Решітка антенна багаторядна фазированная кв діапазону. Афу спеціального призначення. Приймальні активні фазовані антенні решітки

Корисна модельставитися до техніки НВЧ-антен і може бути використана в радіоелектронних системах в якості активної фазованими антенними решітки, зокрема, в бортових і корабельних локаторах і системах радіопротидії.

Технічним результатом є підвищення надійності управління променем за рахунок використання плазмового відбивача.

Сутність корисної моделі полягає в тому, що антена виконана у вигляді котушки Гельмгольца складається з вакуумної камери, опромінювач, лінійного катода і анода, при цьому на котушку нанесено шар плазми від якої відбивається сигнал. Іл.1.

Корисна модель відноситься до техніки НВЧ-антен і може бути використана в радіоелектронних системах в якості активної фазованими антенними решітки, зокрема, в бортових і корабельних локаторах і системах радіопротидії.

Серед останніх розробок в області створення ФАР, що ведуться в країнах ЄС, - багатофункціональна РЛС з ФАР, призначена для установки на кораблі. РЛС на передавачі з ЛБХ працює в С-діапазоні хвиль. Дальність виявлення цілей досягає 180 км. Антенна решітка обертається по азимуту зі швидкість. 60 об / хв. У угломестной площині проводиться фазовий управління променем.

Відома просторова приемопередающая фазированная антенна решітка. Патент 2287876 Росія, МПК H01Q 3/36, 2006 р Решітка виконана у вигляді матриці і містить задає змішувач, на який подаються сигнали задають частот f і f, вихідні сигнали службових частот f 1 = f і f 2 = ff якого через відповідні фазовращатели подаються відповідно на рядки і стовпці матриці, в точках перетину рядків і стовпців матриці розташовані змішувачі, вихід кожного з яких з'єднані з відповідними циркулятором, підключеним через відповідний приймальний підсилювач.

Відома і пасивно-активна фазированная антенна решітка СВЧ-діапазону. Патент РФ 2299502, 2006 г. (прототип). Решітка складається з n випромінюючих елементів, n приймально-передавальних модулів (ППМ) і розподільної системи, при цьому до складу ППМ входять m активних ППМ, кожен з яких містить підсилювач потужності передавального каналу, малошумні підсилювачі приймального каналу, фазовращатели і схему управління і контролю, і ( nm) пасивних ППМ, кожен з яких містить фазообертач і схему управління фазовращателем.

Недоліками, як аналога, так і прототипу є низька надійність системи управління променем, великі габарити, а також низька точність і швидкість установки променя.

Метою корисної моделі є підвищення надійності управління променем за рахунок використання плазмового відбивача.

Поставлена ​​мета досягається тим, що фазированная антенна решітка СВЧ-діапазону, що містить випромінюють і приймально-передавальні елементи, підсилювачі потужності передавального і приймального каналу, а також схему управління фазовращателем, виконана у вигляді котушки Гельмгольца складається з вакуумної камери, опромінювач, лінійного катода і анода, при цьому на котушку нанесено шар плазми від якої відбивається електронний скануючий промінь, причому плазмовий шар створюється у вакуумній камері при газовому розряді між анодною пластиною і лінійним катодом, який являє собою лінійку елементів за певною адресою на двухкоординатной сітці катода.

На Фіг. Показана функціональна схема антени з електронним скануванням променя.

Вона містить:

1 - вакуумну камеру;

2 - шар плазми;

3 - опромінювач;

4 - котушку Гельмгольца;

5 - лінійний катод;

6 - відбитий сигнал;

У такій антені електронне управління променями здійснюється за допомогою плазмового відбивача.

Плазма при достатній щільності має здатність відображати електромагнітну енергію. Причому чим вище частота опромінення, тим більшу щільність має плазма.

Плазмовий шар 2 створюється у вакуумній камері 1 при газовому розряді між анодною пластиною 7 і лінійним катодом 5, який являє собою лінійку елементів за певною адресою на двухкоординатной сітці катода. Змінюючи положення лінійного катода 5, можна обертати плазмовий шар 2 і тим самим сканувати відбитий промінь 6 по азимуту. Сканування променя по куту місця виробляють зміною нахилу плазмового відбивача шляхом регулювання магнітного поля котушок Гельмгольца. Останні розміщені навколо відбивача так, щоб не блокувати СВЧ-сигнал. Положенням лінійного катода 5 і значенням магнітної індукції управляє система управління (комп'ютер).

Згідно з розрахунками, точність установки променя в заданому напрямку становить 1-2 °. Час переорієнтації променя - близько 10 мкс.

Для утворення плазмового шару 2 в камері 1 досить підтримувати вакуум приблизно 15 Па. Магнітна індукція повинна становити близько 0,02 Тл, ток - близько 2 А і напруга - 20 кВ. Розмір відбивача близько 50 × 50 × 1 см. Рівень бічних пелюсток при цьому становить - 20 дБ.

У числі переваг заявляється антени - можливість швидкої і точної установки променя, що дозволяє одночасно виконувати операції пошуку і супроводу групи цілей, а також формувати різні діаграми спрямованості. Крім того, така антена володіє широкою смугою частот, в результаті чого один і той же плазмовий відбивач можна використовувати з різними облучателями. Діапазон пропонованої антени від 5 до 50 ГГц. На відміну від звичайних відбивних антен, які істотно підвищують ефективну площу розсіювання локатора при опроміненні його засобами радіорозвідки ймовірного противника, це параметр в плазмової антени невеликий. Теплове випромінювання антени також невелика, оскільки теплова енергія зосереджена усередині плазми і не випромінюється назовні.

Фазовані антенні грати СВЧ-діапазону, що містить випромінюють і приймально-передавальні елементи, підсилювачі потужності передавального і приймального каналу, а також схему управління фазовращателем, що відрізняється тим, що антена виконана у вигляді котушки Гельмгольца, що складається з вакуумної камери, опромінювач, лінійного катода і анода, при цьому на котушку нанесено шар плазми, від якої відбивається електронний скануючий промінь, причому плазмовий шар створюється у вакуумній камері при газовому розряді між анодною пластиною і лінійним катодом, який являє собою лінійку елементів за певною адресою на двухкоординатной сітці катода.

Схожі патенти:

Підсилювач потужності СВЧ-сигналу відноситься до області електротехніки і застосовується для збільшення дальності передачі інформації і поліпшення роботи радіообладнання безпілотного літального апарату(БПЛА). Відмінною особливістю пристрою є здатність при передачі інформації знижувати фазовий і амплітудний розкид, підтримувати стабільні технічні характеристикив СВЧ-діапазоні.

Винахід відноситься до області радіотехніки, а саме до антеною техніці і може бути використано в якості широкосмугового антеною системи з керованою діаграмою спрямованості при забезпеченні радіозв'язку іоносферними хвилями в КВ і УКВ діапазонах. Мета винаходу - розробка антеною системи, що забезпечує при одному типорозмірі роботу широкодіапазонних передавачів, які потребують високої якості узгодження з антеною. Фазовані антенні грати (ФАР) складається з ідентичних плоских елементів, кожен з яких утворений парою ортогональних компланарних вібраторів довжиною L з трикутними плечима 1 (величина L дорівнює мінімальній довжині хвилі в робочому діапазоні). Центральний елемент і пов'язані з ним за допомогою к.з. провідників 2 периферійні елементи складають ортогональную пару вібраторів НЧ діапазону. Всі периферійні елементи, в тому числі і входять до складу НЧ вібратора, утворюють ФАР ВЧ діапазону. Порушення антеною системи роздільне для горизонтальних (г-г ") і (в-в") вібраторів, але можливо і спільне з метою реалізації кругополярізованного випромінювання. ФАР забезпечує роботу в 40-кратному діапазоні при рівні КБВ не менше 0,5. 6 мул.

Винахід відноситься до області радіотехніки, а саме до антеною техніці і, зокрема, може бути використано в якості приймально-передавальної підземної або стелеться антеною системи для роботи іоносферними хвилями в КВ і УКВ діапазонах. Відомі підземні і приземні антени КВ і УКВ діапазонів (Сосунов Б. В. Філіппов В.В. Основи розрахунку підземних антен. Л. ВАС, 1990). Багатосекційні підземні антени-аналоги виконані у вигляді групи паралельних синфазних ізольованих вібраторів. Для підвищення коефіцієнта посилення використовується кілька таких груп, що розміщуються одна за одною і фазіруемих відповідним чином. Недоліками відомих аналогів є вузький діапазон робочих частот за погодженням з-за різких змін вхідного опору, обмежений сектор сканування променя, а також великі габарити. Для забезпечення роботи в необхідному діапазоні і заданих напрямках необхідно мати кілька типорозмірів. Найбільш близькою за своєю технічною суттю до заявляється фазированной антеною решітці (ФАР) є відома ФАР СГДП 3,6 / 4 РА (Айзенберг Г.З. і ін. Короткохвильові антени. М. Радио и связь, 1985, с. 271-274, рис. 13.11.). Антена-прототип складається з групи плоских елементів (ПЕ), виконаних з металевих провідників. Кожен ПЕ являє собою випромінювач у вигляді симетричного вібратора з двох трикутних плечей, зовнішні кінці яких з'єднані к. З. провідниками. Всі елементи об'єднані загальним фідерним трактом і утворюють синфазну або фазіруемую (в разі включення в фідерний тракт фазує пристроїв) ґрати. Елементи розташовані компланарності в межах прямокутника, що обмежує апертуру ФАР і підвішені вертикально на щоглах ФАР, завдяки застосуванню елементів, що складаються з випромінювачів з трикутними плечима, має широкий діапазон робочих частот і краще узгодження. Однак прототип має недоліки. Коефіцієнт перекриття робочого діапазону (відношення максимальної робочої частоти до мінімальної) антеною решітки СГДП 3,6 / 4 РА рівний 2,14, значно менше значення даного параметра у сучасних передавачів і не дозволяє обходитися одним типорозміром при забезпеченні зв'язку на різні відстані. Сектор управління діаграмою спрямованості (ДН) в горизонтальній площині, рівний 60 o, обмежує можливості даної антени при роботі в радіомережі. Крім того, антена має великі габаритам і низькою захищеністю, а також не забезпечує роботу незалежно з вертикальної і горизонтальної поляризацією або кругополярізованной хвилею. Завдання винаходи створення широкосмугової ФАР, призначеної для використання в якості приземної або підземної антени КВ і УКВ діапазонів, що забезпечує управління ДН у всьому верхньому півпросторі при зниженні розмірів випромінюючої поверхні. Поставлена ​​задача досягається тим, що певною ФАР, що містить групу ПЕ, кожен з яких включає пару трикутних випромінювачів, встановлених компланарності в межах прямокутника, що обмежує апертуру ФАР, і підключених до фідерному тракту, в кожен ПЕ введена додаткова пара ідентичних випромінювачів, встановлених компланарності і ортогонально першої. Всі ПЕ розташовані горизонтально в межах полупроводящей середовища або на її поверхні. Зовнішні кінці трикутних випромінювачів, що належать до прилеглих один до одного ПЕ, електрично з'єднані. Зовнішні кінці трикутних випромінювачів, що належать периферійним ПЕ, з'єднані по периметру апертури ФАР додатковими к.з. провідниками. Зовнішні кінці трикутних випромінювачів, що примикають з двох сторін до великих діагоналях ФАР, електрично розв'язані, а зовнішні кінці інших трикутних випромінювачів з'єднані короткозамкненими провідниками. Фідерний тракт НЧ каналу підключений до вершин трикутних випромінювачів ПЕ, розташованого в центрі ФАР. Вершини трикутних випромінювачів інших ПЕ підключені до фідерному тракту ВЧ каналу. Ортогональні випромінювачі в кожному ПЕ запитані незалежно, тобто можуть порушувати або кожен окремо з лінійною поляризацією, або із зсувом 90 o, чим досягається кругополярізованное випромінювання. При такій схемі ФАР реалізується дворазове використання одних і тих же елементів для роботи як в НЧ так і в ВЧ діапазонах (з коефіцієнтом перекриття 5,33 і 7,5 відповідно) з узгодженням на рівні КБВ не менше 0,5. В цілому пропонована ФАР працює в діапазоні з 40-кратним перекриттям. При цьому на резонансній частоті площа її поверхні, що випромінює в 1,6 рази менше, ніж у прототипу. На фіг. 1 показаний загальний вид ФАР; на фіг. 2 плоский елемент; на фіг. 3 чотирьох- і трехшунтовой ПЕ; на фіг. 4 фидерная система; на фіг. 5, 6 - результати експериментальних досліджень. ФАР, показана на фіг. 1, складається з N (для прикладу прийнято N 9) ідентичних ПЕ. Варіант виконання ПЕ зображений на фіг. 2. Кожен ПЕ утворений ортогональної парою плоских вібраторів пана г "і в-в" довжиною 2L 1 з плечима у вигляді рівносторонніх трикутників 1. Примикають кінці трикутних випромінювачів сусідніх ПЕ, з'єднані електрично ( лінії m-m"). Периферійні кінці трикутних випромінювачів ПЕ з'єднані к.з. провідниками 2 (Фіг.3), за винятком трикутних випромінювачів, що примикають з двох сторін до великих діагоналям c-c"І p-p", тобто ці випромінювачі електрично розв'язані (Фіг.3). За такої умови центральний ПЕ к.з. провідників ні м не менше (фіг. 2). Кінці трикутних випромінювачів в-в "і пана г", розміщені на зовнішніх краях ФАР, з'єднані додатково провідниками 3 (при цьому кожен провідник 3 спільно з двома провідниками утворює замкнутий контур, який може бути заповнений додатковими провідниками або замінений суцільною металевою пластиною такий же форми). Кожен ПЕ має поперечні і поздовжні розміри 2L = min (де min - мінімальна довжина хвилі в робочому діапазоні), а в цілому ФАР є квадрат зі стороною . Фидерная система ФАР, показана на фіг. 4, складається з двох ідентичних груп, що живлять горизонтальні пана г"і вертикальні в-в"Випромінювачі ПЕ. На фіг. 1 показана фидерная група горизонтальних випромінювачів. Вона включає фідер 4 НЧ вібратора і (N-1) фідерів 5 ВЧ вібраторів. Екранні оболонки 6 фідерів 4, 5 електрично з'єднані з вершинами лівих трикутних випромінювачів горизонтальних вібраторів, а центральні провідники 7 цих фідерів таким же чином підключені до правих трикутним випромінювачам. Фидер 4 НЧ елемента підключений безпосередньо до передавача (приймача). Фідери 5 ВЧ елементів для забезпечення фазирования антеною решітки і сполучення з виходом передавача підключені через керовані лінії затримки (УЛЗ) 8 і дільник потужності 9 (при роботі на прийом пристрій сполучення 1: 8). Запропонований пристрій працює таким чином. при подачі напруги збудження по фідера 4 до точкам пана г"(Для вертикального вібратора в-в") струм від зазначених точок тече по плечах ромбічної форми, утвореним сполученими між собою трикутними випромінювачами 1 центрального і бічних ПЕ, а також від точок Е і Е "через провідники 2 до точок Н і Н" ортогональних трикутних випромінювачів периферійних ПЕ, далі по ним в поперечному напрямку до точок к і к ", від кожної з яких по парам розташованих на зовнішній стороні ФАР провідників 2 (або замінюють їх пластин). Для роботи ФАР ВЧ діапазону потужність передавача в дільнику 9 ділиться на 8 ідентичних каналів, в кожному з яких за допомогою УЛЗ 8 створюється необхідний зрушення фаз, і далі по фідерах 5 здійснюється збудження ПЕ. При подачі напруги збудження до входу одного з вібраторів (горизонтального йди вертикального) кожного ПЕ, інший вібратор спільно з провідниками утворює до .з. перемичку, яка з'єднує кінці збуджується випромінювача, чим досягається поліпшення узгодження в нижній частині діапазону. Експериментальні дослідження пропонованої ФАР проводилися на макеті, призначеному для роботи в діапазоні 1,5-60 МГц, виготовленому з листової сталі товщиною 2 мм. Розміри макета 15 х 15 м 2, грунт сухий (= 5, = 0,001 См / м). Фидерная система ВЧ ФАР була виконана з коаксіальних кабелів РК-75-9-12 довжиною (140-0,1) м, збудження НЧ елементів здійснювалося по кабелях РК-75-17-12 довжиною (120 -0,1) м. Діаграммообразующая схема включала трансформаторний дільник потужності 1: 8 і 8-канальну 4-розрядну керовану лінію затримки, утворену відрізками коаксіальногокабелюіз фторопластовою ізоляцією довжиною 0,66 м, 1,32 м, 2,64 м і 5,28 м. Як передавальний пристрій використовувалося виріб "Факел-Н1" (діапазон робочих частот 1,5-60 МГц, потужність до 4 кВт ). В ході досліджень вимірювалися вхідні опору НЧ елементів, ВЧ елементів окремо і в складі ФАР, за якими розраховувалися значення КБВ, а такі динамічні діаграми спрямованості на різних частотах. Значення КБВ, НЧ елемента, окремого ВЧ елемента і ФАР в цілому, показані на фіг.5, підтверджують висока якістьузгодження у всьому робочому діапазоні. Динамічні діаграми спрямованості ФАР в нижній, середній і верхній частинах діапазону наведені на фіг.6 (графіки а, б, в відповідно). Суцільною лінією зображені розрахункові ДН, хрестиками - результати вимірювань. Видно, що у всьому діапазоні ФАР забезпечує формування максимуму випромінювання в заданому напрямку.

формула винаходу

Фазовані антенні грати, що містить групу плоских елементів, кожен з яких включає пару трикутних випромінювачів, встановлених компланарності в межах прямокутника, що обмежує апертуру фазированной антеною решітки, і підключених до фідерному тракту, що відрізняється тим, що плоскі елементи розташовані горизонтально в межах полупроводящей середовища або на її поверхні, в кожен плоский елемент введена друга пара ідентичних випромінювачів, встановлена ​​компланарності і ортогонально першої, зовнішні кінці трикутних випромінювачів, що належать сусіднім один до одного плоским елементів, електрично з'єднані, а зовнішні кінці трикутних випромінювачів, що належать периферійним плоским елементів, з'єднані по периметру апертури фазированной антеною решітки додатковими короткозамикающего провідниками, причому зовнішні кінці трикутних випромінювачів, що примикають з двох сторін до великих діагоналях фазированной антеною решітки, електрично розв'язані, а зовнішні кінці інших трикутних випромінювачів з'єднані короткозамикающего провідниками, при цьому фідерний тракт низькочастотного каналу підключений до вершин трикутних випромінювачів плоского елемента, розташованого в центрі фазированной антеною решітки, а вершини трикутних випромінювачів інших плоских елементів підключені до фідерному тракту високочастотного каналу, причому ортогональні трикутні випромінювачі в кожному плоскому елементі запитані незалежно.

Друга частина статті присвяченій способам побачити що там за горизонтом.
Прочитавши коментарі до, вирішив більш детально розповісти про СДВ зв'язку і РЛС на принципах "небесного променя", про РЛС працюють на принципах "земного променя" буде в наступній статті, вже якщо розповідати щось розповідати послідовно.

Загорізонтниє РЛС, спроба інженера пояснити складне по простому. (Частина друга) "Російський дятел", "Зевс" і "Антей".

ЗАМІСТЬ передмови

У першій частині статті я розповів основи необхідні для розуміння. Тому якщо раптом що то стало незрозуміло, читайте її, дізнаєтеся щось нове або освіжіть забуте. У цій частині вирішив перейти від теорії до конкретики і вести розповідь спираючись на реальні зразки. Для прикладів, в уникненні вкидань, дезінформації та розпалюванні пуканье диванних аналітиків, буду використовувати системи які давно поставлені в стрій і не є секретними. По скільки це не є моєю спеціалізацією, я розповідаю те що дізнався під час перебування мою студентом від преподов, на предмет "Основи Радіолокації і радіонавігації", і то що нарив за різними джерелами на просторах павутини. Комрад добре підковані в цій темі, якщо знайдете неточність, конструктивна критика завжди вітається.

"РОСІЙСКA ДЯТЕЛ" ВІН ЖЕ "ДУГА"

"ДУГА" є першою заобрійної РЛС в союзі (не плутати з надгорізонтнимі) призначеної для виявлення пусків балістичних ракет. Відомо про трьох станціях цієї серії: Експериментальна установка «ДУГА-Н» біля Миколаєва, "ДУГА-1" в селищі Чорнобиль-2, "ДУГА-2" в селищі Велика Картель поруч з Комсомольському-на-Амурі. на даний моментвсі три станції виведені з експлуатації їх електронне обладнання демонтовано, також демонтовані антенні решітки крім станції знаходиться в Чорнобилі. Антенне поле станції "ДУГА" одне з найпомітніших споруд у зоні відчуження після будівлі самої ЧАЕС.

Антенне поле "ДУГИ" в Чорнобилі, хоча воно більше схоже на стінку)

Станція працювала в КВ діапазоні на частотах 5-28МГц. Зверніть увагу що на фото видно, грубо кажучи, дві стіни. По скільки можна було створити одну досить широкосмуговий антену, було прийнято рішення розбити робочий діапазон на дві антени, кожна розрахована на свою смугу частот. Самі антени не є однією цільною антеною а складаються з безлічі відносно невеликих антен. Така конструкція називається фазована антенна решітка (ФАР). На фото з низу одні сегмент такий ФАР:

Так виглядає один сегмент ФАР "ДУГИ", без несучих конструкцій.

Розташування окремих елементів на несучої конструкції

Пару слів про те що таке ФАР. Деякі просили мене описати що це таке і як це працює, вже думав почати, але прийшов до висновку що доведеться це робити в вигляді окремої статті, тому що потрібно розповісти купу теорії для розуміння, так що стаття про ФАР буде в майбутньому. А якщо в двох словах то: ФАР дозволяє приймати радіохвилі приходять на неї з певного напрямку і фільтрувати все те що приходить з інших напрямків, при чому змінювати напрямок прийому можна не змінюючи положення ФАР в просторі. Що цікаво ці дві антени, на знімках з верху, які беруть, то-есть вони не могли нічого передавати (випромінювати) в простір. Існує помилкова думка що випромінювачем для "ДУГИ" був знаходиться поруч комплекс "КОЛО", це не так. ВНЗ "КОЛО" (не плутати з ЗРК КОЛО) був призначений для інших цілей, хоч і працював в парі з "дугою", про нього буде нижче. Випромінювач дуги знаходився в 60 км від Чорнобиля-2 біля міста Любеч (Чернігівська область). На жаль не зміг знайти не однієї достовірної фотографії цього об'єкта, є тільки словесний опис: "Передавальні антени також побудовані за принципом фазированной антеною решітки і були меншими і нижче, їх висота становила 85 метрів.". Якщо хтось раптом має фотографіями цієї споруди буду дуже вдячний. Приймальна система ЗРЛС "ДУГА" споживала близько 10 МВт, скільки споживав передавач сказати не можу бо цифри вже дуже відрізняються в різних джерелах, на вскидку можу сказати що потужність одного імпульсу була не меншою 160 МВт. Хочу звернути увагу що випромінювач був імпульсний, якраз ці імпульси, які чули в своєму ефірі американці, і дали назву для станції "дятел". Використання імпульсів необхідно для того щоб за їх допомогою можна досягти більше випромінюваної потужності ніж постійна споживана потужність випромінювача. Це досягається шляхом накопичення енергії в період між імпульсами, і випромінювання цієї енергії у вигляді короткочасного імпульсу. Зазвичай час між імпульсами, що не менше ніж в десять разів, перевищує час самого імпульсу. Саме таке колосальне споживання енергії пояснює будівництво станції в щодо близькості від АЕС - джерела енергії. Ось як до речі звучав "російський дятел" в американському радіоефірі. Що стосується можливостей "ДУГИ" то станції цього типу могли засікати тільки масований старт ракет при якому утворюється велика кількість смолоскипів іонізованого газу від двигунів ракет. Знайшов ось таку картинку з секторами огляду трьох станцій типу "ДУГА":

Ця картинка є правильно почасти тому що показує тільки напрямки огляду, а самі сектора огляду позначений неправильно. Залежно від стану іоносфери кут огляду був приблизно дорівнює 50-75 градусів, хоча на зображенні він показаний в градусів 30 максимум. Дальність огляду знову ж залежала від стану іоносфери і була не меншою 3 тис км, а в кращому випадку можна було бачити пуски аж за екватором. З чого можна було зробити висновок що станції переглядали всю територію північної Америки, Арктики, і північні частини атлантичного і тихого океанів, одним словом майже всі можливі райони пуску балістичних ракет.

ВНЗ "КОЛО"

Для коректної роботи ЗРЛС і визначення оптимальної траси проходження зондуючого променя необхідно мати точні дані про стан іоносфери. Для отримання цих даних була призначена станція Зворотно нахильного Зондування (ВНЗ) іоносфери "КОЛО". Станція складалася з двох кілець антен схожих як на ФАР "ДУГИ" тільки розташованих вертикально, всього було 240 антен висотою 12 метрів кожна, і одна антена стояла на одноповерховій будівлі в центрі кіл.

ВНЗ "КОЛО"

На відміну від "ДУГИ" приймач і передавач перебувають в одному місці. У завдання цього комплексу входило постійно визначати довжини хвиль які з найменшим загасанням поширюються в атмосфері, дальність їх поширення і кути під якими хвилі відбиваються від іоносфери. За цими параметрами вираховувалася траса проходу променя до мети і назад і приймальня ФАР налаштовувалася таких чином що б приймати тільки свій відбитий сигнал. Простими словами обчислювали кут приходу відбитого сигналу і створювали в цьому напрямку максимальну чутливість ФАР.

СУЧАСНІ ЗРЛС "ДОН-2Н" "Дарина", "ВОЛГА", "ВОРОНЕЖ"

Ці станції стоять досі на бойовому чергуванні (крім Дарина), достовірної інформації по ним вкрай мало, тому озвучу їх можливості поверхнево. На відміну від "ДУГИ" ці станції можуть фіксувати окремі пуски ракет, і навіть виявляти крилаті ракети летять на понад малих. В цілому конструкція не змінилася, це ті ж ФАР службовці для прийому і передачі сигналів. Змінилися використовувані сигнали, вони такі ж імпульсні, але тепер вони розмазані рівномірно по робочій смузі частот, простими словамице вже не стук дятла, а рівномірний шум, який складно виділити на тлі інших шумів не знаючи початкової структури сигналу. Так само змінилися частоти, якщо дуга працювала в КВ діапазоні то "Дарьял" здатний працювати в КВ, УКВ і УВЧ. Визначать цілі тепер можуть не тільки по вихлопу газу а й по самій тушці мети, про принципи виявлення цілей на тлі землі я розповідав уже в минулій статті.

Подальші СДВ РАДІОЗВ'ЯЗОК

У минулій статті я коротко розповідав про кілометрових хвилях. Може в майбутньому зроблю статтю за цими видами зв'язку, а зараз коротко розповім на прикладах двох передавачів "ЗЕВС" і 43-му вузлі зв'язку ВМФ Росії. Тема СДВ чисто символічний, так як ці довжини випадають з загально прийнятих класифікацій, а системи використовують їх поодинокі. ЗЕВС використовує хвилі довгої 3656 км і частотою 82 герца. Для випромінювання використовують особливу антенну систему. Знаходять ділянку землі з максимально низькою питомою провідністю, в нього на відстані 60 км забивають на глибину 2-3 км два електроди. Для випромінювання на електроди подається високовольтна напруга із заданою частотою (82 Гц), по скільки опір земної породи вкрай велике між електродами, електричного струму доводиться йти через більш глибокі шари землі, тим самим перетворюючи їх у величезну антену. Під час роботи "Зевс" споживає 30 МВт, але яку випромінює потужність становить не більше 5 Ватт. Однак цих 5 Ватт повністю вистачає для того що б сигнал пройшов повністю всю земну кулю наскрізь, роботу "Зевса" реєструють навіть у Антарктиді, хоча сам він розташований на Кольському півострові. Якщо дотримуватися старих радянських норм "Зевс" працює в КНЧ (вкрай низькі частоти) діапазоні. Особливість цього типу зв'язку в тому що вона одностороння, тому її призначення передавати умовні короткі сигнали, Почувши які, підводні човни спливають на невелику глибину для зв'язку з командним центром або випускають радіобуй. Що цікаво "Зевс" залишався секретним до 1990-х років, поки вчені Стенфордського університету (Каліфорнія) Неопубліковані ряд інтригуючих заяв, що стосуються досліджень в області радіотехніки і радіопередачі. Американці стали свідками незвичайного явища - наукова радіоапаратура, розміщена на всіх континентах Землі регулярно, в один і той же час, фіксує дивні повторювані сигнали на частоті 82 Гц. Швидкість передачі за один сеанс - три знаки кожні 5-15 хвилин. Сигнали надходять прямо з земної кори - у дослідників виникає містичне відчуття, ніби-то сама планета розмовляє з ними. Містика - доля середньовічних мракобісів, а просунуті янкі відразу здогадалися, що мають справу з неймовірним КНЧ-передавачем, розміщеним десь на іншому кінці Землі. Де? Ясно де - в Росії. Схоже, ці божевільні російські «закоротити» цілком всю планету, використовуючи її в якості гігантської антени для передачі зашифрованих повідомлень.

43-й вузол зв'язку ВМФ Росії представляє дещо інший тип довгохвильового передавача (радіостанція «Антей», RJH69). Станція розташована поблизу містечка Вилейка, мінська область, РБ, антенне поле займає площу 6,5 квадратних кілометра. Складається з 15 щогл висотою 270 метрів і трьох щогл висотою в 305 метрів, між щогл натягнуті елементи антенного поля, загальна вага яких становить близько 900 тон. Антенне поле розташоване над заболоченими ділянками землі що забезпечує хороші умови для випромінювання сигналу. Я сам був поруч з цією станцією і можу сказати що просто словами і картинками не передати тих розмірів і відчуттів які викликає ця громадина в реальності.

Так виглядає антенне поле на гугл картах, добре видно просіки над якими натягнуті основні елементи.

Вид з одного з щогл "Антея"

Потужність "Антея" не менше 1 МВт, на відміну від передавачів ЗРЛС він не є імпульсним, тобто під час роботи випромінює цей самий мега Ватт або більше, весь час роботи. Точна швидкість передачі інформації не відома але якщо проводити аналогію з німецьким трофейним "Голіафом», не менше 300 біт / с. На відміну від "Зевса" зв'язок вже є двох сторонньої, підводні човни для зв'язку використовують або багато кілометрові дротові буксирувані антени, або спеціальні радіо буї які випускаються підводним човном з великої глибини. Для зв'язку використовується СДВ діапазон, дальність зв'язку охоплює все північну півкулю. Переваги СДВ зв'язку що її крані складно заглушити перешкодами, а так само вона може працювати в умовах ядерного вибуху і після нього в той час як більш високо частотні системи не можуть налагодити зв'язок через перешкоди в атмосфері після вибуху. По мимо зв'язку з підводними човнами "Антей" використовується для радіо розвідки і передачі сигналів точного часу системи "Бета".

Замість післямови

Це не завершальна стаття про принципи заглянути за горизонт, будуть ще, в цій на прохання читачів я зосередився на реальних системах замість теорії .. Так само прошу вибачення за затримку з виходом, я не блогер або житель інтернету, у мене є робота яку я люблю і яка періодично дуже "любить" мене, тому статті пишу між справою. Сподіваюся читати було цікаво, тому що я все ще перебуваю в режимі проби пера і не визначився досі в якому стилі писати. Конструктивна критика як завжди вітається. Ну і спеціально для філологів анекдот в кінці:

Препод по Маттани про філологів:
- ... Так плюньте в обличчя тому, хто говорить, що філологи - це ніжні фиалочки з палаючими очима! Я вас благаю! Насправді вони похмурі жовчні типи, готові мову співрозмовника вирвати за фрази, типу "оплатіть за воду", "моє день народження", "дірка в пальто" ...
Голос із задньої парти:
- А що не так з цими фразами?
Препод, поправивши окуляри:
- А на вашому тілі того, молода людина, вони б ще й пострибали.

Ми навмисно не згадуємо тут вертикаль з системою противаг або радіаль, оскільки ці антени дуже незручні для розміщення на дачних ділянках або в експедиційних умовах.

Вертикальний Moxon (рис.2), хоча і є непоганий спрямованої антеною з малим кутом випромінювання, все ж має недостатнє посилення в порівнянні з багатоелементними "хвильовими каналами" або "квадратами". Тому у нас природно виникло бажання спробувати фазованій решітці з двох вертикальних Moxon "ов, подібну використовувалася американськими радіоаматорами в експедиції на Ямайку (вони назвали її" 2х2 ") / 2 /.
Простота її конструкції і мале місце, необхідне для її розміщення, роблять завдання легко здійсненним. Експеримент проводили на діапазоні 17 м (центральна частота 18,120 МГц), оскільки один вертикальний Moxon для цього діапазону у нас вже був виготовлений. Його розрахункові характеристики (рис.3): посилення 4,42 dBi, задній пелюстка пригнічений більш ніж на 20 дБ, максимум випромінювання під кутом 17 градусів, майже чиста вертикальна поляризація випромінювання. І це при висоті нижнього краю антени всього 2 м над реальною землею.
Для кожної з антен потрібно діелектрична щогла висотою 8 - 10 м (або відповідної висоти дерево) і дві (краще три) діелектричні розпірки довжиною 2,2 м (можна використовувати дерев'яні рейки). Елементи - з будь-якого мідного дроту, діаметром 1-3 мм, голого або в ізоляції.
При експерименті в якості щогли використовувався набір склопластикових труб від RQuad, загальною висотою 10 м, в якості розпірок - пластикові водопровідні труби діаметром 20 мм. Елементи - з дроту «полівка». Відтягнення - з 3 мм поліпропіленового шнура. Вийшла конструкція, зображена на рис.4.

Рис.3. Розрахункові характеристики вертикальної антени Moxon.

Провід пропущений через отвори біля кінців розпірок і закріплений на них за допомогою ізоляційної стрічки або пластикових хомутиков. Щоб розпірки не прогинається під вагою антени, їх кінці розтягнуті волосінню. Для збереження прямолінійності активного елементу, яку порушували через вагу кабелю, можна використовувати третю розпірку на рівні середини елементів, пропустивши через отвір в ній провід директора і закріпивши на ній точки підключення активного елементу до кабелю. Кабель йде уздовж розпірки до щогли і далі вниз по щоглі. На кабель одягнені ферритові трубки через 2 м, що виключають вплив його обплетення на характеристики антени і одночасно симетрувальні струми харчування. Антена легко піднімається на заздалегідь встановлену щоглу з роликом на вершині з допомогою капронового шнура.
Характеристики горизонтального стека з двох таких антен, розраховані за допомогою програми MMANA, наведені на рис.5. найкращі характеристикищодо посилення і придушення заднього пелюстки вийшли при відстані між антенами 0,7 довжини хвилі, тобто 11,6 м. Цією антені можна дати назву "2 × MOXON".

Рис.5. Діаграма спрямованості фазированной решітки з двох вертикальних антен Moxon.

Рис.6. КСВ зі входу після підстроювання за допомогою индуктивностей 0,2 мкГн.

Рис.7. Вид фазированной решітки з двох вертикальних Moxon "ов.

література:

1. Владислав Щербаков RU3ARJ, Сергій Філіппов RW3ACQ. Симетричні вертикальні антени - оптимальне вирішеннядля DX зв'язків в польових і дачних умовах. Матеріали Форуму Фестивалю «Домодєдово 2007».

2. K5K Kingman Reef DXpedition.
www.force12inc.com/k5kinfo.htm

info - http://cqmrk.ru

Антенно-фідерні пристрої КВ діапазону: передавальні антени

Технічні характеристики

• Діапазон робочих частот від 3,0 до 9,0 МГц
  • Номінальний опір входу - 2х150 Ом (симетричний тракт)
  • КСХН в діапазоні робочих частот - не більше 2,0
  • Азимутна ДН при вугіллі місця 45º близька до кругової з нерівномірністю не більше ± 1,5 дБ
  • Забезпечується випромінювання в секторі кутів місця від 45 до 90º в смузі частот від 3 до 6 МГц і в секторі кутів місця від 40 від 65º в смузі частот від 6 до 9 МГц з нерівномірністю не більше ± 3 дБ
  • Поляризація випромінюваних Азі-ПРД хвиль - еліптична. Забезпечено можливість дистанційного керування напрямком обертання поляризації
  • Харчування БУП Азі-ПРД здійснюється від трифазної мережі змінного струму В (50 ± 1,5) Гц
  • Харчування ПДУ здійснюється від однофазної мережі змінного струму В (50 ± 2,5) Гц
  • Потужність, споживана БУП від мережі, не більше 250 ВА

Пристрій антенне радиопередающее на основі ВГДШ УАР-Ш призначений для використання в якості радиопередающей антени в складі радіостанцій діапазону ДКМВ

Технічні характеристики

• Діапазон робочих частот від 8,0 до 24,0 МГц
• КБВ на вході УСС-Ш при підключенні до виходу симетричною узгодженої навантаження 200 Ом в діапазоні робочих частот не менше 0,6
• Хвильовий опір фідера Ф-50 становить 50 Ом
• КБВ на вході фідера Ф-50 при роботі на узгоджене навантаження в діапазоні робочих частот не менше 0,8

АКАР

Технічні характеристики

ЕАР-В

Технічні характеристики

КАРБ-В, КАРБ-Г

КАРБ-В

КАРБ-Г

Технічні характеристики

• Номінальний опір виходів - 75 Ом
• Азимутна ДН - спрямована
• Тривала безперервна робота без постійної присутності обслуговуючого персоналу

Активні приймальні антени

Активна приймальня захищена антена АПЗз тріортогональнимі вібраторами призначена для використання в якості прийомної антенив захисних укриттях для обладнання стаціонарних об'єктів системи радіозв'язку діапазону ДКМВ
Технічні характеристики

• Діапазон робочих частот від 1,5 до 30,0 МГц
• Азимутна ДН АПЗ в режимі прийому хвиль горизонтальної або еліптичної поляризації при вугіллі місця 45 ° близька до кругової з нерівномірністю не більше ± 3 дБ
• Потужність - не більше 300 ВА
• Тривала безперервна робота без постійної присутності обслуговуючого персоналу

Активна приймальня малогабаритна антена АПМз тріортогональнимі вібраторами призначена для використання в якості прийомної антени для обладнання стаціонарних об'єктів системи радіозв'язку діапазону ДКМВ
Технічні характеристики

• Діапазон робочих частот від 1,5 до 30,0 МГц
• Номінальний опір входу - 75 Ом
• Азимутна ДН в режимі прийому хвиль горизонтальної або еліптичної поляризації при вугіллі місця 45 ° близька до кругової з нерівномірністю не більше ± 3 дБ. Забезпечено прийом в секторі кутів місця від 45 до 90 °. У режимі прийому хвиль вертикальної поляризації забезпечений прийом в секторі кутів місця від 10 до 55 ° при нерівномірності угломестной ДН (в зазначеному секторі) не більше ± 3 дБ
• Тривала безперервна робота без постійної присутності обслуговуючого персоналу
• Автоматизоване та ручне управління
• Потужність - 30 ВА

Приймальні активні фазовані антенні решітки

Бистроразворачіваемая активна кільцева антенна решітка АКАР
АКАР призначена для прийому сигналів в діапазоні робочих частот від 2,4 до 29,8 МГц, використовується в аварійних ситуаціях при виході з ладу антен будь-яких напрямків, а також необхідності оперативної організації радіозв'язку з кореспондентом, в напрямку якого відсутній радіозв'язок.
Виріб використовується як в складі приймальних радіоцентрів КВ радіозв'язку, так і в бистроразворачіваемом варіанті з метою забезпечення зв'язків на трасах 400 - 7000 км.

Технічні характеристики

• Діапазон робочих частот АКАР від 2,4 до 29,8 МГц
• Номінальний опір виходів АКАР - 75 Ом
• Діаграма спрямованості (ДН) АКАР в горизонтальній площині спрямована
• Ширина променя ДН за рівнем 0,7 у вертикальній площині при куті піднесення 45 ° становить не більше 55 ° на частоті 2,4 МГц і не більше 20 ° на частоті 29,8 МГц
• Поляризація прийнятих АКАР хвиль - вертикальна
• Потужність, споживана АКАР від мережі електроживлення, не більше 250 ВА
• АКАР забезпечує можливість тривалої безперервної роботи без постійної присутності обслуговуючого персоналу

Конструкція АКАР являє собою фазованого грати з 32 активних модулів, що розміщуються рівномірно по колу радіусом 16 м. Висота підвісу активних вібраторів - 5 м. Така будова дозволяє розгорнути антену на відкритій місцевості розрахунком з чотирьох осіб за час, що не перевищує 3 годин.
Діапазон робочих температур становить від мінус 50 до плюс 50 ° С.
АКАР забезпечує одночасну незалежну роботу чотирьох радіоприймальних пристроїв (РПУ). Для кожного з чотирьох РПУ формується 16 незалежних азимутальних ДН з дискретним кроком по азимуту 22.5 градуса. Для вибору необхідного азимута є пульт дистанційного керування, що розміщується в ТЗ.
АКАР забезпечує можливість комутації будь-якого з чотирьох приймачів для прийому з будь-якого з 16 вільних (не зайнятих іншими приймачами) азимутальних напрямків.

ЕАР-В, КАРС-В, КАРС-Г, КАРС-В2Г

Еліптична антенна решітка стаціонарна з вертикальними вібраторами ЕАР-Впризначена для використання в якості прийомної антени при забезпеченні радіозв'язку на трасах від 0 до 50 і від 700 до 10000 км.

• Кільцева антенна решітка стаціонарна з вертикальними вібраторами КАРС-В призначена для використання в якості прийомної антени при забезпеченні радіозв'язку на трасах від 0 до 50 і від 700 до 10000 км.
• Кільцева антенна решітка стаціонарна з горизонтальними вібраторами КАРС-Г призначена для використання в якості прийомної антени при забезпеченні радіозв'язку на трасах від 50 до 1000 км
• Кільцева антенна решітка стаціонарна з тріортогональнимі (двома горизонтальними і одним вертикальним) вібраторами КАРС-В2Г призначена для використання в якості прийомної антени при забезпеченні радіозв'язку на трасах від 0 до 10000 км.

Технічні характеристики

• Забезпечується комутація кожного з 64 приймачів для прийому з будь-якого з 16 азимутальних напрямків з дискретним кроком по азимуту 22,5 градуса. Управління комутацією здійснюється оператором за допомогою призначеного для користувача терміналу. Сервер забезпечує роботу до 64 призначених для користувача терміналів, з відображенням результатів контролю на кожному призначеному для користувача терміналі.
• Діапазон робочих частот: від 1,5 до 30,0 МГц, за винятком ЕАР-В (від 6,0 до 24,0 МГц)
• Поляризація прийнятих радіохвиль - вертикальна (КАРС-Г - горизонтальна)

КАРС-В2Г: лінійна вертикальна; лінійна горизонтальна в напрямку, відповідному «нульового» азимуту антеною системи (Г1); лінійна горизонтальна в напрямку, перпендикулярному «нульового» азимуту антеною системи (Г2); еліптична з правим напрямком обертання площини поляризації (ЕП); еліптична з лівим напрямком обертання площини поляризації (ЕЛ). У КАРС-В2Г забезпечено дистанційне керуваннявидом поляризації.

• Азимутна ДН - спрямована
• Потужність від мережі електроживлення - не більше 1000 В · А
• Тривала безперервна робота без постійної присутності обслуговуючого персоналу
• Номінальний опір виходів - 75 Ом

КАРБ-В, КАРБ-Г

Кільцева антенна решітка бистроразворачіваемая з вертикальними вібраторами КАРБ-Впризначена для оснащення мобільних комплексів ДКМВ радіозв'язку в якості прийомної антени, при забезпеченні радіозв'язку на трасах від 0 до 50 і від 700 до 10000 км.

Кільцева антенна решітка бистроразворачіваемая з горизонтальними вібраторами КАРБ-Гпризначена для оснащення мобільних комплексів ДКМВ радіозв'язку в якості прийомної антени при забезпеченні радіозв'язку на трасах від 50 до 1000 км.

Конструкції КАРБ-В і КАРБ-Г дозволяють розгорнути антени на відкритій місцевості розрахунком з трьох осіб за час, що не перевищує 1,5 годин (з урахуванням часу розмітки майданчика).

Технічні характеристики

• Діапазон робочих частот від 1,5 до 30,0 МГц
• Поляризація прийнятих радіохвиль - вертикальна
• Номінальний опір виходів - 75 Ом
• Азимутна ДН - спрямована
• Потужність, споживана від мережі електроживлення, не більше 100 В · А
• Тривала безперервна робота без постійної присутності обслуговуючого персоналу
• Комутація будь-якого з чотирьох приймачів для прийому з будь-якого з 16 вільних (не зайнятих іншими приймачами) азимутальних напрямків
• Електроживлення здійснюється від системи електропостачання однофазного змінного струму напругою 220 В і частотою (50 ± 2) Гц

захищені антени

ОКТАВА-КР, ОКТАВА-КП

Зовнішній вигляд захисного укриття забезпечує захист АПЗ від ударної хвилі при її розміщенні в колодязі або фортифікаційну споруду

«Октава-КР»і «Октава-КП»- захищені активні підземні антени АПЗ, розроблені і виготовлені в інтересах Спецзв'язку ФСО Росії, пройшли Державні випробування і прийняті на постачання вищезгаданого відомства. Призначені для використання в якості передавальних антен КВ діапазону в складі обладнання спеціальних об'єктів.

Забезпечують можливість одночасної роботи на два радіоприймальних пристрої (РПУ), налаштовані на різні частоти, створюючи більш широкі можливості в організації незалежного прийому сигналів.

Можливості АПЗ дозволяють працювати в адаптивних автоматизованих мережах ДКМВ радіозв'язку, в тому числі і в системах зв'язку з ППРЧ. Мають сейсмостійкістю і стійкістю до дії ударної хвилі в складі захищеного об'єкта.

Адаптація по поляризації дозволяє як в автоматичному, так і в ручному режимах домагатися найкращого прийому сигналу.

Управління режимами роботи і видом прийнятої поляризації здійснюється за допомогою блоку управління і узгодження (БУС).

АПЗ мають мінімальні габарити і вага, займають малу площу. На незахищеному об'єкті можуть встановлюватися в будь-яких непристосованих місцях. Мають малий час розгортання.

Тріортогональний приймальний активний антенний модуль

Тріортогональний приймальний активний антенний модуль призначений для прийому сигналів в ДКМВ - діапазоні. Область застосування - прийом енергії радіосигналів і її передача по трьох каналах на входи апаратури цифрової обробки сигналів, побудова універсальної приймальні антеною решітки на його основі для використання в складі перспективних комплексів технічних засобів ДКМВ. Виріб може також використовуватися як одиночна приймальня антена.
Спільно з блоком управління і узгодження (БУС) забезпечує прийом хвиль лінійної горизонтальної (в двох ортогональних площинах), лінійної вертикальної і еліптичної (з різними напрямками обертання) поляризації.
Тріортогональний приймальний активний антенний модуль являє собою схрещені симетричні вібратори - два вертикальних і один горизонтальний довжиною 2 м кожен, з'єднані з прийомними антенними підсилювачами (ПАУ), у вигляді екранованого блоку антенних підсилювачів (БАУ). Для збільшення вхідної ємності кожне плече вібратора виконано у вигляді біконуса на основі системи біметалевих провідників.

Технічні характеристики

• Діапазон робочих частот від 3,0 до 30,0 МГц
• Електромагнітна розв'язка між ортогональними вібраторами тае за відсутності близько розташованих стовпів, дротів, дерев і т.п. не менше 20 дБ
• Кожен приймальний антенний підсилювач (ПАУ) в складі тае має:
• коефіцієнт підсилення не менше 8 дБ
• динамічний діапазон не менше 95 дБ відносно 1 мкВ