Palo HF per antenna a schiera di fase. Antenna Phased Array per microonde

La seconda parte dell'articolo è dedicata ai modi per vedere cosa c'è oltre l'orizzonte.
Dopo aver letto i commenti, ho deciso di parlare più in dettaglio delle comunicazioni VSD e dei radar basati sui principi del "raggio celeste" sui radar che funzionano secondo i principi del "raggio terrestre" sarà nel prossimo articolo, se I parlane poi ne parlerò in sequenza.

Radar oltre l’orizzonte, il tentativo di un ingegnere di spiegare il complesso in termini semplici. (seconda parte) "Picchio russo", "Zeus" e "Antey".

INVECE DI UNA PREFAZIONE

Nella prima parte dell’articolo ho spiegato le nozioni di base necessarie alla comprensione. Pertanto, se all'improvviso qualcosa diventa poco chiaro, leggilo, impara qualcosa di nuovo o aggiorna qualcosa di dimenticato. In questa parte ho deciso di passare dalla teoria ai dettagli e di raccontare la storia basandomi su esempi reali. Ad esempio, per evitare imbottiture, disinformazione e incitamento alle scoregge degli analisti da poltrona, utilizzerò sistemi che sono in funzione da molto tempo e non sono segreti. Poiché questa non è la mia specializzazione, vi racconto quello che ho imparato quando ero studente dagli insegnanti della materia "Fondamenti di radiolocalizzazione e radionavigazione" e quello che ho trovato da varie fonti su Internet. I compagni sono esperti in questo argomento, se trovi un'inesattezza, le critiche costruttive sono sempre benvenute.

"PIcchio russo" detto anche "ARCO"

"DUGA" è il primo radar oltre l'orizzonte dell'Unione (da non confondere con i radar oltre l'orizzonte) progettato per rilevare il lancio di missili balistici. Sono note tre stazioni di questa serie: installazione sperimentale “DUGA-N” vicino a Nikolaev, “DUGA-1” nel villaggio di Chernobyl-2, “DUGA-2” nel villaggio di Bolshaya Kartel vicino a Komsomolsk-on-Amur. Al momento, tutte e tre le stazioni sono state disattivate, le loro apparecchiature elettroniche sono state smantellate e anche i sistemi di antenne sono stati smantellati, ad eccezione della stazione situata a Chernobyl. Il campo dell'antenna della stazione DUGA è una delle strutture più evidenti nella zona di esclusione dopo la costruzione della stessa centrale nucleare di Chernobyl.

Campo dell'antenna "ARC" a Chernobyl, anche se assomiglia più a un muro)

La stazione operava nella gamma HF alle frequenze di 5-28 MHz. Tieni presente che la foto mostra, grosso modo, due muri. Poiché era impossibile creare un'antenna a banda sufficientemente larga, si è deciso di dividere il raggio d'azione in due antenne, ciascuna progettata per la propria banda di frequenza. Le antenne stesse non sono un'unica antenna solida, ma sono costituite da molte antenne relativamente piccole. Questo progetto è chiamato Antenna Phased Array (PAR). Nella foto sotto c'è un segmento di tale PAR:

Ecco come si presenta un segmento dei FARI "ARC", senza strutture di supporto.

Disposizione dei singoli elementi sulla struttura portante

Qualche parola su cosa è PAR. Alcuni mi hanno chiesto di descrivere cos'è e come funziona, stavo già pensando di iniziare, ma sono giunto alla conclusione che avrei dovuto farlo sotto forma di un articolo a parte, dato che ho bisogno di raccontare molta teoria per la comprensione, quindi in futuro ci sarà un articolo sull'array a fasi. E in poche parole: il Phased Array ti permette di ricevere le onde radio che arrivano da una certa direzione e di filtrare tutto ciò che proviene da altre direzioni, e puoi cambiare la direzione di ricezione senza cambiare la posizione del Phased Array nello spazio. Ciò che è interessante è che queste due antenne, nelle fotografie dall'alto, stanno ricevendo, cioè non potrebbero trasmettere (irradiare) nulla nello spazio. C'è un'opinione errata secondo cui l'emettitore dell '"ARC" era il vicino complesso "CIRCLE", ma non è così. Il VNZ "KRUG" (da non confondere con il sistema di difesa aerea KRUG) era destinato ad altri scopi, sebbene funzionasse in tandem con l'"ARC", ne parleremo più avanti. L'emettitore dell'arco si trovava a 60 km da Chernobyl-2 vicino alla città di Lyubech (regione di Chernigov). Sfortunatamente, non sono riuscito a trovare più di una fotografia affidabile di questo oggetto, c'è solo una descrizione verbale: "Anche le antenne trasmittenti erano costruite secondo il principio di un array di antenne a fasi ed erano più piccole e più basse, la loro altezza era di 85 metri". Se qualcuno improvvisamente avesse fotografie di questa struttura, gli sarei molto grato. Il sistema di ricezione del sistema di difesa aerea "DUGA" ha consumato circa 10 MW, ma non posso dire quanto ha consumato il trasmettitore perché i numeri sono molto diversi a seconda delle fonti, ma posso dire subito che la potenza di un impulso non era inferiore a 160 MW. Vorrei attirare la vostra attenzione sul fatto che l'emettitore era pulsato, e sono stati proprio questi impulsi che gli americani hanno sentito in onda a dare alla stazione il nome "Woodpecker". L'uso degli impulsi è necessario affinché con il loro aiuto sia possibile ottenere una potenza irradiata maggiore rispetto al consumo energetico costante dell'emettitore. Ciò si ottiene immagazzinando energia nel periodo tra gli impulsi ed emettendo questa energia sotto forma di impulso a breve termine. Tipicamente, il tempo tra gli impulsi è almeno dieci volte più lungo del tempo dell'impulso stesso. È questo colossale consumo di energia che spiega la costruzione della stazione in relativa prossimità alla centrale nucleare, la fonte di energia. Così suonava il "picchio russo" alla radio americana. Per quanto riguarda le capacità dell'ARC, stazioni di questo tipo potevano rilevare solo un massiccio lancio di razzi durante il quale si formavano un gran numero di torce di gas ionizzato dai motori a razzo. Ho trovato questa immagine con i settori di visualizzazione di tre stazioni di tipo “DUGA”:

Questa immagine è corretta in parte perché mostra solo le direzioni di visualizzazione e i settori di visualizzazione stessi non sono contrassegnati correttamente. A seconda dello stato della ionosfera, l'angolo di visione era di circa 50-75 gradi, sebbene nell'immagine sia mostrato un massimo di 30 gradi. Il raggio di osservazione dipendeva ancora dallo stato della ionosfera e non era inferiore a 3mila km, e nel migliore dei casi era possibile vedere i lanci proprio oltre l'equatore. Da ciò si potrebbe concludere che le stazioni hanno scansionato l'intero territorio del Nord America, dell'Artico e delle parti settentrionali degli oceani Atlantico e Pacifico, in una parola, quasi tutte le possibili aree per il lancio di missili balistici.

VNZ "CERCHIO"

Per il corretto funzionamento del radar di difesa aerea e la determinazione del percorso ottimale del raggio sonoro, è necessario disporre di dati accurati sullo stato della ionosfera. Per ottenere questi dati è stata progettata la stazione “CIRCLE” per il Reverse Oblique Sounding (ROS) della ionosfera. La stazione era costituita da due anelli di antenne simili a HEADLIGHTS "ARC" posizionati solo verticalmente, c'erano un totale di 240 antenne, ciascuna alta 12 metri, e un'antenna si trovava su un edificio a un piano al centro dei cerchi.

VNZ "CERCHIO"

A differenza di "ARC", il ricevitore e il trasmettitore si trovano nello stesso posto. Il compito di questo complesso era quello di determinare costantemente le lunghezze d'onda che si propagano nell'atmosfera con la minima attenuazione, la portata della loro propagazione e gli angoli con cui le onde si riflettono dalla ionosfera. Utilizzando questi parametri, è stato calcolato il percorso del raggio verso il bersaglio e ritorno e il Phased Array ricevente è stato configurato in modo tale da ricevere solo il suo segnale riflesso. In parole semplici, abbiamo calcolato l'angolo di arrivo del segnale riflesso e creato in questa direzione massima sensibilità PAR.

MODERNI sistemi di difesa aerea "DON-2N" "DARYAL", "VOLGA", "VORONEZH"

Queste stazioni sono ancora in allerta (tranne Daryal), ci sono pochissime informazioni affidabili su di loro, quindi delineerò superficialmente le loro capacità. A differenza di "DUGI", queste stazioni possono registrare singoli lanci di missili e persino rilevare missili da crociera che volano a velocità molto basse. In generale, il design non è cambiato; si tratta degli stessi array di fasi utilizzati per ricevere e trasmettere i segnali. I segnali utilizzati sono cambiati, sono gli stessi, quelli pulsati, ma ora sono distribuiti uniformemente su tutta la banda di frequenza operativa, in parole semplici Non si tratta più del colpo del picchio, ma di un rumore uniforme difficile da distinguere da altri rumori senza conoscere la struttura originaria del segnale. Anche le frequenze sono cambiate; se l'arco operava nella gamma HF, allora "Daryal" è in grado di operare in HF, VHF e UHF. I bersagli ora possono essere identificati non solo dallo scarico del gas ma anche dalla carcassa stessa del bersaglio, ho già parlato dei principi di rilevamento dei bersagli sullo sfondo del terreno nell'articolo precedente.

COMUNICAZIONE RADIO VHF LUNGA LUNGA

Nello scorso articolo ho parlato brevemente delle onde chilometriche. Forse in futuro farò un articolo su questo tipo di comunicazioni, ma ora ve lo racconto brevemente usando l’esempio di due trasmettitori ZEUS e del 43° centro comunicazioni della Marina russa. Il titolo SDV è puramente simbolico, poiché queste lunghezze non rientrano nelle classificazioni generalmente accettate e i sistemi che le utilizzano sono rari. ZEUS utilizza onde con una lunghezza di 3656 km e una frequenza di 82 hertz. Per la radiazione viene utilizzato uno speciale sistema di antenne. Viene trovato un pezzo di terra con la più bassa conduttività possibile e vi vengono inseriti due elettrodi a una distanza di 60 km fino a una profondità di 2-3 km. Per la radiazione, agli elettrodi viene applicata una tensione ad alta tensione ad una determinata frequenza (82 Hz), poiché la resistenza della roccia terrestre tra gli elettrodi è estremamente elevata, corrente elettrica devi attraversare gli strati più profondi della terra, trasformandoli così in un'enorme antenna. Durante il funzionamento, Zeus consuma 30 MW, ma la potenza emessa non supera i 5 Watt. Tuttavia, questi 5 Watt sono completamente sufficienti affinché il segnale viaggi completamente attraverso l'intero globo. L'opera di Zeus è registrata anche in Antartide, sebbene essa stessa si trovi nella penisola di Kola; Se aderisci alle vecchie norme sovietiche, "Zeus" funziona in ELF (estremamente basse frequenze) allineare. La particolarità di questo tipo di comunicazione è che è unidirezionale, quindi il suo scopo è trasmettere in modo condizionale segnali brevi Dopo aver sentito ciò, i sottomarini emergono a una profondità ridotta per comunicare con il centro di comando o rilasciare una boa radio. È interessante notare che Zeus è rimasto segreto fino agli anni '90, quando gli scienziati dell'Università di Stanford (California) hanno pubblicato una serie di dichiarazioni interessanti riguardanti la ricerca nel campo della radioingegneria e della trasmissione radio. Gli americani hanno assistito a un fenomeno insolito: le apparecchiature radio scientifiche situate in tutti i continenti della Terra registrano regolarmente, allo stesso tempo, strani segnali ripetuti a una frequenza di 82 Hz. La velocità di trasmissione per sessione è di tre cifre ogni 5-15 minuti. I segnali provengono direttamente dalla crosta terrestre: i ricercatori hanno una sensazione mistica, come se fosse il pianeta stesso a parlare con loro. Il misticismo è la caratteristica degli oscurantisti medievali e gli yankee avanzati si resero immediatamente conto di avere a che fare con un incredibile trasmettitore ELF situato da qualche parte dall'altra parte della Terra. Dove? È chiaro dove: in Russia. Sembra che questi pazzi russi abbiano cortocircuitato l'intero pianeta, usandolo come un'antenna gigante per trasmettere messaggi criptati.

Il 43esimo centro di comunicazione della Marina russa presenta un tipo leggermente diverso di trasmettitore a onde lunghe (stazione radio "Antey", RJH69). La stazione si trova vicino alla città di Vileika, nella regione di Minsk, nella Repubblica di Bielorussia, il campo dell'antenna copre un'area di 6,5 chilometri quadrati. Si compone di 15 alberi con un'altezza di 270 metri e tre alberi con un'altezza di 305 metri, tra gli alberi sono tesi elementi del campo dell'antenna, il cui peso totale è di circa 900 tonnellate. Il campo dell'antenna si trova sopra le zone umide, il che offre buone condizioni per la radiazione del segnale. Io stesso sono stato vicino a questa stazione e posso dire che solo parole e immagini non riescono a trasmettere le dimensioni e le sensazioni che questo gigante evoca nella realtà.

Ecco come appare il campo dell'antenna sulle mappe di Google; sono ben visibili le radure su cui si estendono gli elementi principali.

Vista da uno degli alberi dell'Antea

La potenza di "Antey" è di almeno 1 MW, a differenza dei trasmettitori radar per la difesa aerea, non è pulsato, cioè durante il funzionamento emette lo stesso mega watt o più, per tutto il tempo in cui funziona. L'esatta velocità di trasmissione delle informazioni non è nota, ma se tracciamo un'analogia con il Goliath catturato dai tedeschi, non è inferiore a 300 bps. A differenza dello Zeus, la comunicazione è già bidirezionale; i sottomarini utilizzano antenne a filo trainate per molti chilometri o speciali boe radio che vengono rilasciate dal sottomarino da grandi profondità. La gamma VLF viene utilizzata per la comunicazione; il raggio di comunicazione copre l'intero emisfero settentrionale. I vantaggi della comunicazione VSD sono che è difficile bloccarla con interferenze e può funzionare anche in condizioni di esplosione nucleare e dopo di essa, mentre i sistemi a frequenza più alta non possono stabilire una comunicazione a causa dell'interferenza nell'atmosfera dopo l'esplosione. Oltre alla comunicazione con i sottomarini, "Antey" viene utilizzato per la ricognizione radio e per la trasmissione di segnali orari precisi del sistema "Beta".

INVECE DI UNA POSTERIORE

Questo non è l'ultimo articolo sui principi per guardare oltre l'orizzonte, ce ne saranno altri, in questo, su richiesta dei lettori, mi sono concentrato sui sistemi reali invece che sulla teoria.. Mi scuso anche per il ritardo nella pubblicazione, Non sono un blogger né un residente di Internet, ho un lavoro che amo e che periodicamente mi “ama” moltissimo, quindi scrivo articoli di tanto in tanto. Spero che sia stato interessante da leggere, perché sono ancora in modalità di prova e non ho ancora deciso in che stile scrivere. Le critiche costruttive sono benvenute come sempre. Ebbene, soprattutto per i filologi, un aneddoto alla fine:

Insegnante Matan sui filologi:
-...Sputa in faccia a chi dice che i filologi sono tenere viole dagli occhi scintillanti! Ti prego! Si tratta infatti di tipi cupi, biliosi, pronti a strappare la lingua al loro interlocutore per frasi del tipo “paga l'acqua”, “è il mio compleanno”, “ho un buco nel cappotto”...
Voce dal fondo:
- Cosa c'è che non va in queste frasi?
L'insegnante si aggiustò gli occhiali:
"E sul tuo cadavere, giovanotto, salterebbero anche."

L'invenzione si riferisce al campo della radioingegneria, in particolare alla tecnologia delle antenne e può essere utilizzata come sistema di antenna a banda larga con un diagramma di radiazione controllato per la fornitura di comunicazioni radio con onde ionosferiche nelle gamme HF e VHF. Lo scopo dell'invenzione è quello di sviluppare un sistema di antenna che, con una dimensione standard, garantisca il funzionamento di trasmettitori ad ampio raggio che richiedono un adattamento di alta qualità con l'antenna. Un'antenna Phased Array (PAR) è costituita da elementi piatti identici, ciascuno dei quali è formato da una coppia di vibratori complanari ortogonali di lunghezza L con bracci triangolari 1 (il valore di L è pari alla lunghezza d'onda minima nel campo di funzionamento). L'elemento centrale e ad esso collegato tramite un cortocircuito. conduttori e 2 elementi periferici formano una coppia ortogonale di vibratori nella gamma a bassa frequenza. Tutti gli elementi periferici, compresi quelli inclusi nel vibratore a bassa frequenza, formano l'array di fase ad alta frequenza. L'eccitazione del sistema d'antenna è separata per i vibratori orizzontali (g-g") e (v-v"), ma è anche possibile combinarli per realizzare una radiazione polarizzata circolarmente. L'array a fasi fornisce il funzionamento in un intervallo di 40 volte con un livello BEV di almeno 0,5. 6 malato.

L'invenzione si riferisce al campo della radioingegneria, vale a dire alla tecnologia delle antenne e, in particolare, può essere utilizzata come sistema di antenne ricetrasmittenti sotterranee o striscianti per il funzionamento delle onde ionosferiche nelle gamme HF e VHF. Antenne sotterranee e di superficie conosciute delle gamme HF e VHF (Sosunov B.V. Filippov V.V. Fondamenti di calcolo delle antenne sotterranee. L. VAS, 1990). Le antenne analogiche sotterranee multisezione sono realizzate sotto forma di un gruppo di vibratori paralleli isolati in fase. Per aumentare il guadagno vengono utilizzati diversi gruppi di questo tipo, posizionati uno dopo l'altro e messi in fase di conseguenza. Gli svantaggi degli analoghi noti sono una gamma ristretta di frequenze operative a causa di improvvisi cambiamenti nell'impedenza di ingresso, un settore di scansione del raggio limitato e grandi dimensioni. Per garantire il funzionamento nell'intervallo richiesto e nelle direzioni specificate, è necessario disporre di diverse dimensioni standard. Quella più vicina nella sua essenza tecnica all'antenna a schiera di fase (PAR) rivendicata è la ben nota SGDP 3.6/4 RA PAR (Eisenberg G.Z. et al. Short-wave antenne. M. Radio and Communications, 1985, pp. 271-274 , Figura 13.11.). L'antenna prototipo è costituita da un gruppo di elementi piatti (PE) costituiti da conduttori metallici. Ogni PE è un radiatore a forma di vibratore simmetrico costituito da due bracci triangolari, le cui estremità esterne sono collegate da un cortocircuito. conduttori. Tutti gli elementi sono uniti da un percorso di alimentazione comune e formano un array in fase o in fase (se i dispositivi di fasatura sono inclusi nel percorso di alimentazione). Gli elementi sono posizionati complanarmente all'interno del rettangolo che limita l'apertura del Phased Array e sono sospesi verticalmente sui pali del Phased Array. Grazie all'utilizzo di elementi costituiti da emettitori con bracci triangolari, ha un'ampia gamma di frequenze operative e migliore abbinamento. Tuttavia, il prototipo presenta degli svantaggi. Il coefficiente di sovrapposizione del raggio d'azione (il rapporto tra la frequenza operativa massima e quella minima) dell'array di antenne SGDP 3.6/4 RA è pari a 2,14, che è significativamente inferiore al valore di questo parametro per i trasmettitori moderni e non consente uno standard dimensione da utilizzare quando si forniscono comunicazioni distanze diverse. Il settore di controllo del diagramma di radiazione (DP) sul piano orizzontale, pari a 60 o, limita le capacità di questa antenna quando opera in una rete radio. Inoltre, l'antenna ha grandi dimensioni e bassa sicurezza e non fornisce un funzionamento indipendente con polarizzazione verticale e orizzontale o un'onda polarizzata circolarmente. L'obiettivo dell'invenzione è quello di creare un Phased Array a banda larga destinato all'uso come antenna di superficie o sotterranea delle gamme HF e VHF, fornendo il controllo del diagramma di radiazione nell'intero semispazio superiore riducendo al contempo le dimensioni della superficie radiante. Il compito è raggiunto dal fatto che in un Phased Array noto contenente un gruppo di PE, ciascuno dei quali include una coppia di emettitori triangolari installati complanarmente all'interno del rettangolo che limita l'apertura del Phased Array e collegati al percorso dell'alimentatore, un'ulteriore coppia di emettitori identici installati complanari ed ortogonali al primo. Tutti i PE si trovano orizzontalmente all'interno del mezzo semiconduttore o sulla sua superficie. Le estremità esterne degli emettitori triangolari appartenenti ai PE adiacenti tra loro sono collegate elettricamente. Le estremità esterne degli emettitori triangolari appartenenti ai PE periferici sono collegate lungo il perimetro dell'apertura Phased Array mediante ulteriori cortocircuiti. conduttori. Le estremità esterne degli emettitori triangolari, adiacenti su entrambi i lati alle grandi diagonali dell'array di fase, sono isolate elettricamente, e le estremità esterne dei restanti emettitori triangolari sono collegate da conduttori cortocircuitati. Il percorso di alimentazione del canale LF è collegato alle sommità degli emettitori triangolari del PE situati al centro del Phased Array. Le parti superiori degli emettitori triangolari dei restanti PE sono collegate al percorso di alimentazione del canale RF. Gli emettitori ortogonali in ciascun PE sono alimentati in modo indipendente, ovvero possono eccitarli separatamente con polarizzazione lineare o con uno spostamento di 90 o, ottenendo così una radiazione polarizzata circolarmente. Con tale schema di array a fasi, gli stessi elementi vengono utilizzati due volte per operare in entrambe le gamme LF e HF (con un coefficiente di sovrapposizione di 5,33 e 7,5, rispettivamente) con corrispondenza al livello BV di almeno 0,5. In generale, l'array a fasi proposto opera in un intervallo con sovrapposizione di 40 volte. Inoltre, alla frequenza di risonanza, l'area della sua superficie emittente è 1,6 volte inferiore a quella del prototipo. Nella fig. 1 mostrato forma generale PAR; nella fig. 2 elementi piani; nella fig. 3 PE a quattro e tre derivazioni; nella fig. Sistema a 4 alimentatori; nella fig. 5, 6 - risultati di studi sperimentali. L'array a fasi mostrato in Fig. 1, è costituito da N (ad esempio, viene preso N 9) PE identici. Una forma di realizzazione del PE è mostrata in Fig. 2. Ciascun PE è formato da una coppia ortogonale di vibratori piatti z-g" e b-v" di lunghezza 2L 1 con bracci a forma di triangoli equilateri 1. Le estremità adiacenti degli emettitori triangolari dei PE vicini sono collegate elettricamente ( linee mm"). Le estremità periferiche degli emettitori triangolari PE sono collegate in cortocircuito dai conduttori 2 (Fig. 3), ad eccezione degli emettitori triangolari adiacenti su entrambi i lati al grande diagonali c-c" e p-p", cioè questi emettitori sono isolati elettricamente (Fig. 3). In questa condizione, il PE centrale cortocircuita. nientemeno che i conduttori (Fig. 2). Le estremità degli emettitori triangolari c-c" e d-g", situati sui bordi esterni del Phased Array, sono inoltre collegate dai conduttori 3 (in questo caso, ciascun conduttore 3 insieme a due conduttori forma un circuito chiuso, che può essere riempito con conduttori aggiuntivi o sostituiti con una solida piastra metallica delle stesse forme). Ogni PE ha dimensioni trasversali e longitudinali 2L= min (dove min è la lunghezza d'onda minima nel range operativo), ed in generale ilphased array è un quadrato con un lato . Il sistema di alimentazione a schiera di fasi mostrato in FIG. 4, è costituito da due gruppi identici di alimentazione orizzontale aa" E verticale dentro- dentro"Emettitori PE. La Fig. 1 mostra il gruppo alimentatore di emettitori orizzontali. Comprende l'alimentatore 4 del vibratore LF e (N-1) alimentatori di 5 vibratori HF. I gusci vaglianti 6 degli alimentatori 4, 5 sono collegati elettricamente alle sommità di gli emettitori triangolari di sinistra dei vibratori orizzontali, e i conduttori centrali 7 di questi alimentatori sono collegati allo stesso modo agli emettitori triangolari di destra L'alimentatore 4 dell'elemento LF è collegato direttamente al trasmettitore (ricevitore 5 degli elementi HF). sono collegati tramite linee di ritardo controllate (ULZ) 8 e un divisore per garantire la messa in fase della schiera di antenne e l'interfaccia con l'uscita della potenza del trasmettitore 9 (quando si lavora con un dispositivo di accoppiamento 1:8 Il dispositivo proposto funziona come segue quando una tensione di eccitazione viene fornita attraverso l'alimentatore 4 k. punti a-a"(per un vibratore verticale b-c"), la corrente dai punti indicati scorre lungo i bracci a forma rombica formati da emettitori triangolari 1 interconnessi del PE centrale e laterale, nonché dai punti E ed E" attraverso i conduttori 2 ai punti H e H" emettitori triangolari ortogonali di PE periferici, quindi lungo di essi nella direzione trasversale fino ai punti K e K", da ciascuno dei quali partono coppie di conduttori 2 situati sul lato esterno dell'array di fase (o piastre che li sostituiscono) Per far funzionare l'array di fase nella gamma HF, la potenza del trasmettitore nel divisore 9 viene divisa per 8 canali identici, in ciascuno dei quali viene creato lo sfasamento richiesto utilizzando ULZ 8, e quindi il PE viene eccitato attraverso gli alimentatori 5. Quando la tensione di eccitazione viene applicata all'ingresso di uno dei vibratori (orizzontali o verticali) di ciascun PE, l'altro vibratore insieme ai conduttori forma un ponticello che collega le estremità dell'emettitore eccitato, ottenendo così adattamento migliorato nella parte inferiore della gamma. Studi sperimentali delphased array proposto sono stati condotti su un prototipo progettato per funzionare nella gamma 1,5-60 MHz, realizzato in lamiera d'acciaio di 2 mm di spessore. Le dimensioni della planimetria sono 15 x 15 m2, il terreno è asciutto (=5, =0,001 S/m). Il sistema di alimentazione HF PAR era costituito da cavi coassiali RK-75-9-12 con una lunghezza di (140-0,1) m, l'eccitazione degli elementi LF è stata effettuata tramite cavi RK-75-17-12 con una lunghezza di ( 120-0,1) m. il circuito comprendeva un divisore di potenza del trasformatore 1:8 e una linea di ritardo controllata a 4 bit a 8 canali formata da spezzoni di cavo coassiale isolato in fluoroplastico con lunghezze di 0,66 m, 1,32 m, 2,64 m e 5,28 m. Come trasmettitore Il dispositivo utilizzava il prodotto Fakel-N1 (intervallo di frequenza operativa 1,5-60 MHz, potenza fino a 4 kW). Durante la ricerca, sono state misurate le impedenze di ingresso degli elementi a bassa frequenza, degli elementi ad alta frequenza separatamente e come parte di un array a fasi, da cui sono stati calcolati i valori BEF e tali schemi di radiazione dinamica a varie frequenze. I valori di KBV, elemento a bassa frequenza, singolo elemento ad alta frequenza e array a fasi nel suo insieme, mostrati in Fig. 5, confermano l'elevata qualità dell'adattamento sull'intero intervallo operativo. I diagrammi di radiazione dinamica dell'array di fase nelle parti inferiore, media e superiore dell'intervallo sono mostrati in Fig. 6 (grafici a, b, c, rispettivamente). La linea continua mostra i modelli calcolati, le croci mostrano i risultati della misurazione. Si può vedere che, su tutto l'intervallo, l'array di fase garantisce la formazione di una radiazione massima in una data direzione.

Reclamo

Antenna a schiera di fasi contenente un gruppo di elementi piatti, ciascuno dei quali comprende una coppia di emettitori triangolari installati complanarmente all'interno di un rettangolo che delimita l'apertura della schiera di antenne a fasi e collegata al percorso di alimentazione, caratterizzata dal fatto che gli elementi piatti sono disposti orizzontalmente all'interno del mezzo semiconduttore o sulla sua superficie, in ciascun elemento piano è inserita una seconda coppia di emettitori identici, installata complanarmente ed ortogonalmente al primo, le estremità esterne degli emettitori triangolari appartenenti ad elementi piatti adiacenti sono collegate elettricamente, e le estremità esterne di gli emettitori triangolari appartenenti ad elementi piatti periferici sono collegati lungo il perimetro della schiera di antenne ad apertura di fase con conduttori aggiuntivi di cortocircuito e le estremità esterne degli emettitori triangolari adiacenti su entrambi i lati alle grandi diagonali della schiera di antenne in fase sono isolate elettricamente, e le estremità esterne dei restanti emettitori triangolari sono collegate da conduttori in cortocircuito, mentre il percorso di alimentazione del canale a bassa frequenza è collegato alle sommità degli emettitori triangolari dell'elemento piatto, situato al centro della schiera di antenne in fase , e le sommità degli emettitori triangolari dei restanti elementi piani sono collegate al percorso di alimentazione canale ad alta frequenza e gli emettitori triangolari ortogonali in ciascun elemento piatto sono alimentati in modo indipendente.

Dispositivi alimentatori d'antenna HF: antenne trasmittenti

Specifiche

• Gamma di frequenza operativa da 3,0 a 9,0 MHz
  • Impedenza di ingresso nominale – 2x150 Ohm (percorso bilanciato)
  • VSWR nella gamma di frequenza operativa – non più di 2,0
  • Il modello azimutale ad un angolo di elevazione di 45º è quasi circolare con irregolarità non superiori a ±1,5 dB
  • La radiazione è fornita nel settore degli angoli di elevazione da 45 a 90º nella banda di frequenza da 3 a 6 MHz e nel settore degli angoli di elevazione da 40 a 65º nella banda di frequenza da 6 a 9 MHz con irregolarità non superiore a ±3 dB
  • La polarizzazione delle onde AZI-PRD emesse è ellittica. Viene fornita la possibilità di controllare a distanza la direzione della rotazione della polarizzazione
  • L'AZI-PRD BUP è alimentato da rete trifase corrente alternata V (50±1,5) Hz
  • Il telecomando è alimentato da una rete di corrente alternata monofase V (50±2,5) Hz
  • Potenza consumata dall'alimentatore dalla rete, non più di 250 VA

L'antenna radiotrasmittente basata su VGDSH UAR-Sh è destinata all'uso come antenna radiotrasmittente come parte di stazioni radio nella gamma UHF

Specifiche

• Gamma di frequenza operativa da 8,0 a 24,0 MHz
• KBV all'ingresso USS-Sh quando collegato all'uscita di un carico simmetrico adattato di 200 Ohm in un intervallo di frequenza operativa di almeno 0,6
• L'impedenza caratteristica dell'alimentatore F-50 è di 50 Ohm
• KBV all'ingresso dell'alimentatore F-50 quando si opera con un carico adattato nell'intervallo di frequenza operativa di almeno 0,8

AKAR

Specifiche

EAR-V

Specifiche

KARB-V, KARB-G

KARB-V

CARB-G

Specifiche

• Impedenza di uscita nominale - 75 Ohm
• Schema azimutale - direzionale
• Funzionamento continuo a lungo termine senza presenza costante di personale di manutenzione

Antenne riceventi attive

Antenna protetta con ricezione attiva APZ con vibratori triortogonali è destinato all'uso come antenna ricevente in rifugi protettivi per apparecchiature di oggetti fissi del sistema di comunicazione radio VHF
Specifiche

• Gamma di frequenza operativa da 1,5 a 30,0 MHz
• Il modello APZ azimutale nella modalità di ricezione di onde di polarizzazione orizzontale o ellittica con un angolo di elevazione di 45° è vicino a quello circolare con un'irregolarità non superiore a ± 3 dB
• Potenza: non più di 300 VA
• Funzionamento continuo a lungo termine senza presenza costante di personale di manutenzione

Antenna ricevente attiva di piccole dimensioni APM con vibratori triortogonali è destinato all'uso come antenna ricevente per apparecchiature di oggetti stazionari di un sistema di comunicazione radio nella gamma UHF
Specifiche

• Gamma di frequenza operativa da 1,5 a 30,0 MHz
• Impedenza di ingresso nominale – 75 Ohm
• Il modello azimutale nella modalità di ricezione delle onde di polarizzazione orizzontale o ellittica con un angolo di elevazione di 45° è quasi circolare con un'irregolarità non superiore a ± 3 dB. La ricezione è prevista nel settore degli angoli di elevazione da 45 a 90°. Nella modalità di ricezione delle onde polarizzate verticalmente, la ricezione è assicurata in un settore con angoli di elevazione compresi tra 10 e 55° con un modello di elevazione irregolare (nel settore specificato) non superiore a ± 3 dB
• Funzionamento continuo a lungo termine senza presenza costante di personale di manutenzione
• Controllo automatizzato e manuale
• Potenza: 30 VA

Ricezione di antenne Phased Array attive

Array di antenne ad anello attivo a distribuzione rapida AKAR
AKAR è progettato per ricevere segnali nella gamma di frequenze operative da 2,4 a 29,8 MHz e viene utilizzato in situazioni di emergenza quando le antenne in qualsiasi direzione si guastano, nonché nella necessità di organizzare rapidamente le comunicazioni radio con un corrispondente nella cui direzione non c'è radio comunicazione.
Il prodotto viene utilizzato sia come parte dei centri di ricezione delle comunicazioni radio HF sia in una versione rapidamente implementata per fornire comunicazioni su percorsi di 400 - 7000 km.

Specifiche

• Gamma di frequenza operativa AKAR da 2,4 a 29,8 MHz
• L'impedenza nominale delle uscite AKAR è 75 Ohm
• Lo schema direzionale (DP) dell'AKAR sul piano orizzontale è direzionale
• L'ampiezza del fascio del diagramma di radiazione al livello 0,7 sul piano verticale con un angolo di elevazione di 45° non è superiore a 55° alla frequenza di 2,4 MHz e non superiore a 20° alla frequenza di 29,8 MHz
• Polarizzazione delle onde ricevute da AKAR - verticale
• Potenza consumata da ACAR dalla rete di alimentazione, non più di 250 VA
• AKAR offre la possibilità di funzionamento continuo a lungo termine senza la presenza costante del personale di manutenzione

Il design AKAR è un array a fasi di 32 moduli attivi, posizionati uniformemente attorno a un cerchio con un raggio di 16 m. L'altezza di sospensione dei vibratori attivi è di 5 m. Questa struttura consente all'antenna di essere dispiegata in un'area aperta da un equipaggio di quattro persone in un tempo non superiore alle 3 ore.
L'intervallo della temperatura operativa va da meno 50 a più 50 °C.
AKAR fornisce il funzionamento indipendente e simultaneo di quattro dispositivi di ricezione radio (RPU). Per ciascuna delle quattro RPU vengono formati 16 modelli azimutali indipendenti con un passo di azimut discreto di 22,5 gradi. Per selezionare l'azimut richiesto è presente un telecomando situato nella TZ.
AKAR offre la possibilità di commutare uno qualsiasi dei quattro ricevitori per la ricezione da una qualsiasi delle 16 direzioni di azimut libere (non occupate da altri ricevitori).

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

Schiera di antenne ellittiche stazionarie con vibratori verticali EAR-V progettata per essere utilizzata come antenna ricevente per fornire comunicazioni radio su tratte da 0 a 50 e da 700 a 10.000 km.

• L'array stazionario di antenne ad anello con vibratori verticali KARS-V è destinato all'uso come antenna ricevente per fornire comunicazioni radio su percorsi da 0 a 50 e da 700 a 10.000 km.
• L'array di antenne ad anello stazionario con vibratori orizzontali KARS-G è destinato all'uso come antenna ricevente per fornire comunicazioni radio su percorsi da 50 a 1000 km
• L'array di antenne stazionarie ad anello con vibratori triortogonali (due orizzontali e uno verticale) KARS-V2G è destinato all'uso come antenna ricevente per fornire comunicazioni radio su percorsi da 0 a 10.000 km.

Specifiche

• È prevista la commutazione di ciascuno dei 64 ricevitori per la ricezione da una qualsiasi delle 16 direzioni di azimut con un passo di azimut discreto di 22,5 gradi. Il controllo della commutazione viene effettuato dall'operatore tramite il terminale utente. Il server consente il funzionamento di un massimo di 64 terminali utente, con i risultati del monitoraggio visualizzati su ciascun terminale utente.
• Gamma di frequenze operative: da 1,5 a 30,0 MHz, ad eccezione di EAR-B (da 6,0 a 24,0 MHz)
• Polarizzazione delle onde radio ricevute – verticale (KARS-G – orizzontale)

KARS-V2G: lineare verticale; orizzontale lineare nella direzione corrispondente all'azimut “zero” del sistema di antenne (G1); orizzontale lineare nella direzione perpendicolare all'azimut “zero” del sistema di antenne (G2); ellittica con il giusto senso di rotazione del piano di polarizzazione (EP); ellittica con senso di rotazione sinistro del piano di polarizzazione (EL). KARS-V2G fornisce telecomando tipo di polarizzazione.

• Schema azimutale - direzionale
• Potenza dalla rete di alimentazione - non più di 1000 VA
• Funzionamento continuo a lungo termine senza presenza costante di personale di manutenzione
• Impedenza di uscita nominale - 75 Ohm

KARB-V, KARB-G

Array di antenne ad anello a distribuzione rapida con vibratori verticali KARB-Vè destinato ad equipaggiare i sistemi di comunicazione radio mobile DCM come antenna ricevente, fornendo al contempo comunicazioni radio su percorsi da 0 a 50 e da 700 a 10.000 km.

Array di antenne ad anello a distribuzione rapida con vibratori orizzontali CARB-Gè destinato ad equipaggiare i sistemi di comunicazione radio DCM mobile come antenna ricevente quando si fornisce comunicazione radio su percorsi da 50 a 1000 km.

I progetti KARB-V e KARB-G consentono di installare antenne in aree aperte con un equipaggio di tre persone in un tempo non superiore a 1,5 ore (tenendo conto del tempo per contrassegnare il sito).

Specifiche

• Gamma di frequenza operativa da 1,5 a 30,0 MHz
• Polarizzazione delle onde radio ricevute – verticale
• Impedenza di uscita nominale - 75 Ohm
• Schema azimutale - direzionale
• Potenza consumata dalla rete di alimentazione, non più di 100 VA
• Funzionamento continuo a lungo termine senza presenza costante di personale di manutenzione
• Commutazione di uno qualsiasi dei quattro ricevitori per la ricezione da una qualsiasi delle 16 direzioni azimutali libere (non occupate da altri ricevitori)
• L'alimentazione è fornita da un sistema di alimentazione a corrente alternata monofase con una tensione di 220 V e una frequenza di (50±2) Hz

Antenne protette

OKTAVA-KR, OKTAVA-KP

L'aspetto di un rifugio protettivo che protegge l'APZ da un'onda d'urto quando è collocato in un pozzo o in una struttura di fortificazione

"Ottava-KR" E "Oktava-KP"— Le antenne sotterranee attive protette APZ, sviluppate e prodotte nell'interesse del Servizio di comunicazioni speciali del Servizio di sicurezza federale della Russia, hanno superato i test statali e sono state accettate per la fornitura al suddetto dipartimento. Progettate per l'uso come antenne trasmittenti HF come parte di apparecchiature per strutture speciali.

Forniscono la possibilità di far funzionare contemporaneamente due dispositivi di ricezione radio (RPU) sintonizzati su frequenze diverse, creando maggiori opportunità per organizzare la ricezione indipendente del segnale.

Le funzionalità APZ ti consentono di lavorare in modalità adattiva reti automatizzate Comunicazione radio DCMV, anche nei sistemi di comunicazione con controllo della frequenza. Hanno resistenza sismica e resistenza alle onde d'urto come parte di un oggetto protetto.

L'adattamento della polarizzazione consente sia automatico che modalità manuali ottenere la migliore ricezione del segnale.

Il controllo delle modalità operative e del tipo di polarizzazione ricevuta viene effettuato utilizzando un'unità di controllo e coordinamento (CCU).

Gli APZ hanno dimensioni e peso minimi e occupano una piccola area. Su un sito non protetto possono essere installati in luoghi non idonei. Hanno un tempo di distribuzione breve.

Modulo antenna attiva ricevente triortogonale

Il modulo antenna ricevente attiva triortogonale è progettato per ricevere segnali nella gamma UHF. L'ambito di applicazione è la ricezione dell'energia del segnale radio e la sua trasmissione attraverso tre canali agli ingressi delle apparecchiature di elaborazione del segnale digitale, la costruzione di un array di antenne riceventi universale basato su di esso da utilizzare come parte di promettenti complessi di mezzi tecnici del DCM . Il prodotto può essere utilizzato anche come antenna ricevente singola.
Insieme all'unità di controllo e coordinamento (CCU), garantisce la ricezione di onde di polarizzazione lineare orizzontale (su due piani ortogonali), lineare verticale ed ellittica (con diversi sensi di rotazione).
Il modulo antenna ricevente attiva triortogonale è costituito da vibratori simmetrici incrociati: due verticali e uno orizzontale, ciascuno lungo 2 m, collegati agli amplificatori dell'antenna ricevente (RAA), sotto forma di un blocco schermato di amplificatori dell'antenna (BAU). Per aumentare la capacità di ingresso, ciascun braccio del vibratore è realizzato sotto forma di bicono basato su un sistema di conduttori bimetallici.

Specifiche

• Gamma di frequenza operativa da 3,0 a 30,0 MHz
• Isolamento elettromagnetico tra vibratori TAE ortogonali in assenza di pali, fili, alberi, ecc. ravvicinati. non inferiore a 20 dB
• Ciascun amplificatore di antenna ricevente (RAA) come parte del TAE ha:
• guadagnare almeno 8 dB
• gamma dinamica di almeno 95 dB rispetto a 1 µV

Il modello di utilità si riferisce alla tecnologia delle antenne a microonde e può essere utilizzato nei sistemi radioelettronici come antenna attiva a schiera, in particolare nei localizzatori aerei e navali e nei sistemi di contromisure radio.

Il risultato tecnico è quello di aumentare l'affidabilità del controllo del fascio attraverso l'uso di un riflettore al plasma.

L'essenza del modello di utilità è che l'antenna è realizzata sotto forma di una bobina di Helmholtz costituita da una camera a vuoto, un irradiatore, un catodo lineare e un anodo, mentre uno strato di plasma viene applicato alla bobina da cui viene trasmesso il segnale riflesso. Ill.1.

Il modello di utilità si riferisce alla tecnologia delle antenne a microonde e può essere utilizzato nei sistemi radioelettronici come antenna attiva a schiera, in particolare nei localizzatori aerei e navali e nei sistemi di contromisure radio.

Tra gli ultimi sviluppi nel campo della creazione di array a fasi, realizzati nei paesi dell'UE, c'è un radar multifunzionale con array a fasi, progettato per l'installazione su una nave. Il radar sul trasmettitore TWT opera nelle lunghezze d'onda della banda C. Il raggio di rilevamento del bersaglio raggiunge i 180 km. L'array di antenne ruota in azimut velocemente. 60 giri al minuto Il controllo di fase della trave viene eseguito nel piano di elevazione.

È noto un sistema di antenne fasate per ricetrasmettitori spaziali. Brevetto 2287876 Russia, MPK H01Q 3/36, 2006. L'array è realizzato sotto forma di matrice e contiene un mixer principale, al quale vengono forniti i segnali delle frequenze master f e f, i segnali di uscita delle frequenze di servizio f 1 =f e f 2 =f-f attraverso i corrispondenti sfasatori vengono forniti rispettivamente alle righe e alle colonne della matrice, nei punti di intersezione delle righe e delle colonne della matrice si trovano i mixer, l'uscita di ciascuno dei quali è collegata al corrispondente circolatore collegato tramite il corrispondente amplificatore ricevente.

È anche nota un'antenna a schiera di fase passiva-attiva per la gamma delle microonde. Brevetto RF 2299502, 2006 (prototipo). L'array è composto da n elementi radianti, n moduli trasmittenti-ricevitori (RTM) e un sistema di distribuzione, mentre il TRP comprende m TPM attivi, ciascuno dei quali contiene un amplificatore di potenza del canale trasmittente, amplificatori a basso rumore del canale ricevente, sfasatori e un circuito di controllo e monitoraggio, e (nm) PPM passivi, ciascuno dei quali contiene uno sfasatore e un circuito di controllo dello sfasatore.

Gli svantaggi sia dell'analogo che del prototipo sono la bassa affidabilità del sistema di controllo del raggio, le grandi dimensioni, nonché la bassa precisione e velocità di installazione del raggio.

Lo scopo del modello di utilità è migliorare l'affidabilità del controllo del fascio attraverso l'uso di un riflettore al plasma.

Questo obiettivo è raggiunto dal fatto che l'array di antenne in fase della gamma delle microonde, contenente elementi di emissione e trasmissione, amplificatori di potenza dei canali di trasmissione e ricezione, nonché un circuito di controllo dello sfasatore, è realizzato sotto forma di una bobina di Helmholtz costituito da una camera a vuoto, un irradiatore, un catodo lineare e un anodo, con In questo caso uno strato di plasma viene applicato alla bobina da cui viene riflesso il fascio di scansione degli elettroni, e lo strato di plasma viene creato in una camera a vuoto durante una scarica di gas tra la piastra anodica e il catodo lineare, che è una linea di elementi di un certo indirizzo sulla griglia a due coordinate del catodo.

Nella FIG. Mostrato diagramma funzionale antenne con scansione elettronica del raggio.

Contiene:

1 - camera a vuoto;

2 - strato di plasma;

3 - irradiatore;

4 - Bobina di Helmholtz;

5 - catodo lineare;

6 - segnale riflesso;

In una tale antenna controllo elettronico i raggi vengono effettuati utilizzando un riflettore al plasma.

Il plasma con densità sufficiente ha la capacità di riflettere l'energia elettromagnetica. Inoltre, maggiore è la frequenza di irradiazione, maggiore è la densità del plasma.

Lo strato di plasma 2 viene creato nella camera a vuoto 1 durante una scarica di gas tra la piastra anodica 7 e il catodo lineare 5, che è una linea di elementi di un determinato indirizzo sulla griglia a due coordinate del catodo. Modificando la posizione del catodo lineare 5, è possibile ruotare lo strato di plasma 2 e quindi scansionare il raggio riflesso 6 in azimut. Il raggio viene scansionato in elevazione modificando l'inclinazione del riflettore al plasma regolando il campo magnetico delle bobine di Helmholtz. Questi ultimi sono posizionati attorno al riflettore in modo da non bloccare il segnale delle microonde. La posizione del catodo lineare 5 e il valore dell'induzione magnetica sono controllati da un sistema di controllo (computer).

Secondo i calcoli, la precisione dell'installazione della trave in una determinata direzione è di 1-2°. Il tempo di riorientamento del raggio è di circa 10 μs.

Per formare lo strato di plasma 2 nella camera 1 è sufficiente mantenere un vuoto di circa 15 Pa. L'induzione magnetica dovrebbe essere di circa 0,02 Tesla, la corrente dovrebbe essere di circa 2 A e la tensione dovrebbe essere di 20 kV. La dimensione del riflettore è di circa 50×50×1 cm. Il livello dei lobi laterali è di 20 dB.

Tra i vantaggi dell'antenna proposta c'è la possibilità di installare il raggio in modo rapido e preciso, che consente di eseguire contemporaneamente operazioni di ricerca e tracciamento per un gruppo di bersagli, nonché di formare diagrammi diversi direzione. Inoltre, tale antenna ha un'ampia banda di frequenza, per cui lo stesso riflettore al plasma può essere utilizzato con alimentazioni diverse. La portata dell'antenna proposta va da 5 a 50 GHz. A differenza delle antenne riflettenti convenzionali, che aumentano significativamente l'area di diffusione effettiva del localizzatore quando irradiate da mezzi di ricognizione radio di un potenziale nemico, questo parametro in un'antenna al plasma è piccolo. Anche la radiazione termica proveniente dall'antenna è piccola, poiché l'energia termica è concentrata all'interno del plasma e non viene irradiata verso l'esterno.

Un'antenna a schiera di fase per la gamma delle microonde, contenente elementi di emissione e trasmissione, amplificatori di potenza dei canali di trasmissione e ricezione, nonché un circuito di controllo dello sfasatore, caratterizzato dal fatto che l'antenna è realizzata sotto forma di una bobina di Helmholtz, costituita da una camera a vuoto, un irradiatore, un catodo lineare e un anodo, con In questo caso, uno strato di plasma viene applicato alla bobina, da cui viene riflesso il fascio di scansione degli elettroni, e lo strato di plasma viene creato in una camera a vuoto durante un scarica di gas tra la piastra anodica e il catodo lineare, che è una linea di elementi di un certo indirizzo sulla griglia a due coordinate del catodo.

Brevetti simili:

L'amplificatore di potenza del segnale a microonde appartiene al campo dell'ingegneria elettrica e viene utilizzato per aumentare la portata della trasmissione delle informazioni e migliorare il funzionamento delle apparecchiature radio senza pilota aereo(UAV). Caratteristica distintiva i dispositivi è la capacità, durante la trasmissione di informazioni, di ridurre la dispersione di fase e ampiezza, per mantenerla stabile specifiche nel campo delle microonde.

Nella precedente pubblicazione /1/ abbiamo dimostrato che in condizioni in cui non è possibile sollevare l'antenna ad un'altezza significativa, le antenne con polarizzazione verticale e un piccolo angolo di radiazione hanno un vantaggio nelle comunicazioni a lunga distanza: dipolo curvo verticale (Fig. 1), Moxon verticale (fig.2)

Non menzioniamo qui deliberatamente le verticali con un sistema di contrappesi o radiali, poiché queste antenne sono molto scomode per il posizionamento nei cottage estivi o in condizioni di spedizione.

Il Moxon verticale (Fig. 2), sebbene sia una buona antenna direzionale con un piccolo angolo di radiazione, ha ancora un guadagno insufficiente rispetto ai “canali d'onda” o “quadrati” multielemento. Pertanto, naturalmente, abbiamo avuto il desiderio di provare un sistema a fasi di due Moxon verticali, simile a quello utilizzato dai radioamatori americani in una spedizione in Giamaica (lo chiamavano “2x2”) /2/.
La semplicità del suo design e il piccolo spazio richiesto per il suo posizionamento rendono il compito facilmente realizzabile. L'esperimento è stato effettuato sulla banda dei 17 m (frequenza centrale 18.120 MHz), poiché per questa gamma disponevamo già di un Moxon verticale. Le sue caratteristiche calcolate (Fig. 3): guadagno 4,42 dBi, lobo posteriore soppresso di oltre 20 dB, radiazione massima con un angolo di 17 gradi, polarizzazione verticale quasi pura della radiazione. E questo con l'altezza del bordo inferiore dell'antenna a soli 2 m dal suolo reale.
Per ciascuna delle antenne avrete bisogno di un palo dielettrico alto 8 - 10 m (o un albero di altezza adeguata) e due (preferibilmente tre) distanziatori dielettrici lunghi 2,2 m (si possono usare doghe di legno). Elementi: da qualsiasi filo di rame, 1-3 mm di diametro, nudo o isolato.
Durante l'esperimento, come palo è stato utilizzato un set di tubi in fibra di vetro di RQuad con un'altezza totale di 10 m e come distanziatori sono stati utilizzati tubi dell'acqua in plastica con un diametro di 20 mm. Gli elementi sono realizzati in filo di arvicola. I ragazzi sono realizzati con cavo in polipropilene da 3 mm. Il risultato è il disegno mostrato in Fig. 4.

Fig.3. Caratteristiche di progetto dell'antenna verticale Moxon.

Il filo viene fatto passare attraverso i fori vicino alle estremità dei distanziatori e fissato ad essi utilizzando nastro isolante o fascette di plastica. Per evitare che i distanziatori si pieghino sotto il peso dell'antenna, le loro estremità sono allungate con una lenza. Per mantenere la rettilineità dell'elemento attivo, che viene disturbata dal peso del cavo, è possibile utilizzare un terzo distanziatore a livello del centro degli elementi, facendo passare il filo del regista attraverso il foro praticato in esso e fissando i punti di connessione dell'elemento attivo al cavo su di esso. Il cavo corre lungo la crocetta fino all'albero e poi giù lungo l'albero. Il cavo è dotato di tubi in ferrite ogni 2 m, eliminando l'influenza della sua treccia sulle caratteristiche dell'antenna e allo stesso tempo bilanciando le correnti di alimentazione. L'antenna si solleva facilmente su un palo preinstallato con un rullo sulla parte superiore utilizzando un cavo di nylon.
Le caratteristiche di una pila orizzontale di due di tali antenne, calcolate utilizzando il programma MMANA, sono mostrate in Fig. 5. Le migliori caratteristiche in termini di amplificazione e soppressione del lobo posteriore sono stati ottenuti ad una distanza tra le antenne di 0,7 lunghezze d'onda, cioè 11,6 m Questa antenna può essere chiamata "2×MOXON".

Fig.5. Schema di radiazione di un array a fasi di due antenne Moxon verticali.

Il circuito di somma è classico: poiché ciascuna antenna ha un'impedenza di ingresso di 50 Ohm, vengono utilizzati cavi di alimentazione con resistenza di 75 Ohm, lunghi ¾ di lunghezza d'onda, tenendo conto del fattore di accorciamento del cavo. Alle estremità dei cavi la resistenza dell'antenna si trasforma in 100 ohm. Pertanto possono essere collegati in parallelo utilizzando un raccordo a T, seguito da un cavo di alimentazione da 50 Ohm di qualsiasi lunghezza. La lunghezza dei cavi trasformatori è stata scelta pari a ¾ di lunghezza d'onda, poiché ad una lunghezza di ¼ di lunghezza d'onda la loro lunghezza non è sufficiente a coprire la distanza tra le antenne.
Ci sono volute circa due ore per realizzare la seconda copia di questa antenna. I pali sono stati installati con una distanza di 11,6 m (la larghezza del cottage estivo era sufficiente).
Ciascuna antenna è stata sintonizzata separatamente, collegandole tramite un cavo a mezza lunghezza d'onda (tenendo conto dell'accorciamento) e tagliando le estremità delle parti piegate inferiori degli elementi. Per evitare errori di configurazione è necessario prestare particolare attenzione alla soppressione delle correnti di modo comune nei cavi di potenza mediante induttanze poste sul cavo. Abbiamo dovuto utilizzare fino a 10 pezzi. di filtri in ferrite a scatto distribuiti lungo la lunghezza del cavo da 75 ohm prima che i risultati si stabilizzassero. Queste induttanze devono trovarsi anche su cavi trasformatori collegati da un raccordo a T. Non è necessario mettere delle induttanze sul cavo da 50 Ohm che collega il raccordo a T al ricetrasmettitore. In assenza di ferriti, le strozzature possono essere sostituite con più spire di cavo assemblate in una bobina del diametro di 15-20 cm, posizionandole in prossimità dei punti di alimentazione dell'antenna e in prossimità del tee. Per migliorare le prestazioni delle antenne, quasi tutta la lunghezza libera dei cavi trasformatori può essere assemblata in bobine d'arresto.
Dopo aver collegato due Moxon verticali in un array, la frequenza di risonanza aumenta di circa 500 kHz e l'SWR alla frequenza centrale diventa pari a 1,4.
È impossibile correggere la risonanza del sistema regolando i Moxon, perché in questo caso, il diagramma di radiazione cade a pezzi. Maggior parte modi semplici adattamento del sistema - collegando bobine con un'induttanza di 0,2 μH in serie con gli ingressi di entrambe le antenne, oppure un condensatore da 400-550 pF (selezionare il valore per l'SWR minimo alla frequenza centrale) in serie con l'ingresso del tee su il lato dell'alimentatore da 50 Ohm. In questo caso, la banda in base al livello SWR< 1,2 получается около 200 кГц (рис.6).

Fig.6. SWR dall'ingresso dopo la regolazione utilizzando induttori da 0,2 µH.

Parametri calcolati ad un'altezza del bordo inferiore delle antenne 2 m sopra il terreno reale:
Guadagno 8,58 dBi (6,43 dBd),
Angolo di elevazione 17 gradi,
Soppressione del lobo posteriore >25 dB,
SWR nel campo operativo< 1,2.
La presenza dei lobi laterali con una soppressione di 10 dB rispetto a quello principale non è a nostro avviso uno svantaggio, perché consente di ascoltare le stazioni al di fuori del fascio abbagliante stretto senza girare l'antenna.
Non siamo a conoscenza di altri progetti di antenne che ne siano dotati parametri elevati con tale semplicità progettuale.
Naturalmente, questo Phased Array è stazionario e dovrebbe essere installato nella direzione del DX più interessante (ad ovest, per esempio). Quindi girare il suo diagramma verso est non sarà difficile: per fare ciò è necessario abbassare le antenne, ruotarle di 180 gradi e rialzarle sugli alberi. Per noi questa operazione non ha richiesto più di cinque minuti dopo un po' di addestramento.
Una foto dell'antenna sperimentale è mostrata in Fig. 7.

Fig.7. Vista di un array a fasi di due Moxon verticali.

Vladislav Shcherbakov, (RU3ARJ)
Sergey Filippov, (RW3ACQ)
Yuri Zolotov, (UA3HR)

Letteratura:

1. Vladislav Shcherbakov RU3ARJ, Sergey Filippov RW3ACQ. Le antenne verticali simmetriche sono la soluzione ottimale per le comunicazioni DX in condizioni di campo e nazionali. Materiali del Forum del Festival “Domodedovo 2007”.

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

informazioni: http://cqmrk.ru