l'influence de sa tresse sur les caractéristiques de l'antenne et équilibrant en même temps les courants d'alimentation. L'antenne se soulève facilement sur un mât préinstallé avec un rouleau sur le dessus à l'aide d'un cordon en nylon.
Les caractéristiques d'un empilement horizontal de deux de ces antennes, calculées à l'aide du programme MMANA, sont présentées sur la figure 5. Meilleures caractéristiques en termes d'amplification et de suppression du lobe arrière ont été obtenus à une distance entre les antennes de 0,7 longueurs d'onde, soit 11,6 m Cette antenne peut être appelée "2×MOXON".

Figure 5. Diagramme de rayonnement d'un réseau phasé de deux antennes Moxon verticales.

Le circuit sommateur est classique : chaque antenne ayant une impédance d'entrée de 50 Ohms, on utilise des câbles d'alimentation d'une résistance de 75 Ohms, longs de ¾ de longueur d'onde, en tenant compte du facteur de raccourcissement du câble. Aux extrémités des câbles, la résistance de l'antenne se transforme en 100 ohms. Par conséquent, ils peuvent être connectés en parallèle à l'aide d'un té, suivi d'un câble d'alimentation de 50 Ohm de n'importe quelle longueur. La longueur des câbles de transformation a été choisie à ¾ de longueur d'onde, car à une longueur de ¼ de longueur d'onde, leurs longueurs ne suffisent pas à couvrir la distance entre les antennes.
Il nous a fallu environ deux heures pour réaliser la deuxième copie de cette antenne. Les mâts ont été installés avec un espacement de 11,6 m (la largeur du chalet d'été était suffisante).
Chaque antenne a été réglée séparément, en les connectant via un câble demi-onde (en tenant compte du raccourcissement) et en coupant les extrémités des parties courbées inférieures des éléments. Pour éviter les erreurs de configuration, il est nécessaire de porter une attention particulière à la suppression des courants de mode commun dans les câbles de puissance à l'aide de selfs placées sur le câble. Nous avons dû utiliser jusqu'à 10 pièces. de filtres en ferrite encliquetables répartis sur toute la longueur du câble de 75 ohms avant que les résultats ne se stabilisent. Ces selfs doivent également être sur des câbles de transformation reliés par un té. Il n'est pas nécessaire de mettre des selfs sur le câble 50 Ohm reliant le té à l'émetteur-récepteur. En l'absence de ferrites, les selfs peuvent être remplacées par plusieurs tours de câble assemblés en bobine d'un diamètre de 15-20 cm, en les plaçant à proximité des points d'alimentation de l'antenne et à proximité du té. Pour améliorer les performances des antennes, la quasi-totalité de la longueur libre des câbles de transformation peut être assemblée en bobines d'arrêt.
Après avoir connecté deux Moxons verticaux dans un réseau, la fréquence de résonance augmente d'environ 500 kHz et le ROS à la fréquence centrale devient égal à 1,4.
Il est impossible de corriger la résonance du système en ajustant les Moxons, car dans ce cas, le modèle directionnel s'effondre. La plupart des moyens simples adaptation du système - soit connecter des bobines avec une inductance de 0,2 μH en série avec les entrées des deux antennes, soit un condensateur de 400 à 550 pF (sélectionner la valeur du ROS minimum à la fréquence centrale) en série avec l'entrée du té sur le côté alimentation 50 Ohms. Dans ce cas, la bande en fonction du niveau SWR< 1,2 получается около 200 кГц (рис.6).

Fig.6. SWR de l'entrée après réglage à l'aide d'inducteurs de 0,2 µH.

Paramètres calculés à une hauteur du bord inférieur des antennes à 2 m au dessus du sol réel :
Gain 8,58 dBi (6,43 dBd),
Angle d'élévation 17 degrés,
Suppression du lobe arrière > 25 dB,
SWR dans la plage de fonctionnement< 1,2.
La présence de lobes secondaires avec une suppression de 10 dB par rapport au principal n'est pas, à notre avis, un inconvénient, car vous permet d'entendre les stations en dehors du faisceau principal étroit sans tourner l'antenne.
Nous ne connaissons pas d'autres modèles d'antennes dotés d'une telle paramètres élevés avec une telle simplicité de conception.
Bien entendu, ce multiéléments est stationnaire et doit être installé en direction du DX le plus intéressant (à l’ouest par exemple). Ensuite, tourner son diagramme vers l'est ne sera pas difficile : pour ce faire, il faut abaisser les antennes, les faire pivoter de 180 degrés et les relever jusqu'aux mâts. Pour nous, cette opération n'a pris que cinq minutes après un certain entraînement.
Une photo de l'antenne expérimentale est présentée sur la figure 7.

Figure 7. Vue d'un réseau phasé de deux Moxons verticaux.

Vladislav Chtcherbakov, (RU3ARJ)
Sergueï Filippov, (RW3ACQ)
Youri Zolotov, (UA3HR)

Littérature:

1. Vladislav Shcherbakov RU3ARJ, Sergueï Filippov RW3ACQ. Les antennes verticales symétriques constituent la solution optimale pour les communications DX sur le terrain et dans les pays. Documents du Forum du Festival « Domodedovo 2007 ».

2. Expédition K5K Kingman Reef DX.
www.force12inc.com/k5kinfo.htm

informations - http://cqmrk.ru