Мало стало таких мест, где говорят об облучателях, а уж тем более о их диаграмме направленности. Решил и я поучаcствовать в этой теме, тем более, что обсуждается тут расчет оных в sabor (по этому ключевому слову и набрел на данный форум).
Зайду издалека. Свою систему спутникового приема я собрал лет 10 назад, это 2.1 прайм фокус, тарелка реутовскоо завода (подмосковье) на которой и по сию пору стоит переделанный кембридж, он из офсетного стал фланцевым - ну вот не нашлось в то время с фланцем чего-нибудь достойного, и еще я его отдавал умным людям, которые в нем поменяли транзисторы и он превратился из 0.7 в 0.5. Но, как оказалось, время на месте не стоит, появляются новые конвертеры (LNB), новые ресиверы и т.п. и вот что-то торкнуло меня еще разок перетряхнуть ее, благо в течение этого времени что-то хотелось улучшить, ну там мощность подвеса/стойки, а то ветром его колбасило очень даже, когда ветренная погода у нас бывает, то иногда добавить мощности сигнала. В итоге я вот на данный момент набрался таки силы воли это все вместе реализовать. Одной из тем, выбранной для реализации, был таки хороший облучатель, ибо когда я ее ставил, эту систему, то перепробовал несколько вариантов облучателей, но как-то четко понять, что же лучше, а что не очень, не удалось на тот момент, и еще к тому же не удалось попробовать гофрированный облучатель - и это запало как-то в душу, ну куда ж без извратов в этом деле
Итак, осмотревшись в нонешнем времени, что же есть на рынке, обнаружил, что уже есть конвертеры и с 0.3 (ну более-менее похожее на это) и даже 0.2, которые люди хвалят, и захотелось вот всю эту красоту попробовать. Решил купить несколько конвертеров и сделать "правильный" гофрированный облучатель - это разнообразность рупора (horn).
И вот теперь подхожу к самому, можно сказать, близкому к теме форума. Я вспомнил, что была такая софтинка, при помощи которой можно было рассчитывать облучатели, и в том числе гофрированные (corrugated). Вытащил я из архива эту прогу и начал мучать
Но оказалось, что не все эта прога умеет, она вот некоторые данные дает, но какие они должны быть для конкретного случая не понятно. Пришлось еще одной прогой пользоваться, которую очень приятный и умный дядька сделал, ее можно найти тут
http://www.w1ghz.org/software/hdl_3b4.zip
а также там можно найти классную книгу по антеннам и облучателям, где все разжевано весьма хорошо, но, на аглицком, есть такой нюанс, и к тому же еще надо понимать, что и откуда чего берется. Поскольку образования в такой области я не имел, пришлось для чтения этого труда немного поизучать теорию, это не сложно, но здорово помогает при понимании сути освещаемых вопросов. Вот ссылка на книжку:
http://www.w1ghz.org/antbook/preface.htm
Так вот при помощи этой проги я получаю некоторые конечные данные для расчета облучателя для моей антенны. Введя данные моей тарелки я получаю расчет некоторых важных для облучателя параметров, таких как: угол раскрыва (illumination angle) и диаграмму направленности для уровня -3dB. Откуда берутся эти параметры, уровень -3dB и соответствующий ему угол и уровень в -10dB (это уровень на краю тарелки, если грубо) можно узнать, почитав книжку по ссылке - там это освещено понятно.
Код:
PARABOLIC DISH ANTENNA CALCULATIONS AND TEMPLATE GENERATION
Frequency in MHz: 12750
Diameter of dish in mm. : 2100
Do you know the f/D ratio [Yes or No]? y
Enter f/D ratio: 0.4
Focal length = 840 mm.
Illumination angle for feed = 128 degrees
Space attenuation = 2.9 dB
Desired taper = 7.1 db for 10 dB edge illumination
A simple feed horn would have a diameter of 0.8 wavelengths
for a 3 dB beamwidth of 83 degrees
Gain at 50% efficiency = 46 dBi
итак, мне нужен облучатель, который даст уровень мощности сигнала -3dB на угле в 83° , т.е. падение оного в два раза. Почему такой угол ? да потому, что прайм фокус "работает" не одинаково по всей поверхности зеркала, а диаграмма направленности облучателя получается такой, что она должна захватывать "по максимуму" с центральной части и минимум по краям, вот этот угол и обеспечивает некую золотую середину, от него и отталкиваюсь в практическом расчете.
Теперь про sabor, так как денег я за нее не платил - мануала нет, а хелп ничем не помогает, кроме как объяснением единиц измерения. Ну да ладно, что есть, то есть. Начинаем с диаметра волновода, он известен - 19.5мм, вот почему-то производителям конвертера кембридж захотелось именно такой диаметр. Вводим его, вводим примерно радиус облучателя и начинаем приблизительно подбираться к нужному углу. Поскольку этот процесс, по крайней мере у меня, вылилися в чистый метод "научного тыка", то поясню как это происходило. Какой должен был бы быть параметр s я пытался выяснить из литературы, но что-то с трудом это дело стыковалось с sabor, отложил. Начал смотреть фактически, что же получается, отрисовывая в натуральную величину облучатель в автокаде. Вот в нем я и обнаружил, что параметр s влияет на угол раскрыва облучателя, хорошо. Поскольку таблиц не было на тот момент, я их позже нашел, то пошел чисто практическим подбором. Оказалось, что для угла в 128° мне нужно значение в 1.25. Вот после этого мне осталось для получения нужного значения угла при уровне -3dB подобрать диаметр "воронки", от которого все и зависело. В итоге получилось 62мм для 12Ггц или 64мм для 11.7Ггц, что оказалось очень близко к диаметру "родного" облучателя, который шел с тарелкой от производителя. Хм, странное совпадение, подумал я, ибо сколько я сталкивался с облучателями для f/d=0.4, столько я наблюдал диаметр в районе 60+мм.
Ну это так, просто ассоциация.
Что получилось при расчете в sabor:
такой вид диаграммы я нахожу наиболее подходящим для восприятия - градусы "находятся" прямо на профиле зеркала
.
Что выходит, облучатель считается под конкретную тарелку, параметры тарелки фиксированы, диаметр волновода тоже фиксирован, частоту расчетную мы берем одну, но она сказывается только на коэффициенте усиления, угол раскрыва - постоянен, и чем остается играться для получения нужного угла у облучателя - диаметром.
Так вот интересно получается, уважаемый странник рассчитывает для каких-то странных углов, если присмотреться, ну 36 или 37 бог с ним - рядом, но что это за зеркало ? это что-то непонятное, где такое бывает? вот, например, данные на офсетную тарелку производства супрал диаметром 0.8м:
Код:
Focal length = 497 mm.
This offset reflector is a section of a full parabola with a diameter
of 1592.9 mm. whose vertex is at the bottom edge of the offset reflector.
The full parabola has an f/D = 0.31, which determines criticality of focal
length.
The focal point of the dish is 497.04 mm. from the bottom edge of the
reflector and 816.11 mm. from the top edge of the reflector.
For operation with the main beam on the horizon with the feed at the bottom,
the dish must be tilted forward so that the large axis is 68.2 degrees
above horizontal.
Illumination angle for feed = 77.4 degrees on the large axis and 79.1 degrees
on the small axis. A feedhorn with a 3 dB beamwidth of 45.8 degrees is
needed,equivalent to the feed for a conventional dish with f/D = 0.7
Gain at 50% efficiency = 36.5 dBi
If you do really well, you might get 60% efficiency for a gain = 37.3 dBi
To design a feedhorn, use f/D = 0.7 in Menu option F
800*858 74mm deepest point 410mm from bootom edge
т.е. для такой тарелки, а это офсет c f/D = 0.7, что является подавляющим большинством для широкораспространенных офсетных тарелок, необходим угол в 45.8° для уровня -3dB. Для f/D = 0.4 я приводил "свой" - 83°. А что за зеркало праймфокус, которое имеет угол 107.8° для уровня -3dB. Это f/D где-то равен 0.32, такие тарелки достаточно редко встречаются в любительском приеме.
Сухой остаток, предлагаю подискутировать на тему как правильно таки рассчитывать облучатели при помощи sabor с учетом практических соображений, а не каких-то абстрактных величин.
