Kysymys:
Kuinka voisi toteuttaa ensimmäisen asteen, kaksiulotteisen RF-kenttäantennin HF: lle?
Phil Frost - W8II
2013-12-22 01:00:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen juuri keksinyt termin "kenttäantenni". Se on analogisesti valokenttäkameran tai äänikentän mikrofonin kanssa. Pohjimmiltaan se on antenni, joka sieppaa paitsi radiotaajuuskentän voimakkuuden myös sen suunnan .

Nämä antennit ovat tietysti jo olemassa muodoissa, kuten vaiheistetut ryhmät, joita käytetään tutkalla tai alemman kaistan alueella suosituilla nelikulmaisilla antenneilla. Minulla on kuitenkin mielessäni hieman erilainen käyttötapaus: haluan sen toimivan HF: ssä, vain vastaanottoa varten, enkä halua toteuttaa vaiheistusta kiinteällä (tai ehkä muutamalla kytketyllä) verkolla, kuten neljässä - neliön antenni. Sen sijaan haluan suorittaa vaiheittaisen ohjelmiston.

Yksi mahdollinen sovellus: radion kuunteleminen stereona siten, että kuulemasi ääni vastaa signaalin vastaanottosuuntaa, " märkäohjelma rotaattori ".

Nyt tavallinen tapa suorittaa tämä käsittely on hajottaa signaali pyöreiksi yliaaltoiksi. Nämä ovat kuin pallomaisia ​​yliaaltoja, mutta kahdessa ulottuvuudessa (ympyrät) kolmen (pallot) sijaan. Yksinkertaisuuden vuoksi pysähdyin ensimmäiseen harmoniseen (ensiluokkaiseen), joten minulla on ehkä jonkin käsittelyn jälkeen kolme signaalia:

  1. monisuuntainen signaali (0. )
  2. kahdeksankuvio suunnattu itä-länsi
  3. samanlainen kahdeksan luku, mutta pohjoinen-etelä

Matemaattisesti kuvaten etsin vastauksia atsimuutissa, jonka määrittelee:

$$ \ frac {1} {\ sqrt {2 \ pi}}, \ frac {\ cos \ theta} {\ sqrt {\ pi}}, \ frac {\ sin \ theta} {\ sqrt {\ pi}} $$

tai kuvattu graafisesti:

1st order circular harmonics polar plot

Nyt tässä on kysymys: miten voisi ymmärtää tällaisen antennin? Muista, että antenneilla ei tarvitse olla näitä vastauksia: niillä voi olla muita vastauksia, joista nämä vastaukset voidaan laskea.

Ihmettelen, olisiko helpompaa käyttää kolmea sdr-vastaanotinta, joilla on sama sekoitus- ja ADC-kello, jolloin tuloksena on kolme I / Q-paria. Vaatii tietysti enemmän laitteistoa, mutta minun on helpompi kietoa pääni ympärille. Näyttää siltä, ​​että ensimmäinen vastaus soveltuu yhden signaalin suunnan löytämiseen, mutta erillisten vastaanottimien kanssa, jotka jakavat kellon, kaikkien vastaanotettujen signaalien suunnan pitäisi olla mahdollista määrittää. Voisi tehdä melko hämmästyttävän melunvaimennuksen tällä tiedolla, luulisin myös.
@AdamDavisKD8OAS on idea. Kysymys on vain siitä, mitä antenneja nämä SDR: t on kytketty. Olen melko varma, että se on jotenkin joukko vertikaaleja, mutta en ole varma kuinka ja kuinka monta.
En ole varma, vastaako tämä kaikkia / kaikkia kriteerisi erityispiirteitä, mutta törmäsin äskettäin hauskaan esitykseen [Laajakaistan suunnanmuuttaja värikoodatulla spektrogrammihäiriöllä] (http://df6nm.de/ColourDF/ColourDF.htm ), jonka pitäisi olla ainakin jonkin verran merkityksellinen / mielenkiintoinen tässä kysymyksessä.
Kaksi vastused:
WPrecht
2013-12-22 02:20:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

OK, tämä on mielenkiintoinen.

Aluksi poskipunalla voit saavuttaa tämän kahdella viritetyllä magneettisilmukalla, jotka ovat suorassa kulmassa toisiinsa nähden (visualisoi munanpehmennin) ja 1/2 aallon pystysuoralla suuntaisella osalla.

Tietenkin joku on ajatellut tätä ristisilmukkajärjestelyä aiemmin, vuonna 1907 Bellini ja Tosi keksivät Bellini-Tosi Goniometrin:

Bellini-Tosi Goniometer

Käämiä pyöritetään sähkölaitteiden sisällä NS- ja EW-antennisignaalikomponenteista syötetty kenttä, joka löytää maksimaalisen signaalin kulman. Antenni voi olla joko pyöreä matriisi, jossa on 1/4-aallon pystysuunta, tai ristisilmukka-antenni:

enter image description here

Tähän periaatteeseen perustuvat järjestelmät olivat ensimmäisen ilma-alusten radionavigointijärjestelmät, kunnes ne korvataan tutkalla toisen maailmansodan jälkeen.

Palatakseni alkuperäiseen kysymykseen, luulen kuitenkin, että silmukat olisi viritettävä melko tarkasti ja korkean Q-silmukoiden kaistanleveys on melko kapea, joten " Minun on valittava käyttötaajuutesi huolella. Mutta en näe mitään selvää syytä, miksi sitä ei voitu tehdä.

No, ristittyjen silmukoiden asia on elinkelpoinen, mutta siitä puuttuu omni-osa, joten sillä on 180 asteen suunnan epäselvyys. Pystysuoran lisääminen ei mielestäni toimi hyvin, koska silmukoilla ja pystysuoralla on erilainen korkeuskuvio. On olemassa "adcock-antenni", jolla on silmukan atsimutaalikuvio ja pystysuoran pystysuuntainen kuvio, mutta kaksi adockia ja pystysuora on viisi antennia, ja ehkä hieman epäkäytännöllinen. Intuitio kertoo minulle, että on olemassa yksinkertaisempi tapa, jos sallitaan jokin DSP.
Miksi silmukoita tulisi virittää?
Kahden silmukan yhdessä ei pitäisi olla epäselvyyttä. Mutta tämä on selvästi spekulaation alueella, kunnes on rakennettu ja sekoitettu. Luulisin, että silmukat olisi sovitettava yhteen, jotta varmistat, että työskentelet samalla mallilla, vahvistuksella jne.
Olen melkein varma, että kahdella silmukalla on 180 asteen suunnan epäselvyys. Niiden yhdistäminen antaa sinulle saman kuvion kuin silmukka, mutta sitä kierretään mielivaltaisella määrällä. Jos signaali on jossakin nollasta, mistä tiedät kumpi? Jos se on jossakin lohkoista, yksi on positiivinen ja toinen negatiivinen, mutta koska et tiedä signaalin vaihetta, et silti tiedä suuntaa. Keskellä oleva omni ratkaisee tämän: nyt * tiedät * signaalin vaiheen.
Phil Frost - W8II
2013-12-22 20:52:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kolme kolmioon järjestettyä pystysuoraa (tai kolme pystysuoraa dipolia), jotka on sijoitettu alle $ \ frac {1} {2} \ lambda $ toisistaan, pitäisi tehdä se.

Mikä tahansa näiden antennien pari voisi olla pidetään Adcock-antennina. Jokaisella on haluttu kahdeksan vaste, ja kolmen antennin kanssa meillä on kolme näistä, joista jokainen on suunnattu 60 asteen välein. Toisin kuin perinteinen Adcock-antenni, emme yhdistä antenneja elektronisesti, vaan yhdistämme jokaisen elementin SDR: ään (kukin vaihe-synkronoitu) ja yhdistäminen tapahtuu ohjelmistossa. Tämä mahdollistaa jokaisen antennin mielivaltaisen yhdistämisen muiden kanssa, ehkä monin tavoin samanaikaisesti.

Voisimme kuvata kolmen mahdollisen parin atsimutaaliset vasteet seuraavasti:

$$ \ aloita {tasaa} f_1 (\ theta) & = \ cos \ theta \\ f_2 (\ theta) & = \ cos (\ theta + \ frac {\ pi} {3}) \\ f_2 (\ theta) & = \ cos (\ theta + \ frac {2 \ pi} {3}) \\\ end {align} $$

Nämä voidaan yhdistää jossain suhteessa, jotta saadaan kysymyksestä halutut mallit. Voimme nähdä, että suhteet ovat $ \ frac {\ pi} {2} $ -kertoimia, koska:

$$ \ int_0 ^ {2 \ pi} f_2 (\ theta) \ cos (\ theta ) \, d \ theta = \ frac {\ pi} {2} $$

Joten voimme sitten rekonstruoida ensimmäisen kertaluvun pyöreät yliaallot seuraavasti:

$$ \ begin { tasaa} h_ {1a} (\ theta) & = f_1 (\ theta) & + \ frac {\ pi} {2} f_2 (\ theta) &- \ frac {\ pi} {2} f_3 (\ theta) \\ h_ {1b} (\ theta) & = &- \ frac {\ pi} {2} f_2 (\ theta) &- \ frac {\ pi} {2} f_3 (\ theta) \ end {tasaa} $$

Kaavio voi auttaa:

polar plot of functions

Tämä näyttää kolmen mahdollisen pariliitoksen vastauksen. $ f_1 $ on punainen, $ f_2 $ on keltainen ja $ f_3 $ on vihreä. $ h_ {1a} $ on syaani ja $ h_ {1b} $ on sininen. Vain positiiviset lohkot näytetään, jotta signaalien napaisuus olisi helpompi nähdä.

0. asteen vastaus, monisuuntainen, on helppo: se on yksinkertaisesti kolmen antennin keskiarvo. Tämä vastaa pystysuoraa antennia kolmion keskiosan keskellä. Tämä tunnistaa signaalin vaiheen, jotta voimme tietää, onko se 1. harmonisen positiivisessa vai negatiivisessa osassa. Ilman sitä mittauksissa olisi 180 asteen suunnan epäselvyys.



Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...