Лучевая волноводная антенна
Лучевая волноводная антенна представляет собой особый тип антенной тарелки , в которой волноводы используются для передачи радиолуча между большой управляемой тарелкой и оборудованием для приема или передачи , таким как, например, усилители мощности RF .
Принцип работы
[ редактировать ]
Лучевые волноводные антенны используются в больших радиотелескопах и станциях спутниковой связи в качестве альтернативы наиболее распространенной конструкции параболических антенн - обычной параболической антенне с фронтальным питанием. Передняя антенна , небольшая антенна , которая передает или принимает радиоволны, отраженные тарелкой, подвешивается в фокусе перед тарелкой. Однако такое расположение вызывает ряд практических трудностей. В высокопроизводительных системах сложная электроника передатчика и приемника должна быть расположена на питающей антенне. Это подающее оборудование обычно требует тщательного обслуживания; некоторыми примерами являются водяное охлаждение передатчиков и криогенное охлаждение чувствительных приемников. Поскольку в этих системах используются большие тарелки, фокус находится высоко над землей, а для обслуживания требуются краны или строительные леса, а также работа на открытом воздухе с деликатным оборудованием высоко над землей. Кроме того, сами питатели должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать такие условия окружающей среды, как дождь и большие перепады температур, а также работать при наклоне под любым углом.
Лучевая волноводная антенна решает эти проблемы, располагая облучающую антенну в «корпусе» у основания антенны, а не перед тарелкой. Радиоволны, собираемые тарелкой, фокусируются в луч и отражаются от металлических поверхностей на пути через опорную конструкцию к стационарной фидерной антенне в основании. Путь усложняется тем, что луч должен проходить через обе оси азимутального крепления антенны, поэтому поворот антенны не нарушает луч.
История
[ редактировать ]
Лучевые волноводы, которые распространяют микроволновый луч с помощью ряда отражателей , были предложены еще в 1964 году. [2] К 1968 году появились предложения обработать с помощью этих методов часть пути прохождения сигнала в направляющих антеннах. [3] связи был предложен полностью лучеволноводный подход К 1970 году для антенн спутниковой . [4] Сначала считалось, что сложный путь прохождения сигнала с множеством отражающих поверхностей приведет к неприемлемым потерям сигнала. [5] но дальнейший анализ показал, что волноводную систему можно построить с очень низкими потерями.
Первой полномасштабной лучевой волноводной антенной была 64-метровая антенна в Центре глубокого космоса Усуда , Япония, построенная в 1984 году Японским агентством аэрокосмических исследований . [6] После того, как Лаборатория реактивного движения (JPL) протестировала эту антенну и обнаружила, что она лучше, чем их обычные 64-метровые антенны, [7] они тоже перешли на этот метод конструкции для всех последующих антенн своей сети дальнего космоса (DSN).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Глава 3 малошумящих систем в сети дальнего космоса.
- ^ Дегенфорд, Дж. Э.; Сиркис, доктор медицины и Штайер, WH (1964). «Отражающий луч волновода». Транзакции IEEE по теории и технике микроволнового излучения . 12 (4). ИИЭР: 445–453. Бибкод : 1964ITMTT..12..445D . дои : 10.1109/TMTT.1964.1125845 . ISSN 0018-9480 .
- ^ РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН И СИСТЕМНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ. Архивировано 8 октября 2012 г., в отчете Wayback Machine Aerospace TR-0200 (4230-46)-1, Л. А. Хоффман, Исследовательская лаборатория электроники, октябрь 1968 г., стр. 69.
- ^ Кицурегава Т. и Мизусава М. (1970). «Проектирование лучеволноводных первичных излучателей антенн Кассегрена для спутниковой связи». Международный симпозиум Общества антенн и распространения радиоволн, 1970 г. Том. 8. ИИЭР. стр. 400–406. дои : 10.1109/APS.1970.1150868 .
- ^ Лейланд, Дж. В. и Раух, LL (1995). «Эволюция технологий в сети дальнего космоса: история программы передовых систем» (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт. п. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2011 г. Проверено 22 марта 2011 г.
- ^ Хаяши, Т.; Нисимура, Т.; Такано, Т.; Бецудан С.И. и Кошизака С. (1994). «Японская станция дальнего космоса с антенной диаметром 64 м, питаемой через лучевые волноводы, и ее применение в миссиях». Труды IEEE . 82 (5). ИИЭР: 646–657. Бибкод : 1994IEEP..82..646H . дои : 10.1109/5.284732 . ISSN 0018-9219 .
- ^ Нефф, Д. Использование мазера бегущей волны с частотой 2,3 ГГц на 64-метровой антенне Усуда (PDF) . Отчет о ходе работы TDA 42 (Технический отчет). Том. 89. Лаборатория реактивного движения. стр. 34–40.