Już sześć lat Dmitri RA3AQ prowadzi portal www.vhfdx.ru . To jedna z ciekawszych stron dla UKF-owców w języku rosyjskim. Można na niej znaleźć informacje techniczne, operatorskie, a także przyjazne dla użytkowników forum. Warto tą stronę polecić wszystkim, którzy zaczynają zabawę z EME. To na tej stronie znajdziecie oświetlacz Septum RA3AQ  http://www.vhfdx.ru/faylyi/view-details/shemyi-i-opisaniya/ra3aq-feed-with-square-septum   i wiele innych rozwiązań technicznych ilustrowanych zdjęciami i rysunkami . Dla przykładu zamieszczamy tłumaczenie artykułu RA3AQ traktującego o problemach występujących w paśmie 23 cm przy oświetlaniu niewielkich parabol (2-4m) za pomocą oświetlacza Septum  http://www.vhfdx.ru/apparatura/ispolzovanie-nebolshih-pryamofokusnyih-parabol-na-23sm  . Wielu Kolegów pamięta pewnie język rosyjski, aby podyskutować wystarczy zarejestrować się na stronie.

 

73! Zenek SP3JBI                                              15.02.2009


Wykorzystanie niedużych symetrycznych anten parabolicznych w paśmie 23 cm

  Dmitri Dmitriev, RA3AQ  

            W ostatnim czasie radioamatorzy często wykorzystają symetryczne anteny paraboliczne niewielkiego rozmiaru dla łączności tropo lub EME. Zysk energetyczny takich anten jest nieduży, dlatego powstaje pytanie : jak "wycisnąć wszystko" z takiej anteny. Zadanie to nie jest proste i tym bardziej złożone im mniejsza parabola.

            Rozpatrzymy wszystko na przykładzie wykorzystania opisanego wielokrotnie oświetlacza Septum RA3AQ. Oświetlacz taki ma stosunkowo dużą średnicę i pierwsze co przychodzi do głowy przy jego wykorzystaniu z małymi antenami, to straty wynikające z blokady apertury (cień oświetlacza).  Żeby zorientować się w sytuacji można wykorzystać współczesne sposoby analizy anten, które pozwalają obliczyć parametry anten z wykorzystaniem metody FMM (fast multipole method).

            Nie wdając się w teoretyczne szczegóły, przejdę do wyników. Na rysunku 1 przedstawiono obliczoną efektywność anteny parabolicznej o średnicy 2 i 3.7 metra w zależności od F/D.

 

Rys.1

 

            Jak wid, przytoczona zależność posiada wyraźnie określone okresowe minima i maksima. Dla anteny dwumetrowej nierównomierności są o wiele większe niż dla anteny o średnicy 3,7m. Ten efekt nosi nazwę "reakcji lustra". Co to takiego? Sygnał odbity od zacienionej oświetlaczem części paraboli wraca z powrotem do oświetlacza. Amplituda i faza odbitego sygnału zależą od ogniskowej. Odbicia mogą być wielokrotne. Dlatego przy zmianie ogniskowej widzimy maksima i minima, które powtarzają się co 1/2 długości fali. Straty spowodowane "reakcją lustra" dla anten małej średnicy mogą przewyższać straty wynikające z blokady apertury.

Na rysunku 2 pokazano izolację między portami oświetlacza w zależności od  F/D.

 

Rys.2

 

            Jak wynika z rysunków 1 i 2 maksymalne straty zysku anteny odpowiadają minimalnej izolacji między portami oświetlacza. Tą właściwość można wykorzystać, aby ocenić "reakcję lustra" w realnym systemie antenowym . Dla oświetlaczy z jednym portem takim wskaźnikiem może być zmiana WFS.

Na rysunku 3 pokazana jest zależność zysku  anten o średnicach 2, 3 i 3.7 metra od stosunku F/D.

 

 

Rys.3

 

            Ze zwiększeniem ogniskowej "reakcja lustra" słabnie. Rozpatrzymy popularne siatkowe parabole , które często stosuje sie do pracy EME. Na przyklad parabola o średnicy 3 metrów i  F/D= 0.385 . Niefortunne połączenie F/D, średnicy anteny i oświetlacza powoduje maksymalną "reakcję lustra" (maksymalny spadek zysku). W przypadku paraboli o średnicy  3.7 metra i F/D= 0.385 znajdujemy się w wystarczającej odległości od lustra i takie połączenie pozwala uzyskać dobrą sprawność systemu antenowego.

            Czy można zmniejszyć "reakcję lustra" i poprawić sytuację? W książkach o antenach podaje się wiele sposobów walki z tym efektem. Zatrzymam się na jednym z nich, który z mojego punktu widzenia jest wystarczająco prosty i efektywny. W centrum lustra anteny na niewielkiej wysokości od lustra umieszczamy dysk o średnicy równej połowie średnicy oświetlacza (rysunek 4).

 

 

Rys.4

 

Wysokość dysku można płynnie regulować tym samym zamieniając fazę odbitego sygnału. Być może trzeba będzie także dobrać średnicę dysku. Kryterium optymalizacji stanowi  (jak opisywałem wyżej)  maksimum izolacji między portami oświetlacza. W celu ilustracji przytoczę przykład zastosowania takiego dysku dla paraboli o średnicy 2 metrów i F/D= 0.355. Na rysunku 1 widać, że w tym punkcie efektywność anteny znacznie spada z powodu "reakcji lustra" i zysk anteny wynosi 23 dB. Jeżeli wykorzystać dysk o średnicy 300 mm, umieszczony na wysokości 28.5 mm nad centrum paraboli, to zysk anteny wzrasta do 26.3 dB. Przy tym izolacja między portami rośnie powyżej 30 dB. Charakterystyki kierunkowe anteny z dyskiem i bez dysku przedstawione są na rysunku 5.

 

Rys.5

 

Oczywiście i w tym przypadku jest miejsce dla dalszej optymalizacji. Kryterium może stanowić zmierzony poziom szumu Słońca, który jest najbardziej obiektywnym wskaźnikiem jakości systemu odbiorczego.

 

Artykuł ze strony http://www.vhfdx.ru/apparatura/ispolzovanie-nebolshih-pryamofokusnyih-parabol-na-23sm 

Tłumaczył  Zenon Musielak SP3JBI

 

 PARABOLA SYMETRYCZNA


 Jest pewna oczywistością, że symetryczna antena paraboliczna skupia wiązkę równolegle padających promieni na reflektor w jej ognisku. W związku z tym oświetlacz zamocowany w ognisku oraz zastrzały utrzymujące go centralnie, rzucają cień, który powoduje zmniejszenie apertury fizycznej zarówno w kierunku odbioru jak i nadawania. Wyliczono, że
możliwy współczynnik wykorzystania apertury przy oświetleniu równomiernym może dochodzić do APreal=0.84 . Ponadto taki sposób oświetlenia  powoduje dość duży poziom listków bocznych , a więc końcowy zysk energetyczny anteny zostanie zmniejszony . Poziom listków bocznych i listka wstecznego zależy również od uzyskanej charakterystyki
 promieniowania anteny poprzez właściwy dobór oświetlacza pod kątem f/D. Poprzez jego konstrukcje wplywamy między innymi na szerokość wiązki i wlaściwy dobór polegający na tym, żeby nie spowodować prześwietlenia  reflektora lub znacznego jego niedoświetlenia. Oba przypadki powodują straty i wzrost temperatury szumowej anteny. Znacznie gorsze jest prześwietlenie reflektora na skutek zbyt szerokiej wiązki oświetlacza,  bo to spowoduje nie tylko zmniejszenie zysku anteny, ale również wzrost temperatury szumowej anteny ze względu na fakt bezpośredniego odbierania otoczenia, szumu Ziemi itp... Natomiast zbyt mała szerokość wiązki spowoduje jedynie zmniejszenie zysku energetycznego oraz współczynnika wykorzystania apertury przy zachowaniu wymodelowanej charakterystyki
anteny. Tak więc każde usprawnienie powodujące, że możemy uzyskać lepszą efektywność apertury anteny jest bardzo ważne ,tymbardziej, gdy dysponujemy reflektorem o małej średnicy. Spowoduje to zwiększenie możliwości w kierunku nadawania i odbioru .

 Życzę powodzenia wszystkim użytkownikom symetrycznych anten parabolicznych!!!


 VY 73 de Krzysztof SP7DCS                                                                                                         Powrót ....