Советы бывалого "чайника"

[альяно]

теория этого вопроса - хорошо издложена в книгах
по антеннам ...

я раскажу про ЭТО
немного упрощенно ... "на пальцах" .........

Чтобы понять, как работает диэлектрическая линзовая антена ...
вы должны вспомнить, что такое
бегущая волна ..


БЕГУЩАЯ ВОЛНА - волновое движение, при котором поверхность равных фаз (фазовые волновые фронты) перемещается с конечной скоростью,

ФРОНТ ВОЛНЫ, поверхность, окружающая источник колебаний, все точки которой имеют одинаковые фазы колебаний.

НАПРАВЛЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛНЫ - нормаль к фронту волны.

При спутниковом приеме принято считать,
что из-за удаленности спутника
волна, идущая от него - имеет плолский фронт



ну а так как "лучи", идущие от спутника - это нормаль к плоскости ... то, значит они параллельны ...
А кто-то из великих настаивал на том ...
что параллельные линии не пересекаются ...

Значит наша задача,
а точнее задача спутниковой антенны
- ПРЕОБРАЗОВАТЬ фронт волны
таким образом ...
чтобы он был СХОДЯШИМСЯ в одну точку ...
и в эту точку поставить "приемный штырь" - конвертер ..

Такой фронт называется СФЕРИЧЕСКИЙ



Классическим преобразователем плоского фронта в сферический
( и обратно ) является парабола ... точнее параболоид вращения ...

Это вытекает из самого определения параболы ...

Пара́бола — (греч. παραβολή — приложение) геометрическое место точек,
равноудалённых от прямой (называемой директрисой параболы)
и точки (называемой фокусом параболы).


=============

[альяно]

Если на пути плоского фронта, идущего со спутника
поставить диэлектрический шар , то плоский фронт преобразуется ...

КАК ??? ...

Всё зависит от того какая диэлектрическая проницаемость будет
у начинки шара ...

По теории - преобразовать плоский фронт в строго сферический
может диэлектрический шар
у которого коэффициент преломления меняяется ( увеличивается )
от поверхности к центру - по определенному закону ...
это так называемая линза Люнеберга

Люнеберг показал, что сферическая линза способна сфокусировать
плоскую волну в точке на поверхности сферы






и расчитал какой должен быть коэффициент преломления
в центре и на поверхности
и по какому закону он должен изменяться ...

На практике, изготовить такую линзу довольно трудно ,
поэтому идут на некоторую аппроксимацию ...
и линзу делают многослойной ...
то есть линзу делают из нескольких оболочек с различной
диэлектрической проницаемостью ...
( об этом поговорим позже )

Можно ли сделать однородную сферическую линзу ???
И будет ли она преобразовывать плоский фронт ???

МОЖНО ...
и преобразовывать плоский фронт она будет ОДНОЗНАЧНО ...

но вот фокусировть волну в точку .. она не будет ...
То-есть получить строго сферический фронт - с помощью
однородной сферической линзы - нельзя ...
У такой линзы есть - сферическая абберация

или проще говоря - "расфокусировка" ...

и эта расфокусировка тем больше, чем больше
размер линзы, относительно длины волны ...


ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ

[альяно]

... хотя, строго говоря ...
сфокусировать электромагнитную волну ... в ТОЧКУ
не может даже парабола ...

Так как электромагнитная волна
"спутникового диапазона" имеет конечные размеры .. то фокусировка
возможна лишь в "пятно" соизмеримое с длинной волны ...

Так и со сферической абберацией ...
до определенного относительного размера линзы
рассогласование фаз будет незначительным ...
( обычно допустимым считают "набег фазы" -
равный одной восьмой длины волны ... )


На практике это означает - что можно сделать антенну
из однородного диэлектрического шара
диаметром до 20-30 длинн волны

Если для Ku диапазона - то это где-то 40-60 см
для С-диапазона в три раза больше ... до 150 см ...

В некоторой литературе показано, что увеличение диаметра линзы
свыше 40 длинн волн ... из-за "расфокусировки"
не приводит к увеличению коэффициента усиления ...

Кстати о коэффициенте усиления ...
Каков он будет, скажем у антенны в 40 см ???

Он будет МЕНЬШЕ - чем у параболы 40 см ...

поэтому, в определенном смысле, - диэлектрические сферические антенны

это ПОНТЫ !!!

ОЧЕНЬ ДОРОГО ... и ПЛОХО ...

и фотки в инете ... типа вот этой



это ПОНТЫ в чистом виде ...

Но бывалые чайники ЛЮБЯТ понты ...

и мы тоже попробуем сделать сферическую диэлектрическую антенну ...

и если сделать её хорошо работающей ... нам не позволяет
ФИЗИКА ..
то мы попробуем её сделать, по крайней мере - ДЕШЕВОЙ ...

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ ...

[альяно]

.. кроме того мы не забыли про ГЛАВНОЕ достоиство
диэлектрической сферической антенны ..

ОНА - всенаправленна ...

то-есть она позволяет принимать ВСЕ видимые СПУТНИКИ - без
разворота самой антенны !!!!!

[Mixe]

[альяно]

[альяно]

тут выход - это искусственные диэлектрики ...
вот один из вариантов

[pavel360]

я извиняюсь когда начал писать2 этой темы вроде
не было.тогда нужно и мой 2 пост перенести.ща попробую

[pavel360]

металлодиэлектрические----металлические частицы располагаются
в диэлектрике по определенным законам.
я потерял много времени,поверив одной из работ студентов.
где металл частицы --типа порошок цинка,"серебрянка",замешивались
в парафине и определялась Ер в зависимости от концетрации.
в описании говорилось об очень малых потерях.
потери оказались очень большими ---тупик...

металлические из шариков.нужно очень точное расположение
шариков в линзе.для КУ диапазона это почти невожможно.
если только научиться на поверхность шариков наносить
нужный слой диэлектрика.а шарики из фольги.

еще....смесь из диэлектрика с очень малым Ер с диэл с большим Ер
я испробовал множество всяких материалов.чего я только не
помещал в "трубу"(это приспособление,сост из двух труб-с возможностью перемещения,малой в большей.)
и пришел к выводу.....что нужен типа оксид или окись(как ее?) титана.
вроде так называется ....Ti O2.
не дефицитный матерал.в природе встречается в избытке особенно
в хозтоварах и строит магаз...это супербелая водоимульс краска.
шпатлевки разные.
делая смеси из тонкой крошки пенопласта и шлатлевки (теплон)и воды,
я вплотную приблизился к Ер парафина.тоесть теперь можно
меняя концентрацию получить любую Ер .Tg потерь сравним с потерями
в парафине
проблемы--это сушка.нужно удалять воду до ноля.иначе труба дело.
и присутствие в шпатлевке--гипса.гипс-это кристалики .содержат воду.
при сильном нагреве вода уходит из кристаллов.и гипс можно использовать снова.я когда осознал это...............ЗАЧЕМ МОЧИТЬ
а потом мучиться удалять воду.нужно сухой порошок соединить
с крошкой.

еще---проверить возможность намотать сферу или полусферу
из полипропиленового шнура.в ядре поплотнее и ,наверное,
автоматически за счет увеличения кол-ва зазоров Ер будет
уменьшаться от центра до внеш. Ер шнура полипроп,туго смотанного,
меньше Ер парафина.

еще----проверить возможность изготовления и свойства линзы из диэлектрических шариков диаметром 1\4 волны.
из пластика,шарики 6мм диамет,я пробовал.потерь нет.
подозреваю увеличение сигнала.может---резонанс????
нужно проверять........
ну вот пока и все .задачи ясны,цели определены.

купил сегодня самую дешевую микроволновку---для опытов.сушка и тд.
и полкилометра полипропиленового шнура.
будем искать.

[альяно]

... я считаю, что не надо с головой уходить в "теорию" ...
( она итак - довольно хорошо описана )
и не надо перескакивать через ступени ...
надо, для начала, сделать РАБОТАЮЩУЮ .... ОДНОСЛОЙНУЮ антенну диаметроа 30-40 см ...
из ДОСТУПНОГО материала ... - чтобы её мог повторить КАЖДЫЙ ...

а вот потом - начать её улучшать ... и увеличивать размер ....

===============================================

я делал такой опыт ...
брал обычную бумагу .... пропитывал её обычным растительным маслом ...
( это иммитация ТРАНСФОРМАТОРНОЙ бумаги )
и просто комкал её - придавая форму шарика
диаметром 80-90 мм ...
( для фиксации формы шара - можно обмотать комок - скотчем )
и проверял его на "фокусирующие свойства"
как ОБЛУЧАТЕЛЬ - для конвертера С диапазона ...
результат был - довольно хороший ....
но это в С-диапазоне ...

увеличивая и уменьшая - сжатие ( скомконность ) -
мы меняем плотность материала ...
... а используя специальное трансформаторное масло ... можно
достичь нужного коэффициента диэлекрической проницаемости ...
при МАЛОМ весе ... и при не очень больших потерях ...

Можно использовать и другие "пропитки" ...
в данном случае - БУМАГА - просто равномерно распределяет "эпсилон пропитки"
по объёму ... и с учетом воздушных подушек ... уменьшает его ...

а вот потом - можно набить такой бумагой сферу ...
у меня есть поликарбонатовая сфера 250 мм - плафон
от светильника ...




и попробовать принять НТВ+ ....

===========

теперь про "крупу" из коаксиального кабеля ....
если сделать нарезку с центральной жилой то эпсилон - будет БОЛЬШИМ
а если центральную жилу удалить - МАЛЕНЬКИМ ...
делая смесь из этих двух компанентов - можно получить
любую диэлектрисекую проницаемость ...
и наполнив такой смесью сферу из пластика - проверить её работоспособность ...

[Oleg1]

Тема очень интересна!

Но тем не менее, pavel360 без обид в Вашу сторону, посты Альяно мне как чайнику относительно понятны, можно ли Вас попросить тоже выражаться языком "чайников"? Я старый любитель спутникового ТВ (достаточно взглянуть на дату моей регистрации в этом форуме), и уверен что основную массу этого форума составляют люди разных профессий для которых не понятен язык нанотехнологий. Например я простой юрист работающий на крупную компанию в Приморском крае. Поверьте, мы будем Вам признательны если Вы изложете Вашу мысль на языке "чайников" (как Альяно), т.е. доступно для нас.

Может не достаточно правильно выразился, поверьте - никого не хотел обидеть. Просто тема интересная.

[pavel360]

Oleg1
идет поиск материала(вещества)способного как линза
лупы,собрать в фокус электромагнитные волны,частотой
9-12гигаГерц.и вдобавок со всех сторон сразу.

В эти 2 моих поста(выше)уместилось больше года работы.
разве все расскажешь.это было на другом форуме.

задавайте любые вопросы по этой теме-я отвечу.

если кто захочет помочь,то нужна технология изготовления
шариков диаметром 6-7мм. материал типа гипса и крошка
пенопласта.попроще что нибуть типа "драже"что-ли

нарезал телекабель с жилой и без.если дождя не будет
сегодня и испытаю.
павел

[pavel360]

ДОЖДЬ идет.по прогнозу выходные будут с хорошей погодой.

[Lenchik]

Ну с пенопластом попроще. Нужно достать сырье для производства пенополистирольных плит, применяемых как утеплитель и вспенить его. Сырье это, мелкие гранулы. Вспенивают в промышленных условиях подавая в форму с засыпанными гранулами пар. Дома гранулы можно просто бросить в каструльку с кипящей водой.

С гипсом дело сложнее. Промышленная установка для получения драже это вращающийся барабан в который для затравки подсыпаны мелкие гранулы. Потом подсыпают порошек с определенной влажностью и он накатывается на эту затравку. Дома такое воспроизвести проблематично.
_________________
Ищите и обрящете

[pavel360]

сегодня попробовал нарезку из телекабеля.
длина 6-7 мм .с жилой--не пропускает сигнал.
без жилы-маловат коэфф преломления
смешал с жилой и без.после примерки разных соотношений
наконец появился сигнал-----нужно добавлять, примерно,
1\8 часть с жилой в чистую.
есть зависимость от расположения контейнера(поворот вокруг оси).сигнал или вобще изчезал,или были всплески.
видно что нужно строго располагать стерженьки.
интересно как? вдоль волны или поперек.
работа весьма кропотливая.
ну и еще попробовал полимерную шпатлевку.чуть не хватает Ер.
добавим......................
и вручную попробую наделать шариков из разных смесей.


посмотрел в програмке как пойдут лучи,отразившись от "фартука"

[pavel360]

почему я уперся в эти шарики.........
самое главное это то, что они хорошо расположатся при
засыпке в сферу.нечто мягкое,подверженное деформации
невозможно с одинаковой плотностью уложить.шарикам всеравно с какой стороны будет волна.
нарезку из кабеля с жилой расположил поперек волны.
посмотрим будет ли лучше или хуже.как повлияет поляризация.

это шарики. пустотелые. ручная работа.внутри пенопласт.


шарики можно делать из воздуха.
это пенодиэлекрик."пенобетон"


интересно понаблюдать волну с диэл облучателем и без него
на входе в волновод.диэл облучатель в форме клина-конуса.
тоже самое что и стержневая диэл антенна.есть усиление.
и пятно фокуса поменьше.побольше попадает в волновод.


наладится погода---испытаю.

[pavel360]

поиск устранения отставания волны по краю однородной линзы
в плоском варианте получилась такая вот картина.
вроде все получается.
а в обьеме что-то пока не могу себе представить.
много пустот по краю???

[spbplus]

Я может и не прав - но геомтрический размер наполнителя (диаметр шариков и т. п. ) должен быть меньше 1 порядка длины волны. Иначе у Вас непредсказуемые преломления и интерференция.
_________________
Моя печтня мшинк с "прононсом" н букву "а" Извиняйте, господа!

[spbplus]

неправильно выразился - на порядок (2.7 см - 2.7 мм пример
_________________
Моя печтня мшинк с "прононсом" н букву "а" Извиняйте, господа!

[pavel360]

spbplus
да..чем меньше тем лучше.для длины волны 26мм.
это между 2-3мм,но это для металлических шариков.
для диэлектрических,я думаю,может все по другому.
в облучателе я испытал диэл шарики диам 6мм.
результаты весьма хороши.
с металлическими пока ничего не получается.

[pavel360]

как и обещал.проверил нарезанный кабель,металл частицы
уложены в одном направлении и друг над другом.
ничего интересного не произошло.
при вертикальном расположении--сигнал уменьшается.
на графике хорошо видно.длина 6-7 мм взаимодействует
с поляризацией.можно продолжать,но это попозднее.
зато нашлось интересное решение закрепления и более менее
точное раположения частиц............наклейка на липкую ленту.

но главное смесь №1 не отличается от парафина
как хотелось БЫ верить этому.
сомнения по поводу увеличения уровня сигнала у пластиковых
шариков и у смеси вроде на микрон получше...почему?????
у парафина потери больше??
может где-то ошибка. можно строить????

[spbplus]

pavel360, не знаю, может Вы уже видели этот материал - но в нем есть результаты практического изготовления. Простите, если не в тему.
http://news.spbgame.ru/luneberg/lun1.pdf
http://news.spbgame.ru/luneberg/lun2.pdf
(выложил на хостинге сына, не знаю как сюда файлы закачивать...)
_________________
Моя печтня мшинк с "прононсом" н букву "а" Извиняйте, господа!

[альяно]

эти и ДРУГИЕ статьи есть вот на этом сайте - http://www.eds-soft.com/ru/publications/archive/
мы про это как-то говорили

кстати Ю.А Харланов
сотрудник 16 ЦНИИИ МО

я в этом институте тоже проработал пять лет ...
в спутниковом отделе

[pavel360]

spbplus
альяно
спасибо за ссылки.
с этого я начинал.
думаю через одну две недели будет результат.
не знаю только какой. положительный или отрицательный.
делайте ставки господа............
павел

[альяно]

подниму эту старую тему ....
может у кого-то появились НОВЫЕ идеи ???? ...

а если НЕ появились - то Я, раскажу Вам, про свои
новые разработки
в этом направлении ...

Я разработал простой способ .. как, в домашних условиях
сделать сферическую диэлектрическую антенну ...
причем можно даже трехслойную ...

способ предельно простой ... и повторить ЭТО
при желании - может любой ...

Надеюсь это будет интереснее - чем
от скуки - ковыряться в носу ...
или высасывать из пальца
проблему типа "как поймать в Москве ..... 27.5W"