Моторизированные антенны

Любители спутникового ТВ иногда устанавливают мотоподвес (мотор), или позиционер. При помощи актюатораи по команде пользователя (или команде с тюнера) он позволяет повернуть антенну в позицию нужного вам спутника. При взгляде с земли, все спутники на геостационарной орбите находятся на одной линии (как правило, в виде дуги, подобной движению Солнца на небосклоне). Закрепив антенну таким образом, чтобы она могла точно поворачиваться по этой дуге, можно добиться, чтобы поворот антенны осуществлял всего лишь один мотор-актюатор. Такой тип подвеса называется «Полярный», так как ось вращения антенны параллельна оси вращения Земли, или другими словами — «смотрит на Полярную Звезду».

26 Синтезатор частоты.

Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в радиоприёмниках,радиопередатчиках, частотомерах, испытательных генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты. Стабильность обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты или прямого цифрового синтеза (DDS) с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту.

Вариант 14

1. Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в радиоприёмниках,радиопередатчиках, частотомерах, испытательных генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты. Стабильность обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты или прямого цифрового синтеза (DDS) с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту.

режде чем рассматривать структуру DDS, нам необходимо понять принцип, по которому работает наш синтезатор.
Он заключается в следующем: прямой цифровой синтезатор – синтезатор частот, в котором цифровыми методами непрерывно формируются отсчёты (коды) выходного сигнала, которые затем преобразуются в аналоговый сигнал определённой частоты. Функциональный блок, в котором происходят эти отсчёты, называется накопителем фазы (НФ). Изменения в аккумуляторе фазы происходят под влиянием тактовой частоты f₀ и кода частоты (код той частоты, которая будет генерироваться синтезатором).
Значения амплитуды сигнала, соответствующие текущей фазе формируемого сигнала, могут вычисляться в синтезаторе или выбираться из соответствующего ЗУ. Здесь предпочтительнее второй метод, так как непосредственное вычисление фазы будет снижать быстродействие схемы. Перекодировочная таблица (Look Up Table), из которой выбираются значения sin, чаще всего размещается в ПЗУ.
Выбор с ПЗУ производится так: отсчёты с накопителя фазы формируют адрес для ПЗУ, по которому выбираются ячейки с нужной фазой.
Далее значения из ячеек памяти идут на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где формируется синусоидальный сигнал, имеющий вид «ступенек».
На выходе ЦАП должен стоять ФНЧ – фильтр нижних частот (anti-aliasing filter), которых сглаживает выходной сигнал (убирает «ступеньки»).
В итоге мы должны получить сигнал нужной нам частоты (которая выбирается кодом частоты).

Таким образом, мы получаем следующую блок-схему:

Схема 1. Блок-схема и принцип работы прямого цифрового синтезатора частоты

где

ОГ – опорный генератор, который вырабатывает тактовую частоту f₀;

НФ – накопитель фазы;

2. Зерка́льная анте́нна — антенна, у которой электромагнитное поле в раскрыве образуется за счет отраженияэлектромагнитной волны от металлической поверхности специального зеркала (рефлектора). В качестве источника волны обычно выступает небольшой излучатель, располагаемый в фокусе зеркала. В его роли может быть любая другая антенна с фазовым центром, излучающая сферическую волну. Основная цель зеркальных антенн сводится к преобразованию сферического или цилиндрического фронта волны в плоский фронт Зеркало обычно состоит из диэлектрической основы (углепластик - для космических антенн), которую покрывают металлическими листами, проводящей краской, фольгой^[4]. При этом листы часто являются перфорированными, или представляют собой сетку, что обусловлено стремлением снизить вес конструкции, а также максимально снизить сопротивление ветру и осадкам. Однако такое несплошное зеркало приводит к следующим последствиям: часть энергии проникает сквозь зеркало, что приводит к ослаблению КНД антенны, и усилению излучения позади рефлектора. Эффективность антенны с несплошным зеркалом рассчитывается по формуле , где - мощность излучения позади рефлектора, а - мощность излучения рефлектора (падающей волны)^[4]. Если , несплошное зеркало считают хорошим. Данное условие обычно выполняется при диаметре отверстий перфорированного зеркала менее и суммарной площади отверстий до от всей площади зеркала^[4]. Для сетчатых зеркал диаметр отверстий не должен превышать ^[4].

Вариант 15

1. Одним из основных элементов передатчика является генератор с внешним возбужде­нием (ГВВ) – устройство, преобразующее энергию источника по­стоянного тока в энергию тока высокой частоты. В качестве усилительного прибора ГВВ в современных радиопере­датчиках используются электровакуумные лампы, биполярные и полевые транзисторы, диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды (ЛПД), магнетроны и др.

Конспект.

2. .Антенна «волновой канал», известная также как антенна Уда-Яги, или антенна Яги — (Yagi antenna), —антенна, состоящая из расположенных вдоль линии излучения параллельно друг другу активного и нескольких пассивных вибраторов. Волновой канал относится к классу антенн бегущей волны.

Применение. Антенны «волновой канал» широко применяются в качестве приёмных телевизионных, в качестве приёмных и передающих в системах беспроводной передачи данных, в радиолюбительской связи, в прочих системах связи, в радиолокации. Широкому их распространению способствуют высокое усиление, хорошая направленность, компактность, простота, небольшая масса. Антенну применяют на диапазонах, начиная с коротких волн, в диапазонах метровых и дециметровых волн и на более высоких частотах, на СВЧ-диапазонах.

Характеристики. Трёхэлементный волновой канал имеет усиление около 5-6 dBd, шестиэлементный — около 9 dBd, десятиэлементный — около 11 dB. Для длинных (более 15 элементов) антенн можно считать, что усиление увеличивается примерно на 2,2 dB на каждое удвоение длины антенны. Антенна обладает хорошимнаправленным действием. Антенна достаточно проста, имеет относительно небольшую массу, а отсутствие сплошных поверхностей обеспечивает малую парусность.

Дециметро́вые во́лны (ДМВ, UHF) — частотный диапазон электромагнитного излучения, радиоволны с длиной волны от 10 см до 1 м, что соответствует частоте от 300 МГц до 3 ГГц (ультравысокие частоты, УВЧ).

Метровые волны (МВ, VHF) — частотный диапазон электромагнитного излучения, радиоволны с длиной волны от 1 до 10 м, что соответствует частоте от 30 до 300 МГц . Метровые волны, распространяются, как земные волны в пределах прямой видимости на расстояния до нескольких десятков километров. Характеристики распространения метровых волн существенно зависят отрельефа местности и типа подстилающей поверхности. Влияние атмосферы Земли выражается в рассеянии метровых волн слабыми неоднородностями ионосферы и тропосферы, отражении метровых волн от ионизированых следов метеоров и искусственно ионизированых. областей в атмосфере, что приводит к дальнему (на расстояния до 2 тыс. км) распространению метровых волн. Для передачи дециметровых волн, как правило, используются коаксиальные кабели сопротивлением 75 Ω, Приём метровых волн возможен на простейшие типы антенн, наподобие симметричного вибратора.

Короткие волны (также декаметровые волны) — диапазон радиоволн с частотой от 3 МГц (длина волны 100м) до 30 МГц (длина волны 10 м).

Короткие волны отражаются от ионосферы с малыми потерями. Поэтому, путём многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли, они могут распространяться на большие расстояния. Короткие волны используются для радиовещания, а также для любительской и профессиональной радиосвязи. Качество приёма при этом зависит от различных процессов в ионосфере, связанных с уровнем солнечной активности, временем года и временем суток. Так днём лучше распространяются волны меньшей длины, а ночью — большей. Для связи между наземными станциями и космическими аппаратами они непригодны, так как не проходят сквозь ионосферу.

На коротких волнах наблюдаются замирания — изменение уровня принимаемого сигнала, они проявляются как кратковременное снижение амплитуды несущей частоты или вовсе пропадание последней. Замирания возникают из-за того, что радиоволны от передатчика идут к приёмнику разными путями, и приходят с разной фазой и, интерферируя на антенне приёмника, могут ослаблять друг друга.