Широкополосные рупорные антенны, Расчёт, изготовление, согласование, измерение параметров Опции

[парадокс]

Расчёт, изготовление, согласование, измерение параметров широкополосных рупорных антенн 1-18 ГГц
Подскажите где взять литературу. Может кто поделится опытом. Интересует создание антенны
со стабилизированной диаграммой направленности во всём диапазоне частот.

Сообщение отредактировал парадокс - Feb 25 2008, 20:30

[handy]

Расчёт, изготовление, согласование, измерение параметров широкополосных рупорных антенн 1-18 ГГц
Подскажите где взять литературу. Может кто поделится опытом. Интересует создание антенны
со стабилизированной диаграммой направленности во всём диапазоне частот.

На эту тему в прошлом году была статья в Microwave Jornal. К сожалению под рукой подшивки нет, и в каком номере она проскочила не помню, посмотрите на сайте журнала.

[Pasca]

Поищи на форуме топик "Как правильно назвать данную антенну по-русски", Double Ridged Horn, там есть парочка статей по этим широкодиапазонным антеннам.

а что подразумевалось под измерениями параметров антенн?
комплекс антенных измерений?

http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39514

[парадокс]

Поищи на форуме топик "Как правильно назвать данную антенну по-русски", Double Ridged Horn, там есть парочка статей по этим широкодиапазонным антеннам.

а что подразумевалось под измерениями параметров антенн?
комплекс антенных измерений?

http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39514

Подразумевается оборудование для измерения КСВ и снятия диаграмм направленности (измерительные приборы, поворотные устройства и др.)
Интересует как правильно рассчитать широкополосную рупорную антенну (в литературе примеры только оптимальных рупоров), расчёт широкополосного коаксиально-волноводного перехода (как в антенне П6-23М, например). Можно ли с помощью боковых "ребер" добиться стабилизированной ширины ДН во всём диапазоне.

Сообщение отредактировал парадокс - Mar 1 2008, 09:11

[Pasca]

Подразумевается оборудование для измерения КСВ и снятия диаграмм направленности (измерительные приборы, поворотные устройства и др.)
Интересует как правильно рассчитать широкополосную рупорную антенну (в литературе примеры только оптимальных рупоров), расчёт широкополосного коаксиально-волноводного перехода (как в антенне П6-23М, например). Можно ли с помощью боковых "ребер" добиться стабилизированной ширины ДН во всём диапазоне.

Измерительного оборудования море, если только позволяют средства.
Например www.geozondas.com
Антенные измерения на таком комплексе можно проводить в обычной большой комнате, без безэховой камеры.
http://www.ramayes.com/Antenna_Measurement_Systems.htm

а по поводу стабилизации ДН на верхних частотах вряд ли кто-то раскроет свои тайны, антенна такого типа стоит от 2.500.

а вы откуда и куда, если не секрет, зачем нужна такая антенна?

[парадокс]

Измерительного оборудования море, если только позволяют средства.
Например www.geozondas.com
Антенные измерения на таком комплексе можно проводить в обычной большой комнате, без безэховой камеры.
http://www.ramayes.com/Antenna_Measurement_Systems.htm

а по поводу стабилизации ДН на верхних частотах вряд ли кто-то раскроет свои тайны, антенна такого типа стоит от 2.500.

а вы откуда и куда, если не секрет, зачем нужна такая антенна?

"СПЕЦ-РАДИО", Белгород. Разработка средств пассивной локации и РТР. Нужна такая антенна чтобы уменьшить массу АФУ, а за счёт стабилизации ДН снизить погрешность пеленгования источника радиоизлучения.

[ALI]

"СПЕЦ-РАДИО", Белгород. Разработка средств пассивной локации и РТР. Нужна такая антенна чтобы уменьшить массу АФУ, а за счёт стабилизации ДН снизить погрешность пеленгования источника радиоизлучения.

Для пеленгации данные антенны никто не применяет диаграммы широкие, да и нестабильные в полосе частот и в решётке не сложишь слишком большое перекрытие по частоте. Их приминяют в рабочих местах для измерения РТХ антенн и ЭМС. Ну а главное в настройке данных антенн в запитке подавить возникающие высшие типы волн.



продолжение предидущего:

Прикрепленные файлы

 AMTA_horn.part1.rar ( 1.39 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 111
 AMTA_horn.part2.rar ( 883.07 килобайт ) Кол-во скачиваний: 88

 

[парадокс]

Для пеленгации данные антенны никто не применяет диаграммы широкие, да и нестабильные в полосе частот и в решётке не сложишь слишком большое перекрытие по частоте. Их приминяют в рабочих местах для измерения РТХ антенн и ЭМС. Ну а главное в настройке данных антенн в запитке подавить возникающие высшие типы волн.
продолжение предидущего:

Спасибо за информацию. Если использовать кольцевую антенную решётку (КАР), например из 8-ми широкополосных логопериодических антенн (ЛПА) диапазона 1-18 ГГц и ШДН = 45 гр. в рабочей полосе, то попарно опрашивая антенны с высокой скоростью и используя метод амплитудного пеленгования можно определять направление на источник излучения с погрешностью 5 гр. Проблема стоит в том, что на частотах выше 12 ГГц у таких антенн наблюдается изрезанность ДН из-за плохого согласования антенны с кабелем, что приводит к увеличению погрешности пеленгования. Фирма R&S произвводит такие ЛПА, они решили вопрос согласования и ДН у них замечательная. Цена только кусается и большое количество они не продают.
У рупорных антенн ДН замечательная вот только сужается с повышением частоты. Вот и приходится разбивать весь диапазон на поддиапазоны. АФУ в массе и габаритах растёт. Поэтому и возникла идея создать рупор со стабилизацией ДН. Вот и обращаюсь за помощью, может у кого опыт есть.

[парадокс]

[quote name='Pasca' date='Mar 1 2008, 15:03' post='372795']
Измерительного оборудования море, если только позволяют средства.
Например www.geozondas.com
Антенные измерения на таком комплексе можно проводить в обычной большой комнате, без безэховой камеры.
http://www.ramayes.com/Antenna_Measurement_Systems.htm

Спасибо за ссылки, информация полезная

[Pasca]

Няма за что.
про измерительный комплекс ГеоЗондаса могу более подробно рассказать, если появятся дополнительные вопросы или интерес.
сами таким комплексом пользуемся.
к антенным измерениям решёток, по моему, всегда возникают нюансы и вопросы.
(согласен с высказываниями ALI )
может быть вам надо даже думать о сканере ближнего поля и пересчитывать на дальнюю зону?

А почему вам не хватает полосы скажем 1-12 ГГц, так ли это необходимо захватывать диапазон 12-18 ГГц?

[Mirabella]

Для пеленгации данные антенны никто не применяет диаграммы широкие, да и нестабильные в полосе частот и в решётке не сложишь слишком большое перекрытие по частоте. Их приминяют в рабочих местах для измерения РТХ антенн и ЭМС. Ну а главное в настройке данных антенн в запитке подавить возникающие высшие типы волн.

Вот как раз для пеленгации такие антенны и применяются.
Ширина диаграммы у них оптимальна для этих целей.
По окружности устанавливается ряд рупоров, выход каждого из которых подключен к своему приёмнику.
Измеряется уровень приходящего сигнала сразу во всех каналах, на основании сравнения уровней делается вывод о направлении прихода.
Т.н. моноимпульсная пеленгация: определение направления по одному импульсу.

[Pasca]

Вот как раз для пеленгации такие антенны и применяются.
Ширина диаграммы у них оптимальна для этих целей.
По окружности устанавливается ряд рупоров, выход каждого из которых подключен к своему приёмнику.
Измеряется уровень приходящего сигнала сразу во всех каналах, на основании сравнения уровней делается вывод о направлении прихода.
Т.н. моноимпульсная пеленгация: определение направления по одному импульсу.

Вопрос конечно чайника, никогда такими вещами не интересовался, но из соображений любопытства:
для точного определения направления нужно сравнивать не только амплитуды, но и фазы сигналов?
и как тогда быть с возбуждением высших типов волн?
А ширина лепестка диаграммы направленности не должна быть где-то 5-6 градусов по уровню -3 dB?


Для Парадокс:
а решётку из спиральных антенн по окружности вы не пробовали использовать?
или согласование у спиральной антенны ещё хуже чем у логопериодической?

[Mirabella]

Вопрос конечно чайника, никогда такими вещами не интересовался, но из соображений любопытства:
для точного определения направления нужно сравнивать не только амплитуды, но и фазы сигналов?
и как тогда быть с возбуждением высших типов волн?

В системах, о которых я говорю, нет необходимости измерять фазу - фазовые измерения коротких импульсных сигналов - это дело тёмное. И, самое главное - относительно долгое, а мы должны через 50..100 нсек после окончания импульса знать направление прихода.
И

А ширина лепестка диаграммы направленности не должна быть где-то 5-6 градусов по уровню -3 dB?

Нет, у рупорных антенн таких диаграмм не бывает. Это уже близко к параболе.
Достаточно иметь диаграмму 40..60 градусов по уровню 3 дб.
Но так как измерения происходят одновременно во всех каналах, некая "эквивалентная" ширина дн гораздо уже.
На практике применяются 4...12 рупорных антенн с одного борта.

[Romka]

Расчёт, изготовление, согласование, измерение параметров широкополосных рупорных антенн 1-18 ГГц
Подскажите где взять литературу. Может кто поделится опытом. Интересует создание антенны
со стабилизированной диаграммой направленности во всём диапазоне частот.

По поводу этого вопроса я вспомнил некого Гранета из Австралии. Он как раз занимается оптимизицией ДН рупорных антенн. Он точно делает ДН рупора симметричной в E и H-плоскостях. Как мне казалось (я не просматривал его статьи подробно на эту тему) он добивается, чтобы ширина ДН не сильно изменялась в полосе частот. Однако тут я не уверен. Попробуйти найти статьи и проверить все это. Единственное, будет трудно и долго пытаться повторить его работу с чистого листа. В пристегнутом файле одна из его статей. Попробуйте найти другие и разобраться в этом. Успехов!

Прикрепленные файлы

 01288481.pdf ( 453.57 килобайт ) Кол-во скачиваний: 147

 

[saulius]

"СПЕЦ-РАДИО", Белгород. Разработка средств пассивной локации и РТР. Нужна такая антенна чтобы уменьшить массу АФУ, а за счёт стабилизации ДН снизить погрешность пеленгования источника радиоизлучения.

Не знаю на сколько эта идея реальна , но видел рисунок рупора , сделанного из сетки с переменным шагом . К основанию шаг мелкий - к раскрыву -крупный. Теоритически , можно подобрать закон изменения шага сетки , чтоб рупор имел одинаковое усиление на всех частотах.

[Pasca]

Для Парадокс
Комплекс антенных измерений
http://www.trimcom.ru/

[Mirabella]

Не знаю на сколько эта идея реальна , но видел рисунок рупора , сделанного из сетки с переменным шагом . К основанию шаг мелкий - к раскрыву -крупный. Теоритически , можно подобрать закон изменения шага сетки , чтоб рупор имел одинаковое усиление на всех частотах.

Наверное я чего-то уже не понимаю, но есть ощущение, что сама по себе АЧХ рупора (в разумных пределах) не влияет на точность пеленгования никак.
В пеленгаторах необходима временная стабильность характеристики усиления в зависимости от угла прихода.
Неравномерности любого рода можно (и нужно) знать и использовать при обработке сигналов.
К тому-же рупор принципиально не может обеспечить "одинаковое усиление на всех частотах".
Есть программа для расчета и оптимизации рупорных антенн. Поищу на досуге.

[парадокс]

А почему вам не хватает полосы скажем 1-12 ГГц, так ли это необходимо захватывать диапазон 12-18 ГГц?

Некоторые средства (релейки, например) работают в диапазоне выше 40 ГГц. Такчто всегда найдётся что пеленговать и кого прослушивать.

Для Парадокс:
а решётку из спиральных антенн по окружности вы не пробовали использовать?
или согласование у спиральной антенны ещё хуже чем у логопериодической?

Спиральными антеннами не занимались. опыта в создании такой антенны пока нет. Однако это всё (логопериодическая, спиральная и др.) частотно независимые антенны, соответственно согласование на ВЧ - проблематично

По поводу этого вопроса я вспомнил некого Гранета из Австралии. Он как раз занимается оптимизицией ДН рупорных антенн. Он точно делает ДН рупора симметричной в E и H-плоскостях. Как мне казалось (я не просматривал его статьи подробно на эту тему) он добивается, чтобы ширина ДН не сильно изменялась в полосе частот. Однако тут я не уверен. Попробуйти найти статьи и проверить все это. Единственное, будет трудно и долго пытаться повторить его работу с чистого листа. В пристегнутом файле одна из его статей. Попробуйте найти другие и разобраться в этом. Успехов!

Спасибо. Попробую поискать его статьи.

Не знаю на сколько эта идея реальна , но видел рисунок рупора , сделанного из сетки с переменным шагом . К основанию шаг мелкий - к раскрыву -крупный. Теоритически , можно подобрать закон изменения шага сетки , чтоб рупор имел одинаковое усиление на всех частотах.

Буду признателен, если подкинете рисунок антенны. Практически, колебания усиления рупора по частоте не так критично при измерениях пеленга (аппаратура это просчитывает) основное чтобы ШДН во всём диапазоне была одинаковой. Рёбра ставили мы по бокам рупора, но на некоторых частотах ШДН "вылетает" за допустимые пределы почти в два раза. либо появляется два-три максимума. Сдвиг одного ребра ведёт за собой передвижение и остальных рёбер. Приходится начинать регулировку заново. Может быть выбран неправильно угол раскрыва рупора ? В общем на месте не стоим, но любая информация, фото, рисунок пойдут на пользу.

Для Парадокс
Комплекс антенных измерений
http://www.trimcom.ru/

С фирмой ТРИМ переговаривал. Они монополисты в этом направлении. цены держут приличные. Безэховая комната порядка 90 млн.руб. Оборудование чуть дешевле.

Наверное я чего-то уже не понимаю, но есть ощущение, что сама по себе АЧХ рупора (в разумных пределах) не влияет на точность пеленгования никак.
В пеленгаторах необходима временная стабильность характеристики усиления в зависимости от угла прихода.
Неравномерности любого рода можно (и нужно) знать и использовать при обработке сигналов.
К тому-же рупор принципиально не может обеспечить "одинаковое усиление на всех частотах".
Есть программа для расчета и оптимизации рупорных антенн. Поищу на досуге.

Для пеленгования мы используем амплитудно-азимутальные характеристики (ААХ) рупоров на разных частотах. Боковики вычитаются так называемыми антеннами подавления боковых лепестков (ПБЛ). Если характеристика изрезана (двугорбая) или имеет несколько максимумов, то возникает неоднозначность в определении пеленга.

Вот как раз для пеленгации такие антенны и применяются.
Ширина диаграммы у них оптимальна для этих целей.
По окружности устанавливается ряд рупоров, выход каждого из которых подключен к своему приёмнику.
Измеряется уровень приходящего сигнала сразу во всех каналах, на основании сравнения уровней делается вывод о направлении прихода.
Т.н. моноимпульсная пеленгация: определение направления по одному импульсу.

Мы используем один приёмник с полосой мгновенного обзора 500 МГц. Сканирование частотного диапазона от 1 до 40 ГГц происходит за одну секунду.

[Mirabella]

Для пеленгования мы используем амплитудно-азимутальные характеристики (ААХ) рупоров на разных частотах. Боковики вычитаются так называемыми антеннами подавления боковых лепестков (ПБЛ). Если характеристика изрезана (двугорбая) или имеет несколько максимумов, то возникает неоднозначность в определении пеленга.

Т.е. Вы соглашаетесь, что АЧХ рупора (зависимость коэффициента усиления от частоты) здесь не при чем?

Мы используем один приёмник с полосой мгновенного обзора 500 МГц.

Какая хорошая цифра -500 МГц! Могу даже предположить, что далее у Вас используется акустооптика...
(А если не используется, то это не есть хорошо...)

Сканирование частотного диапазона от 1 до 40 ГГц происходит за одну секунду.

Медленно, очень медленно! Надо делать приёмник параллельного обзора всего диапазона.
Хотя навряд ли у Вас стоит антенна 1..40 ГГц, есть разбитие на поддиапазоны , а в них приём осуществляется параллельно.
Надо расширить полосу максимального обзора до хотя-бы 3-х ГГц, тогда и конверторов будет меньше и скорость приблизится к предельной.

[парадокс]

Т.е. Вы соглашаетесь, что АЧХ рупора (зависимость коэффициента усиления от частоты) здесь не при чем?

Какая хорошая цифра -500 МГц! Могу даже предположить, что далее у Вас используется акустооптика...
(А если не используется, то это не есть хорошо...)
Медленно, очень медленно! Надо делать приёмник параллельного обзора всего диапазона.
Хотя навряд ли у Вас стоит антенна 1..40 ГГц, есть разбитие на поддиапазоны , а в них приём осуществляется параллельно.
Надо расширить полосу максимального обзора до хотя-бы 3-х ГГц, тогда и конверторов будет меньше и скорость приблизится к предельной.

Да, используем БФП. Пока в плане полосу мгновенного приёма расширить до 1 ГГц конечно хотелось бы больше, но как это выполнить технически? Насколько я знаю подобных приёмников нет ни у кого. Может я ошибаюсь?

[Mirabella]

Да, используем БФП.

А при чем здесь БПФ?
Я спросила про акустооптику.

Пока в плане полосу мгновенного приёма расширить до 1 ГГц конечно хотелось бы больше, но как это
выполнить технически?

Вообще-то не редкость приёмные устройства с мгновенной полосой 40 и более ГГц.
Весь вопрос в совокупности их характеристик.
А эта совокупность вытекает из назначения.
Если надо по одному импульсу (длительностью в сотни нсек) определить несущую частоту и направление прихода -эта одна схемотехника.
Если надо еще разобраться с "тонкой структурой сигнала" -это схемотехника посложнее.
И, наконец, если надо обеспечить всё вышеперечисленное для потока сигналов, асинхронно приходящих с разных направлений и на различных частотах - это довольно сложная и дорогая техника.
При решении первых двух задач мгновенная полоса может быть порядка десятков ГГц, для решения третьей задачи порядка единиц ГГц.

Насколько я знаю подобных приёмников нет ни у кого. Может я ошибаюсь?

Ошибаетесь. Такие приёмники есть.
Вопрос в том, есть ли на них платежеспособный спрос?

[парадокс]

Ошибаетесь. Такие приёмники есть.
Вопрос в том, есть ли на них платежеспособный спрос?

Я знаю только двоих производителей техники для пеленгации - это "ТРАНСКОМ" и "ИРКОС". Кто то ещё появился в нашей стране?

А при чем здесь БПФ?
Весь вопрос в совокупности их характеристик.
А эта совокупность вытекает из назначения.
Если надо по одному импульсу (длительностью в сотни нсек) определить несущую частоту и направление прихода -эта одна схемотехника.
Если надо еще разобраться с "тонкой структурой сигнала" -это схемотехника посложнее.
И, наконец, если надо обеспечить всё вышеперечисленное для потока сигналов, асинхронно приходящих с разных направлений и на различных частотах - это довольно сложная и дорогая техника.
При решении первых двух задач мгновенная полоса может быть порядка десятков ГГц, для решения третьей задачи порядка единиц ГГц.

По Вашей классификации мы занимаемся решением третьей задачи. Но способы пеленгования разные и алгоритмы решения таких задач разные. Для решения задач пеленгования в нашем случае необходимы антенны широкополосные с одинаковой ШДН в РДЧ. И вопрос был у меня про такие антенны.

Медленно, очень медленно! Надо делать приёмник параллельного обзора всего диапазона.
Хотя навряд ли у Вас стоит антенна 1..40 ГГц, есть разбитие на поддиапазоны , а в них приём осуществляется параллельно.
Надо расширить полосу максимального обзора до хотя-бы 3-х ГГц, тогда и конверторов будет меньше и скорость приблизится к предельной.

У Вас есть идеи я вижу неплохие. Давайте будем сотрудничать в разработке такого приёмника. Но всё равно без хороших антенн не обойтись.

Сообщение отредактировал парадокс - Mar 15 2008, 18:34

[Mirabella]

Я знаю только двоих производителей техники для пеленгации - это "ТРАНСКОМ" и "ИРКОС". Кто то ещё появился в нашей стране?

Какая интересная логика: я знаю....может еще кто появился...
А вот я знаю (из живых и в России) более десятка организаций, занимающихся этими вопросами.
Имею ввиду тех, кто может разработать и изготовить. В том числе совсем рядом с Вами.

По Вашей классификации мы занимаемся решением третьей задачи. Но способы пеленгования разные и алгоритмы решения таких задач разные.

Пеленгование -это далеко не самая сложная задача.
Вообще-то способ пеленгования один -амплитудный. Другие -это просто "навороты".Самое сложное -разрешение потока по частоте и направлению.

Для решения задач пеленгования в нашем случае необходимы антенны широкополосные с одинаковой ШДН в РДЧ. И вопрос был у меня про такие антенны.

Наверное я отстала от жизни. Мне всё еще кажется, что сделать более-менее эффективную антенну, у которой ширина ДН не меняется с частотой, да еще в октавных поддиапазонах - практически не возможно.
И,самое главное, -для решения задачи пеленгации абсолютно не нужно. Но не спорю, может это какие-то новые антенны?

У Вас есть идеи я вижу неплохие. Давайте будем сотрудничать в разработке такого приёмника. Но всё равно без хороших антенн не обойтись.

Спасибо, стараюсь
Напишите мне в личку, только с адреса, к которому можно прикреплять файлы.
Я Вам пришлю что-нибудь интересное.