На выходных решил еще раз проверить спиральную антенну 9-витков для использования в качеств облучателя для офсетного отражателя. Наверно хватило бы и 5 витков, но жадность взяла свое.







Работает неплохо. Примерно также или даже чуть лучше чем AX-1500, но все-равно не дотягивает до облучателя в виде патч-антенны с 6 элементами.

Опознание СВЧ-устройств
Получится ли запихать в эту коробку МШУ от GPS антенны и фильтр по типу такого?
https://www.changpuak.ch/electronics/interdigital_bandpass_filter_designer.php

Длина 10см
ширина 4см
глубина 1.3см
(для большой секции)
Секция поменьше - длина 7см, в маленькую даже МШУ не влезет.

В калькуляторе на том сайте вроде нельзя ввести габариты корпуса. На роль элементов фильтра могу взять 6мм трубку от кондиционера, либо толстый медный провод, 1.8мм, или 2.5мм. Хотя не придумал, как крепить провод к корпусу, он слишком массивный и припаяться к нему маловероятно.

Sergey4565
Я бы ради корпуса эту железку оставил в покое ради памяти кто ее делал, как-то так. Это можно сказать музейный экспонат. Ну серьезно. Оставьте ее детям, и потом может они ее продадут по нужде за хорошие деньги.

Нашёл более подходящую коробку:
длина - 11.7см
ширина - 6
глубина - 2.1
Здесь четвертьволновые резонаторы 1.7ГГц должны поместиться.

Поиздевался сегодня над GPS антенной.

Алюминиевая фольга от ЛДС светильника и кусок толстого коаксиала, изолятор в качестве распорок между дисков.


Приём из комнаты.
NOAA увидеть толком не смог, Иридиум и GPS - еле-еле.

Sergey4565
Если с комнаты так принимает, то на улице еще лучше будет. Черненькая коробочка, которую бум пронизывает в ней МШУ от GPS антенны?

Если с комнаты так принимает, то на улице еще лучше будет.
На удивление почти одинаково...
Черненькая коробочка, которую бум пронизывает в ней МШУ от GPS антенны?
Это "родной" корпус антенны, пластик достаточно толстый, чтоб медная проволока в нём держалась. Сделано было "на попробовать", здесь только директоры самодельные, размеры дисков взял отсюда: http://www.radioscanner.ru/uploader/2020/patch_antenna_l_band.jpg
На 1698 (NOAA) данная конструкция не работает. Сигнал слабее, чем с голой GPS-антенной.

L-диапазон 1500-1700 МГц, прием и декодирование Iridium, Inmarsat, Thuraya, Sarsat, NOAA и пр. - Страница 11
Какие тут размеры?

Sergey4565
Точные размеры "латунной" антенны не подскажу, она уехала в столицу. Но можно просто пересчитать в эксель-таблице по которой Вы делали свою http://www.radioscanner.ru/uploader/2020/patch_antenna_l_band.jpg
Берется таблица эксель, делите частоту 1698 на 1586, получаете коэффициент, которым делите размеры с приведенной на фото антенны.

И я не увидел в вашей конструкции поляризованного активного элемента, у которого обрезаны края.
Не совсем понял, внутри все-таки патч от GPS?
Выше говорил, что поляризация может сотворить злую шутку. Если антенна будет недостаточно поляризована, что можете обнаружить слабые уровни сигналов, но стоить ее покрутить немного по оси, то уровни существенно возрастут. Проверьте.

У патча вообще поляризация достаточно критична к расчетной частоте. Как показали эксперименты, тут надо выбирать. Если хотите компактность и хороший уровень gain, то только патч-антенна. Но учтите, что патч даст приемлемое качество поляризации в пределах 30-40Мгц, а то им меньше. В вашем случае, если применена GPS-антенна, конечно, на частоте в районе 1698Мгц уже от поляризации мало что останется.

Чтобы получить широкополосность и постоянство поляризации, в ущерб компактности, то надо применять спиральную антенну. 6-ти элементный поляризованный патч, на рабочей частоте, грубо говоря, эквивалентен 12-витковой спиральной антенне (теория с этим не согласна). Плюс широкополосности спиральной антенны, дает минус в части ее помехозащищенности. Витки спирали это свитый длинный провод, который может натянуть помех в полосу приема. Спиральная антенна, одна из немногих конструкций которая может дать "честную" закрученную поляризацию. Но тут палка о двух концах.

И я не увидел в вашей конструкции поляризованного активного элемента, у которого обрезаны края.
Не совсем понял, внутри все-таки патч от GPS?
Да, это GPS "как есть"... Точнее "как была", поскольку фильтр оттуда я выдрал. Но патч там не керамический, а медная пластинка с хитрыми прорезями.

Чтобы получить широкополосность и постоянство поляризации, в ущерб компактности, то надо применять спиральную антенну. 6-ти элементный поляризованный патч, на рабочей частоте, грубо говоря, эквивалентен 12-витковой спиральной антенне (теория с этим не согласна).
А вот мне припомнилась модель лунохода в музее, там как-то интересно антенна была сделана - в начале несколько витков спирали, а потом дисковые элементы. С какой целью интересно такой гибрид ужа и ежа?

Sergey4565
Делал я такую антенну. Почему-то не впечатлила. См. фото http://www.radioscanner.ru/uploader/2020/photo_2019-10-20_23-.jpg

Возможно в ней имеется конструктивная ошибка. Для формировании полноценной круговой поляризации, необходимо было сделать не 1.5 витка, а 3.

Здравствуйте. Как рассчитать размеры уголков, отрезаемых от вибратора патч-антенн для получения круговой поляризации?

Вот тут предлагаются готовые схемы:

RHCP L band patch antenna
Inmarsat Patch Antenna - Easy build at home

Но у меня немного другая частота, немного другие размеры полотна, так что и размеры этих уголков видимо должны быть другими. Или нет?

ub3aiw
Лучше сразу начать с теории, чтобы разобраться и запомнить.

http://dl2kq.de/ant/kniga/12413.htm

Спасибо, стало яснее, как это работает, но не могу придумать, как из этого получить ответ на вопрос про уголки.

Для решения с прямоугольным (а не квадратным) вибратором вроде бы ясно, что его длинная сторона должна быть длиннее, а короткая -- короче, чем половина длины волны, причем "относительная (в %) разница длин сторон прямоугольника должна быть примерно в 1,5 раза больше относительной высоты ( в % l пластины над экраном".

Думал применить тот же принцип к решению с отрезанием углов, взяв за "длинную" и "короткую" стороны соответственно 58 и 50 мм (данные с чертежа по ссылке). Но антенна на этом чертеже, судя по приложенному файлу, рассчитана на 2240 Мгц, а 58 мм это как раз и есть примерная длина полуволнового диполя на эту частоту с учетом коэффициента укорочения (в расчете использован провод диаметром 2 мм). Тут какая-то другая логика должна быть?

Здравствуйте. Как рассчитать размеры уголков, отрезаемых от вибратора патч-антенн для получения круговой поляризации?
Присоединяюсь к вопросу коллеги)) Относительно дискового активного вибратора.
И ещё вопрос к профи: этому калькулятору можно смело доверять?... https://3g-aerial.biz/wi-fi-3g-4g-pushka-analiz-i-raschet

Здравствуйте, коллеги! Как бы не звучало сегодня ключевым и единственно актуальным - "здравствуйте", наше хобби, похоже, нас не отпускает :).

Если так, то есть общение с изготовителем облучателя AX-1500 (Инмарсат 1525-1575 МГц, для направленных офсетных антенн от спутникового ТВ) о его вариантах на другие частоты:

Первый вопрос:
Новая модель облучателя (для той же схемы с зеркалом 0.6-0.9-1.3м от SAT ТВ) для приема погодных данных с метеорологических спутников, как Electro-L, GOES и подобных, которые выдают данные в диапазоне 1680 - 1710 МГц в RHCP.

Вопрос: AX-1650 LHCP (левой круговой) с такой рабочей полосой 1600-1710 МГц удовлетворит все возможные ситуации и спутники этого диапазона? И его надо делать тоже в двух модификациях - обычный и с боксом для размещения МШУ, поскольку сигнал крайне слабый, а частоты высокие и потери в кабеле тоже высокие?



И второй вопрос -
прием сигналов с движущихся низкоорбитальных спутников, типа Iridium в его диапазоне 1610 - 1630 МГц.

Это его рабочий участок - но видимо некоторый запас снизу и сверху нужен - 1600 - 1650 МГц?

Если я правильно представляю, нужна панельная антенна с максимально возможным раскрывом ДН при сохранении некоего приемлемого усиления. Что-то такое круглое по форме обтекателя и по умолчанию направленное в зенит?

С возможностью, при необходимости, изменения направления оси ДН при помощи крепления в интересующую сторону. Сигналы со спутника с RHCP (правой круговой) поляризацией, так? И антенна нужна тоже с RHCP? И наличие гермобокса для МШУ?

Варианты и вопросы от изготовителя - цитата: "Какой предположительно нужен КУ? Есть опыт? Можно сделать экономичную антенную решетку (панельную) с КУ около 12 dBi (240мм*240мм), следующий вариант (440мм*440мм) с КУ примерно 17-18 dBi"

С уважением, Сергей /sergsero

sergsero
GOES у нас в Евразии недоступны. Только ближе к побережью атлантики. HIMAWARI не в счет, с них картинки идут с больших гигов. По Electro-L нет софта. Из доступных, для тех кто живет восточней Новосибирска, это GEO-KOMPSAT 2A (GK-2A) и китайские GEO. По ним тоже нет ПО. Для GEO-KOMPSAT 2A поляризация неважна. Пробовал с двух облучателей с левой и правой, уровни примерно одинаковые. Есть еще спутник GOMS. Правда не изучал параметры сигнала.

И остаются только летающие спутники. По которым кроме GOES/GK-2A, существует хоть какое-то ПО позволяющие декодировать сигналы в картинки. В основном они излучают RHC-поляризацию. Поэтому если и делать облучатель, то на среднюю частоту 1685Мгц. Можно конечно чуть ниже резонанс подвинуть, на 1650, чтобы охватить Иридиум. Кстати а почему бы не сделать в облучателе два разъема под обе поляризации?

И надо различать форматы принимаемых данных, в частности HRPT (картинки высокой четкости) и LRPT (низкого разрешения). Для летающих погодников в режиме HRPT достаточно будет тарелки от 0.8м, возможно даже и 0.6м. А вот чтобы принимать HRPT c геостационаров, не уверен, что хватит тарелки 0.8. По всей видимости нужен отражатель более 1.2м. LRPT хорошо принимаются с геостационаров с небольшими отражателями.

Список летающих спутников (смотрим Orbitron - файл weather.txt) с частотой и поляризацией формата HRPT:

NOAA-15
HRPT S-E 1702.5 MHz 4000 kHz LHCP D 665 kbps Full information data
HRPT S-E 1698 MHz 4000 kHz RHCP D 665 kbps Full information data
HRPT S-E 1707 MHz 4000 kHz RHCP D 665 kbps Full information data

NOAA-18
HRPT S-E 1702.5 MHz 4000 kHz LHCP D 665 kbps Full information data
HRPT S-E 1698 MHz 4000 kHz RHCP D 665 kbps Full information data
HRPT S-E 1707 MHz 4000 kHz RHCP D 665 kbps Full information data

NOAA-19
HRPT S-E 1702.5 MHz 4000 kHz LHCP D 665 kbps Full information data
HRPT S-E 1698 MHz 4000 kHz RHCP D 665 kbps Full information data
HRPT S-E 1707 MHz 4000 kHz RHCP D 665 kbps Full information data

MetOp-A
AHRPT S-E 1701.3 MHz 4500 kHz RHCP D 3500 kbps High resolution data - not in use
AHRPT S-E 1707 MHz 4500 kHz RHCP D 3500 kbps High resolution data - used part time

MetOp-B
AHRPT S-E 1701.3 MHz 4500 kHz RHCP D 3500 kbps High resolution data
AHRPT S-E 1707 MHz 4500 kHz RHCP D 3500 kbps High resolution data - backup

MetOp-C
AHRPT S-E 1701.3 MHz 4500 kHz RHCP D 3500 kbps High resolution data - not in use
AHRPT S-E 1707 MHz 4500 kHz RHCP D 3500 kbps High resolution data - used part time

Meteor-MN2

AHRPT S-E 1700 MHz 3000 kHz RHCP D 3000 kbps High resolution data + DCP reports
AHRPT S-E 1705 MHz 3000 kHz RHCP D 3000 kbps High resolution data + DCP reports

Meteor-MN2-2
AHRPT S-E 1700 MHz 3000 kHz RHCP D 3000 kbps High resolution data + DCP reports
AHRPT S-E 1705 MHz 3000 kHz RHCP D 3000 kbps High resolution data + DCP reports

Есть еще китайские геостационары FYGEOSAT-86.5E,
FYGEOSAT-99.5E, FYGEOSAT-105E, FYGEOSAT-112E, FYGEOSAT-123.5E и MEO. Частоты от 1671 до 1691Мгц, Информация по ним здесь:
https://www.itu.int/en/ITU-R/study-groups/workshops/RSG7-ITU-WMO-RSM-17/Documents/Current%20and%20future%20Chinese%20Meteorological%20Satellite%20Networks.pdf
Позиции орбит GEO 86.5E, 99.5E, 105E, 112E and 123.5E

Там же про геостационары FY-4 series, частоты от 1675 до 1698Мгц.
Вероятно поляризация у этих GEO RHCP.

Китайские (летающие), спутники серии FY-3. Летают на высоте около 800км. Частоты от 1700 до 1706Мгц. Поляризация RHCP.

Из вышеизложенного возникает вопрос:

А вообще стоит ли делать антенну для приема Иридиума. Будет ли она пользоваться популярностью? Может пока сосредоточиться на антеннах для погодных спутников?

Поэтому видится два вида антенн:

1. Облучатель на основе патч-антенны для приема LRPT/HRPT (GEO и MEO) под офсетные отражатели с двумя входами под разные поляризации. Диапазона частот 1675-1707Мгц.

2. Антенную решетку с КУ 17-18dbi с RHCP, для приема HRPT MEO/LEО-погодников. Диапазон 1675-1707Мгц. Мне кажется, что панельная антенна будет более удобная для handtracking. Ну и не такую массивную поворотку потребуется использовать, если ее ставить в стационарном варианте. Панель можно с собой переносить и охотиться на спутники в полевых условиях.

Еще пару мыслей для размышления.

Если делать антенну, способную работать в широкой полосе, которая захватит участок от 1600 до 1700Мгц, может стоить попробовать разработать облучатель в виде спиральной антенны? Намотку сделать из трех витков (меньше нельзя так как не получится полноценная круговая поляризация) широкой лентой и добавить несколько дисковых директоров. Вспоминаем, что неоднократно в этой теме упоминалась антенна "лунохода".

На днях сделал очередной облучатель для приема HRPT.





Собрал этот патч за несколько часов, а вот оптимизировал его два дня. Что выяснилось. Если изготавливать антенну из расчетов классического патча с директорами, то размер первых директоров получился не очень оптимален с точки зрения gain. Я даже взял за основу AX-1500 и пересчитал геометрию. Вырезал директоры поставил, посмотрел коррекцию витерби по спутнику GEO-KOMPSAT 2A и визуально оценил величину сигнала. Далее, уменьшил директоры и опять замерил по аналогичной схеме. И так несколько раз. Нашел оптимальные размеры. Если использовать первый вариант, где-то терялось более 2дб. А почему, так и не понял. Чуть позже обмерю эту антенну и опубликую в теме.

Еще забыл сказать. В процессе экспериментов окончательно сжег МШУ ZRL-2400. Сгорел в одном плече транзистор ATF-54143. Зато опробовал недавно пришедший nooelec sawbird+goes dual premium. Неплохо работает. Не хуже чем ZRL-2400. Бывает натягивает шумов от соседних базовых станций, но все равно, рекомендую для использования.

btr,
большое спасибо за столь подробное развернутое объяснение. Думаю, что разработчики АНТЕКС прочитают его здесь.

Для них хотелось бы сформулировать нечто, подобное ТЗ, где однозначно изложить:

1. Облучатель AX-1600 для офсетной параболической ТВ антенны 0.6-0.9-1.3м:
- Рабочий диапазон частот, МГц - 1650(?) - 1710 (надо определиться с нижней частотой!)
- Собственное усиление, dBi - 10
- Входное сопротивление, Ом - 50
- КСВ в рабочем диапазоне частот, не более - 1,3
- Допустимая мощность, Вт - 10

- Поляризация облучателя\офсетной зеркальной антенны - левая\правая круговая
или двустандартная, с двумя разъемами под обе поляризации (?) - тут надо уточнить возможности производителя.


2. Антенная решетка (панельная)
- Поляризация - RHCP правая круговая.
- Размер 440х440мм
- Рабочий диапазон частот, МГц - 1610(?) - 1710 (надо определиться с нижней частотой!) Частоты Иридиум захватываем?
- Собственное усиление, dBi - 18
- Входное сопротивление, Ом - 50
- КСВ в рабочем диапазоне частот, не более - 1,5
- Допустимая мощность, Вт - 10
- Возможность разместить МШУ внутри корпуса или в отдельном боксе.

btr, проверьте, пожалуйста, по частотам для стационаров и по частотам для низколетов.

sergsero

Да, надо определить возможности технической реализации. Поскольку, вторая антенна вряд ли способна охватить 100Мгц. Даже если мы обратимся к теории ФАР из патч-антенн, то одиночный патч работает в полосе менее 5%.
И насколько потеряется gain на краях диапазона? Это надо проверять. А в ФАР, полоса может быть еще уже.

Если в первой антенне нижняя частота диапазона не испортит gain для 1690-1705 (основное сосредоточение приемных сигналов), то можно оставить 1650Мгц. Соответственно, средняя 1680Мгц. Исполнение - два отдельных разъема под разные поляризации. Кстати, второй разъем портит КСВ.

sergsero
Присоединяюсь к мнению btr.
Для любителей приема погодных спутников у нас в приоритете именно низколеты. Стационары в L-диапазоне в основном представляют интерес для американцев (GOES). Европейские спутники (METEOSAT) в этом диапазоне не работают. ELECTRO-L - вероятно, вопрос будущго.

На мой взгляд, облучатель для спутниковой антенны, если речь идет о ныне действующих метеоспутниках, лучше всего заточить на 1690-1710 МГц с левой поляризацией. Слева по краю у нас NOAA19 на 1698 МГц, справа - NOAA18 на 1707 МГц. Все остальные низколеты (Метеоры, Metop, FengYun) попадают в этот диапазон.

Ну, и конечно, бокс для укладки МШУ и приемника.

sergsero

Разрешите уточнить ваше ТЗ.

- Собственное усиление, dBi - 10

Данный параметр для облучателя не есть корректный, т.к. для тарелки важно не Коэф. усиления облучателя, а угол раскрыва ДН для того, что бы зеркало было облучено правильно.

marquis
лучше всего заточить на 1690-1710 МГц с левой поляризацией
просто, чтобы уточнить единство понимания - облучатель нужен с LHCP (левой круговой), поскольку сам сигнал со спутников идет в RHCP (правой) поляризации, но меняет ее на противоположную, будучи отраженным от зеркала рефлектора, так?

Также нижняя граница 1690 МГц - мы ничего интересного "не обрежем" в районе 1650 - 1685? Или там ничего и нет интересного?

Я бы попросил нижнюю частоту от 1600...1630МГц, но, думаю, проще/правильнее было бы сделать 2 разных варианта. Сохранение вращения поляризации у патчей сохраняется в довольно узкой полосе.

NanoVHF,
согласен с вами. Этот параметр я взял с сайта производителя - они приводят усиление самого облучателя, как самостоятельный параметр, но оговаривая ниже в таблице, например, для уже выпускаемого облучателя AX-1500 (1525 - 1575 МГц):

Результирующий КУ и ширина диаграммы направленности по уровню -3дБ при различных диаметрах офсетной параболической антенны (на частоте 1550 МГц) с отношением F/D, равным 0,5:
0,55м - 16,8dBi - 23 гр.

0,6м - 17,6dBi - 21 гр.

0,9м - 21,1dBi - 14 гр.

1,3м - 24,3dBi - 9 гр.

1,5м - 25,6dBi - 8 гр.

Хотя к правильному (полному) облучению зеркала и получению оптимального коэффициента использования поверхности зеркальной антенны это не совсем относится...

Я имел ввиду должен быть указан угол раскрыва ДН именно облучателя, а не тарелки.

Если Ку облучателя будет высоким, а ДН облучателя будет узкой, то тарелка будет недооблучена (отражать/собирать будет не вся тарелка, а только её часть) и результирующий Ку будет ниже, чем если бы Ку облучателя был меньше, но тарелка была бы полностью облучена.

Кстати, кому интересно, вот эти цифры являются корректными:

0,6м - 17,6dBi - 21 гр.

0,9м - 21,1dBi - 14 гр.

1,3м - 24,3dBi - 9 гр.


Сам проверил на тарелках 3х диаметров. Разница в цифрах по усилению близка. Если есть возможность - ищите и ставьте бОльший диаметр - результат будет виден невооруженным глазом!

Как правило, на этих частотах при такой конструкции облучателя, как у АНТЕКС, угол раскрыва ДН облучателя получается больше оптимального и зеркало переоблучается, что также снижает эффективность системы.
Но в случае с Инмарсат сигналами усиления всей антенны оказывается все таки достаточно. Хотя МШУ, конечно, требуется.

Позавчера делал замеры по МШУ.

Неожиданно выяснилось, что свисток V3 имеет на частотах 1500...1700МГц минимум КСВ, но всё-равно ему не хватает чувствительности выше 1ГГц. Минимум, нужен МШУ с Ку=15дБ что бы свисток нормально работал.

Самым оптимальным вариантом реализации на мой взгляд получается следующая конфигурация: 1 пред-МШУ на антенне для реализации максимальной чувствительности с усилением 10....15дБ -> кабель снижения -> фильтр -> МШУ для обеспечения чувствительности на входе свистка (с питанием от свистка) с Ку 15...20дБ.

Примечание:
Синий свисток выше 900МГц имеет очень сильный завал по АЧХ и КСВ и требует модификацию.

sergsero
просто, чтобы уточнить единство понимания - облучатель нужен с LHCP (левой круговой), поскольку сам сигнал со спутников идет в RHCP (правой) поляризации, но меняет ее на противоположную, будучи отраженным от зеркала рефлектора, так?

Абсолютно точно

sergsero

Также нижняя граница 1690 МГц - мы ничего интересного "не обрежем" в районе 1650 - 1685? Или там ничего и нет интересного?

Это все индивидуально :) Если делать облучатель, заточенный только на прием метеоинформации (геостационарные и низкоорбитальные спутники), то нужен диапазон 1670-1710 МГц


https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=3794