Lustro paraboliczne. Lustra paraboliczne poza osią Lustro paraboliczne co
lustro paraboliczne- paraboliškasis veidrodis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. lustro paraboliczne vok. Parabolspiegel, m. rus. lustro paraboliczne, n pranc. miroir parabolique, m... Radioelektronikos terminų žodynas
lustro paraboliczne- parabolinis veidrodis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. lustro paraboliczne vok. Parabolspiegel, m. rus. lustro paraboliczne, n pranc. miroir parabolique, m … Fizikos terminų žodynas
zwierciadło paraboliczne z centralnym umiejscowieniem promiennika- Osiowosymetryczne zwierciadło paraboliczne, w którym zasilanie znajduje się w jego ognisku F. Przy tej konstrukcji następuje częściowe zacienienie zwierciadła anteny, układu zasilania i jego podpór znajdujących się w głównej wiązce anteny (ryc. C 4). środa... ...
lustro paraboliczne z posuwem offsetowym- Nieosiowosymetryczne zwierciadło paraboliczne (odcinek paraboli) z naświetlaczem umieszczonym poza głównym kierunkiem promieniowania (rys. O 2). Dzięki tej konstrukcji eliminuje się zacienienie powierzchni zwierciadła anteny, a poziom promieniowania zmniejsza się o... ... Przewodnik tłumacza technicznego
lustro paraboliczne (instalacja solarna)- - [A.S. Goldberg. Angielsko-rosyjski słownik energii. 2006] Tematyka sektora energetycznego w ogólności, EN danie... Przewodnik tłumacza technicznego
lustro wielosekcyjne- Składane lustro (zwykle paraboliczne), składające się z dużej liczby sekcji. Służy do tworzenia dużych anten rozmieszczanych w przestrzeni kosmicznej (ryc. M 5). [L.M. Niewdiajew. Technologie telekomunikacyjne. Angielsko-rosyjski słownik objaśniający... ... Przewodnik tłumacza technicznego
Urządzenie do emitowania i odbierania fal radiowych. Antena nadawcza przetwarza energię drgań elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości, skoncentrowaną w wyjściowych obwodach oscylacyjnych nadajnika radiowego, na energię emitowanych fal radiowych. Transformacja... ...
Archeolodzy znaleźli liczne dowody na to, że w czasach prehistorycznych ludzie wykazywali duże zainteresowanie niebem. Największe wrażenie robią budowle megalityczne zbudowane w Europie i na innych kontynentach kilka tysięcy lat temu.… … Encyklopedia Colliera
W poniższej tabeli przedstawiono główne instrumenty astronomiczne wykorzystywane w badaniach krajowych. Skrót Pełna nazwa Producent Układ optyczny Średnica apertury (mm) Ogniskowa (mm) Obserwatoria w ... Wikipedia
- (z łac. Reflecto odwracam się, odbijam) teleskop wyposażony w soczewkę lustrzaną. Radary służą przede wszystkim do fotografowania nieba, badań fotoelektrycznych i spektralnych, rzadziej do obserwacji wizualnych. W… … Wielka encyklopedia radziecka
W praktyce stosuje się głównie cztery typy zwierciadeł parabolicznych (rys. 41).
Pierwszy typ reflektora (ryc. 41, A) jest cylindrem parabolicznym, wzdłuż którego linii ogniskowej znajdują się emitery liniowe. W rezultacie kierunkowość systemu antenowego leży w płaszczyźnie linii ogniskowej (płaszczyzna XOZ) zależy od liczby elementów napromieniających, jak w antenach planarnych.
Kierunkowość tej anteny leży w płaszczyźnie prostopadłej YOZ zależy głównie od wymiarów cylindra parabolicznego w odniesieniu do długości fali.
Tak więc, jeśli wibratory półfalowe z reflektorami zostaną użyte jako naświetlacz cylindra parabolicznego (aby wyeliminować zamieszanie, reflektor na naświetlaczu nazywa się przeciwreflektor), (ryc. 41, a), następnie kąt otwarcia wzoru promieniowania między punktami o połowie wartości mocy w płaszczyźnie YOZ jest równy 51°, a sam wzór promieniowania jest wyrażony krzywą pokazaną na ryc. jedenaście.
Innym rodzajem są anteny z reflektorami w postaci paraboloidów obrotu (ryc. 41,b). Anteny tego typu znajdują zastosowanie w przypadkach, gdy konieczne jest uzyskanie charakterystyki promieniowania „igłowej”, czyli wąskiej, zarówno w płaszczyźnie pionowej, jak i poziomej.
Na ryc. 41c przedstawia antenę o ściętym paraboloidie obrotu, a na ryc. 41 G- paraboloida ograniczona konturem w kształcie elipsy. Ten ostatni typ odbłyśnika nazywany jest czasami paraboloidą „kropli cytryny” ze względu na pewne zewnętrzne podobieństwo do tego ostatniego.
Anteny pokazane na rys. 41v i G, służą do tworzenia wzorów promieniowania wachlarzowego i sektorowego z małym kątem rozwarcia w jednej płaszczyźnie i szerokim otworem w płaszczyźnie prostopadłej do niej.
Do tworzenia schematów wentylatorów stosuje się również segmentowe anteny paraboliczne, których jedną z odmian pokazano na ryc. 42. Antena ta jest cylindrem parabolicznym o małej wysokości, zamkniętym na końcach metalowymi płytkami. Charakterystyka promieniowania segmentowej anteny parabolicznej w płaszczyźnie YOZ podobny do rogu sektorowego. W tym samym samolocie XOZ jest ona znacznie węższa ze względu na to, że w aperturze anteny segmentowo-parabolicznej (w wyniku odbicia od powierzchni parabolicznej) pojawia się fala płaska, natomiast w aperturze anten sektorowych czoło fali jest cylindryczne.
 |
Segmentowe anteny paraboliczne stosowane są zarówno samodzielnie, jak i jako zasilanie parabolicznych anten cylindrycznych.
W odpowiednio zaprojektowanych segmentowych antenach parabolicznych współczynnik wykorzystania powierzchni 7 jest nieco większy niż 0,8.
(PDF, 396 KB)
Ze wszystkich typów reflektorów asferycznych w przyrządach optycznych najczęściej stosowane są zwierciadła paraboliczne. Pozbawione są aberracji sferycznych, dzięki czemu skupiają równoległą wiązkę promieni w jednym punkcie lub rzutują źródło punktowe w nieskończoność.
Wiele układów optycznych nie wymaga stosowania apertury osiowo-symetrycznej. Ponadto w przypadku niektórych urządzeń niedopuszczalne jest zasłanianie ścieżki promienia przez środkową część lustra. Zastosowanie w takich układach luster pozaosiowych zamiast osiowosymetrycznych ma niewątpliwe zalety.
Pozaosiowe zwierciadła paraboliczne są używane głównie w następujących zastosowaniach:
- systemy modelowania obiektów;
- kolimatory;
- systemy pomiarowe i inne przyrządy kontroli optycznej;
- układy spektroskopowe i układy z osłabionym całkowitym odbiciem wewnętrznym (ATR, MATIR);
- radiometry;
- ekspandery wiązek;
- systemy pomiaru rozbieżności wiązek laserowych.
Główne zalety pozaosiowych luster parabolicznych
Zastosowanie urządzeń z optyką pozaosiową pozwala osiągnąć następujące korzyści:
- zmniejszyć rozmiar systemu;
- zmniejszyć wagę systemu;
- używaj lusterek zarówno w kształcie klina, jak i o równej grubości;
- obniżyć koszty systemu.
Podstawowe parametry pozaosiowego zwierciadła parabolicznego
Obecnie nie ma ujednoliconej notacji określającej pozaosiowe zwierciadła paraboliczne. Różni producenci stosują różną terminologię do opisania tych samych parametrów produktu. Dla Twojej wygody udostępniamy schematyczny szkic paraboli pozaosiowej z używanymi przez nas symbolami.
Ryż. 1. Schemat pozaosiowego zwierciadła parabolicznego.
Wyjaśnienia
Rzeczywista ogniskowa (PFL) jest ogniskową prawdziwej paraboli. Kształt powierzchni paraboli definiuje się jako Z=R^2/4*PFL, gdzie R jest promieniową odległością od wierzchołka paraboli, a Z jest odchyleniem strzałkowym powierzchni.
Skośna ogniskowa (SFL) jest odległością między geometrycznym środkiem pozaosiowego zwierciadła parabolicznego a ogniskiem paraboli. Wartość ta jest obliczana na podstawie prawdziwej ogniskowej i odwrotnie, PFL można obliczyć na podstawie wartości SFL
Oś optyczna pozaosiowego zwierciadła parabolicznego jest linią równoległą do osi optycznej prawdziwej paraboli i przechodzącą przez geometryczny środek powierzchni optycznej pozaosiowego zwierciadła parabolicznego
Promień strefowy (ZR) jest odległością między osią optyczną prawdziwej paraboli a osią optyczną pozaosiowego zwierciadła parabolicznego.
Odległość poza osią (OAD) jest odległością między osią optyczną prawdziwej paraboli a wewnętrzną krawędzią pozaosiowego zwierciadła parabolicznego. Wartość ta jest obliczana na podstawie wartości promienia strefowego i odwrotnie, wartość ZR można obliczyć na podstawie wartości OAD.
Do paraboli pozaosiowej można przymocować zwierciadło płaszczyzny wyrównującej. Mocuje się go prostopadle do osi optycznej prawdziwej paraboli i odpowiednio do osi optycznej pozaosiowego zwierciadła parabolicznego. Jego obecność upraszcza procedurę regulacji pozaosiowego zwierciadła parabolicznego jako części układu optycznego.
Specyfikacja pozaosiowego zwierciadła parabolicznego obejmuje 5 głównych parametrów:
- PFL (lub SFL) - rzeczywista (lub skośna) ogniskowa;
- ZR (lub OAD) - promień strefowy (lub odległość poza osią);
- CA - średnica światła;
- SA - dokładność powierzchni lustra;
- SQ - klasa czystości powierzchni.
- preferowana średnica i grubość - domyślnie przyjmujemy średnicę i grubość = 1/8 średnicy;
- preferowany materiał - domyślnie oferujemy szkło optyczne
- LK-7 (rosyjski odpowiednik Pyrexu);
- rodzaj powłoki - domyślnie oferowane jest aluminium z zabezpieczeniem.
- materiał standardowy - LK-7 (analogicznie do Pyrexu); na zamówienie istnieje możliwość zastosowania innych materiałów np. Supermax33 (SHOTT), astrositall (analogicznie do Zerodur), szkło kwarcowe lub szkło K8 (analogicznie do BK7);
- standardowa dokładność obróbki powierzchni wynosi: błąd pełnego wahania (PV) - λ/8 przy 633 nm, odchylenie średniokwadratowe (RMS) - λ/40. Na zamówienie wykonujemy powierzchnie o większej precyzji;
- standardowa powłoka: zabezpieczone Al; na zamówienie wykonujemy inne rodzaje powłok metali: srebrne lub złote, a także powłoki dielektryczne;
- Kąt odchylenia od osi wynosi do 45 stopni. Typowa wartość to 5-30 stopni;
- ogniskowa - od 150 mm do 12 metrów. Typowa wartość to 0,5-2 metry;
- średnica światła - do 640 mm. Typowa wartość to 100-400 mm.
Dokumentacja
Do każdego produktu dołączony jest certyfikat wskazujący wyniki badań dokładności powierzchni lustra SA, wykończenia powierzchni SQ, pomiarów ogniskowych (rzeczywistej PFL i skośnej SFL) oraz parametru pozaosiowego (promień strefowy ZR lub odległość pozaosiowa OAD – przy na życzenie klienta), a także wymiary geometryczne.
Do certyfikatu dołączony jest: interferogram powierzchni, obliczony profil błędów powierzchni oraz widmo odbicia powłoki. Poniżej znajduje się typowy interferogram powierzchni, profil błędów powierzchni i widmo powłoki (Al+SiO) dla zwierciadła o średnicy światła 8 cali (204 mm), promieniu strefowym 7 cali (179,6 mm) i ogniskowej 40 cali (1016 mm).
Ryż. 2. Typowy interferogram pozaosiowego zwierciadła parabolicznego.
Ryż. 3. Rekonstrukcja profilu błędu powierzchni.
Analiza czoła fali
Jednostki odkształcenia: mikrony
Długość fali, mikrony: 0,633
Powierzchnia nośna: kula
Nierozliczone aberracje:
Forma rozkładu strefowego: wielomiany Zernike'a
Regularne opcje błędów
D = -0,000 Lx = 0,000 Ly = -0,000 C = 0,000 RMS(W) = 0,009
A = 0,013 FIA = 41,300 PV = 0,025 RMS(W-A) = 0,007 FA = 0,361
B0 = 0,007 PV = 0,011 RMS(W-Z) = 0,008 FZ = 0,137
B2 = -0,043
B4 = 0,043
C = 0,020 FIC = 5,327 PV = 0,013 RMS(W-C) = 0,008 FC = 0,074
Lokalne błędy
|
||||||||||||||||||||||||
Gdzie: D, Lx, Ly i C - strzałka, przechyły osiowe i przesunięcie powierzchni nośnej;
A, FIA - wielkość i kąt astygmatyzmu;
C, FIC - wielkość i kąt obrotu komy;
RMS(W) - odchylenie standardowe czoła fali;
RMS(W-A), RMS(W-C) - odchylenia standardowe czoła fali minus,
odpowiednio astygmatyzm i koma;
FA i FC są statystycznymi szacunkami udziału, odpowiednio, astygmatyzmu i komy w całkowitym błędzie czoła fali;
B0, B2, B4 – strefowe współczynniki błędu (osiowosymetryczne wielomiany Zernike’a);
STRL, STRH - dolna i górna granica liczby Strehla;
PV to wielkość błędu czoła fali.
Ryż. 4. Typowe widmo odbicia dla powłoki z zabezpieczonym aluminium (Al + SiO).
Krótki opis i główne zalety naszych technologii
W produkcji wykorzystywana jest technologia opracowana w celu dostarczania dużych ilości tanich pozaosiowych zwierciadeł parabolicznych, a następnie wykorzystywania ich na potrzeby przemysłu obronnego. Tradycyjnie pozaosiowe zwierciadła paraboliczne są wytwarzane przez polerowanie i cięcie dużych osiowosymetrycznych zwierciadeł parabolicznych. Ta metoda wymaga nieuzasadnionych kosztów, zwłaszcza jeśli chcesz wykonać tylko 1-2 lustra. Ponadto w tym przypadku nałożone są ścisłe ograniczenia na kombinację ostrości, średnicy i odległości poza osią. Inną tradycyjną metodą produkcji jest toczenie diamentowe. Jej głównymi wadami są ograniczony zakres materiałów podłoża (obrabiane są wyłącznie metale), a także niska czystość i dokładność powierzchni.
Zamiast powyższych metod wytwarzania pozaosiowych zwierciadeł parabolicznych, wprowadzamy udoskonaloną, sterowaną komputerowo technologię polerowania i lokalnego retuszu błędów powierzchni. Łączy w sobie zalety konwencjonalnego polerowania (gładka powierzchnia i możliwość wykorzystania zwykłego szkła jako materiału podłoża) i toczenia diamentowego (możliwość wytwarzania luster bez polerowania pełnej paraboli). Obróbka powierzchni optycznej odbywa się w kilku etapach (iteracjach). Po każdej iteracji wykonywany jest interferometryczny pomiar kształtu powierzchni, który pozwala na dokładne określenie charakteru i lokalizacji istniejących błędów na powierzchni pozaosiowego zwierciadła parabolicznego. Informacje z interferometru są następnie przesyłane do komputerowego sterownika maszyny polerskiej. Oblicza optymalną trajektorię i prędkość obrotową/ruchu kompaktowej głowicy polerskiej do retuszowania poszczególnych obszarów powierzchni. Zwykle wykonuje się około 10 cykli pomiarów interferometrycznych, po których następuje retusz. Oczywiście złożone zwierciadła wymagają znacznie większej liczby cykli.
Dzięki naszej unikalnej technologii produkcji nasza firma może zaoferować Państwu precyzyjne komponenty optyczne w bardzo konkurencyjnych cenach.
Ramy mechaniczne i uchwyty do lusterek pozaosiowych
W zestawie z lusterkami znajduje się szereg precyzyjnych uchwytów i ramek, które umożliwiają bezpieczne i dokładne umieszczenie optyki w działającym obwodzie lub urządzeniu. Wszystkie uchwyty są dostępne w wersji mechanicznej i silnikowej. W zależności od wymagań klienta możemy zaproponować bardziej precyzyjne mechanizmy oraz śruby i mechanizmy blokujące. Na życzenie montaż i regulacja lustra w ramie, przeprowadzana jest kontrola dokładności powierzchni bez i w niej. W zależności od wielkości elementu optycznego dostępne są różne rodzaje oprawek. Każdy typ ramki i uchwytu dostępny jest także w wersji przystosowanej do pracy w próżni.
Do luster o średnicach od 50 do 152 mm W ofercie posiadamy ramki z możliwością ruchu w płaszczyźnie poziomej i pionowej.
Uchwyty wykonane są ze stali lub stopów aluminium i posiadają kilka otworów M6 do montażu na stole optycznym. Wkładki teflonowe oraz śruba mocująca zapobiegają uszkodzeniom optyki podczas montażu i użytkowania.
Wygodnie umieszczone uchwyty śrubowe umożliwiają obrót lustra w płaszczyźnie pionowej i poziomej. Zakres obrotu ±1,5°, czułość 0,5 sekundy łukowej. System mocowania na szynie bezpiecznie utrzymuje element optyczny, a także umożliwia regulację wysokości osi optycznej.
Do optyki o średnicy od 250 mm do 500 mm Oferowana jest modyfikacja uchwytu umożliwiająca zamocowanie luster o wadze do 30 kg.
Zakres obrotu w pionie wynosi ±1,52°, w poziomie - ±1,55°. Czułość ruchów wynosi 1,5 sekundy łukowej.
Do dużych luster o średnicy powyżej 500 mm Opracowano specjalny uchwyt obrotowy.
Po zwolnieniu śrub blokujących rama może obrócić lustro o 360 stopni zarówno wokół osi poziomej, jak i pionowej. Gramofon posiada precyzyjną skalę, która znacznie ułatwia zgrubne pozycjonowanie. Aby zapewnić dokładniejszą regulację, dostępne są precyzyjne śruby o zakresie obrotu ± 4° i rozdzielczości do 3 sekund łukowych w obu płaszczyznach. System mocowania zapewnia odciążenie zwierciadła i nie wprowadza zniekształceń do czoła fali odbitej. Ramkę tę można zastosować również do wielkogabarytowych elementów astrooptycznych oraz optyki laserowej dużej mocy o średnicy do 1000 mm.
W razie potrzeby oferowane pozycjonery i ramy można modyfikować zgodnie z Państwa wymaganiami.
Aby otrzymać wycenę prosimy o wypełnienie formularza zapytania i wskazanie interesujących Państwa pozycji.
Wstępne dane do projektu i wymagania dotyczące jego treści
Specyfikacje projektowe wskazują następujące właściwości anteny:
Długość fali roboczej λ.
Szerokość głównego listka charakterystyki promieniowania anteny przy połowie mocy wynosi 2θ0,5.
Rodzaj naświetlacza i jego główne parametry.
Należy zdefiniować:
wymiary i charakterystyka promieniowania nadawy;
poziom koordynacji podajnika z linią zasilającą;
parametry geometryczne reflektora parabolicznego;
charakterystyka i zysk promieniowania anteny;
tolerancje techniczne wykonania odbłyśnika i przemieszczenie naświetlacza od ogniska.
W niektórych przypadkach projekt anteny musi uwzględniać środki eliminujące wpływ fali odbitej od reflektora na zasilanie oraz obliczenia lekkiej konstrukcji reflektora.
Wstępne dane do projektu kursu:
Długość fali roboczej λ=3,5 [cm]
Szerokość głównego listka charakterystyki promieniowania anteny 2ΔθE=
Rodzaj naświetlacza jest szczelinowy.
Typ linii zasilającej – falowód.
Wstęp.
3.1 Uwagi wstępne.
Głównymi elementami anteny parabolicznej są metalowy odbłyśnik (reflektor) w kształcie jednej z powierzchni parabolicznych (paraboloida obrotowa, walec paraboliczny itp.), zasilacz umieszczony w ognisku takiej powierzchni oraz podajnik zasilający podajnik. Zastosowanie powierzchni parabolicznych tłumaczy się tym, że ze względu na swoje właściwości geometryczne tworzą one w aperturze reflektora pole zgodne w fazie.
Ponieważ ogniskowa dowolnej powierzchni parabolicznej jest jej parametrem geometrycznym, a jej wybór z reguły nie jest związany z długością fali roboczej, pole w aperturze anteny pozostaje w fazie niezależnie od długości fali. Dlatego antena paraboliczna należy do anten szerokopasmowych. W praktyce jego zasięg jest ograniczony wymaganiami dotyczącymi stopnia koordynacji zasilania z zasilaczem oraz granicami dopuszczalnej szerokości listka głównego charakterystyki promieniowania anteny, która zmienia się wprost proporcjonalnie do długości fali.
3.2 Zasilanie anten parabolicznych.
Jako źródła zasilania lustrzanego, wykonane w postaci paraboloidów obrotu, stosuje się anteny słabo kierunkowe, które promieniują w kierunku lustra. Środek fazowy zasilania jest wyrównany z ogniskiem lustra. Główny strumień emitera musi być skoncentrowany na powierzchni napromieniowanego zwierciadła, tak aby natężenie pola na krawędziach zwierciadła wynosiło ≈0,3 wartości maksymalnej (na osi paraboloidy). Dodatkowo naświetlacz musi wykazywać niewielki „efekt cienia” i musi być dobrze skoordynowany z zasilającym go podajnikiem. Współczynnik fali bieżącej w zasilaczu nie powinien być mniejszy niż 0,8 w zakresie częstotliwości pracy. Należy także zadbać o odpowiednią sztywność konstrukcji naświetlacza i zabezpieczyć go przed działaniem czynników atmosferycznych.
4.Obliczenie wymiarów i charakterystyki promieniowania naświetlacza szczelinowego.
Zasilanie szczelinowe (zasilanie Cutlera) to falowód prostokątny w kształcie litery T (ryc. 4.1), zamknięty na końcach i posiadający dwie szczeliny w szerokiej ścianie na skrzydłach, zwrócone w stronę paraboloidy i usytuowane symetrycznie względem falowodu zasilającego. Aby uszczelnić, pęknięcia zamyka się płytkami styropianowymi lub mikowymi.
Rys. 4.1 Posuw szczelinowy falowodu (posuw noża).
Takie naświetlacze stosuje się w krótkofalowej części zakresu centymetrowego λ = (2 – 5) cm, gdzie konstrukcja jest zwarta, a powstający efekt cienia jest nieznaczny. Front fazowy tworzony przez taki naświetlacz jest zbliżony do kulistego.
Przyjmuje się, że szerokość szczeliny wynosi:
(0,1 – 0,2) λ=0,35 cm
Długość rezonansową szczeliny, biorąc pod uwagę efekt skracania, wybiera się jako równą:
l 1 = 0,47 λ = 1,645 cm.
Odległość krótszego końca falowodu od osi szczeliny powinna być równa:
t= Λ/2=2,395 cm,
gdzie Λ jest długością fali w falowodzie, wyznaczaną ze wzoru:
W tym przypadku szczelina pojawia się na przeciwwęźle fali prądu stojącego, co zapewnia maksymalne natężenie promieniowania.
Aby dopasować rezystancję wejściową szczeliny do impedancji charakterystycznej falowodu, musi być spełniony warunek:
Z czego, biorąc pod uwagę rozmiar szerokiej ściany falowodu a=0,72λ=2,52 cm określa się wymagany rozmiar wąskiej ściany b1=0,36∙λ=1,02 cm.
Odległość między szczelinami jest równa:
d=Λ/2=2,395 cm.
W tym przypadku szerokość głównego listka wzoru zasilania w płaszczyznach E i H jest w przybliżeniu taka sama (płaszczyzna E jest równoległa do wąskich ścianek falowodu zasilającego). Środek fazowy promieniowania znajduje się pośrodku pomiędzy szczelinami w płaszczyźnie symetrii zasilania. Jest to połączone z ogniskiem reflektora.
Charakterystyka promieniowania nadawy w płaszczyznach E i H obliczana jest za pomocą wzorów:
Gdzie θ i ϕ są kątami mierzonymi w płaszczyznach E i H od kierunku do szczytu reflektora parabolicznego.
Promieniowanie wsteczne naświetlacza szczelinowego można pominąć i rozpatrywać wykresy w zakresie zmiany kąta -90°<θ,ϕ<90°.
Wymiary falowodu prostokątnego zasilającego oszacowano według warunku trybu jednofalowego dla fali H 10:
a≈0,72λ=2,52 cm,
b≈0,36λ=1,26 cm
I wybierz standardowy falowód.
Aby lepiej dopasować i zmniejszyć wpływ powierzchni zewnętrznych falowodu zasilającego na pole zasilające, falowód zasilający zwęża się w pobliżu zasilania wzdłuż wąskiej ścianki do wymiaru b≤0,3a≤0,735 cm na długości rzędu Λ.
Aby móc regulować reaktywność wejściową posuwu, przewidziano śrubę regulacyjną, która jest umieszczona pośrodku odgałęzienia w kształcie litery T.
| Oznaczenie typu | Zasięg, GHz | A, mm | B, mm | Częstotliwość, GHz | Tłumienie, dB/m | ||||
| z | Zanim | ||||||||
| P100 | 8,20 | 12,50 | 22,9 | 10,2 | 9,84 | 0,11000 | |||
Rys. 4.2 Wykres kierunkowy posuwu w płaszczyznach E i H w biegunowym układzie współrzędnych.
Rys. 4.3 Charakterystyka promieniowania zasilania w płaszczyznach E i H
Kąt 2θ 0 definiuje się jako kąt otwarcia wzoru zasilania na poziomie 0,3 od maksimum pola i należy go wyznaczać z węższego wzoru, w tym przypadku w płaszczyźnie E:
5. Obliczanie głównych charakterystyk anteny parabolicznej.
W większości przypadków anteny lustrzane są obliczane metodami przybliżonymi. W tym przypadku charakterystyki anten rzeczywistych będą nieznacznie różnić się od obliczonych ze względu na różnice w charakterystykach promieniowania zasilania rzeczywistego i idealnego, efekt cienia zasilania, niedokładność wykonania anteny itp. Aby uzyskać wystarczająco wysoką wydajność zaprojektowanego antenę należy podjąć specjalne środki, na przykład: listki boczne schematu kierunkowość naświetlacza musi leżeć poza obszarem oświetlenia lustra; ogniskowa musi być dostosowana tak, aby fazować promieniowanie powrotne zasilania z polem anteny; konieczne jest nałożenie pewnych warunków na dokładność wykonania anteny itp. Biorąc pod uwagę te uwagi, opracujemy następującą procedurę obliczania anteny z reflektorem w postaci paraboloidy obrotowej.
1 . Aby określić wymiary geometryczne parabolicznej anteny zwierciadlanej (rysunek 5.1), obliczamy stosunek promienia otwarcia paraboloidy R0 do ogniskowej f ze wzoru:
gdzie θ0 jest kątem rozwarcia paraboloidy, zdefiniowanym jako kąt rozwarcia wzoru zasilania na poziomie 0,3 od maksimum pola w kierunku wierzchołka paraboloidy, co odpowiada mocy 0,1. Aby naświetlanie reflektora parabolicznego było bardziej równomierne, kąt 2θ0 wyznaczany jest przez węższy rozstaw naświetlacza (w płaszczyźnie E). Z charakterystyki promieniowania zasilania otrzymujemy 2θ0 =108°.
Rysunek 5.1 Podstawowe parametry geometryczne anteny parabolicznej. 
Znaleziony stosunek odpowiada wartościom współczynników K E = 1,17 i K H = 1,08.
2. Zgodnie z podaną szerokością listka głównego charakterystyki promieniowania całej anteny w płaszczyźnie E, 2∆θE=2,8 0 =0,0489 rad. i korzystając z otrzymanych z tabeli K E =1,17 i K H =1,08 wyznaczamy promień otwarcia paraboloidy R 0 z zależności:
3. Korzystając ze znalezionych wartości R0 i θ0, obliczana jest ogniskowa f.
Należy doprecyzować wartość ogniskowej, jeżeli w kierunku listka tylnego układu zasilania pole jest przeciwfazowe w stosunku do pola listka głównego (róg, zasilanie szczelinowe), ogniskowa musi spełniać zależność:
f=n*λ/2, n=1,2,3…
W efekcie przy n=23 otrzymujemy wyrafinowaną ogniskową:
f=40,25cm.
Dla uzyskanych wartości R 0 i f profil reflektora parabolicznego oblicza się z zależności geometrycznej:
y2 =4fx
i głębokość lustra = 10,9 cm.
4. Aby obliczyć funkcje kierunkowości, najpierw oblicza się rozkład amplitudy pola w aperturze anteny (aperturze).
Aby uprościć obliczenia charakterystyki anteny, prawdziwy rozkład pola amplitudy jest aproksymowany przez jakąś funkcję, na przykład szereg potęgowy, który uwzględnia trzy składniki:
Gdzie jest znormalizowana odległość dowolnego punktu otwarcia od jego środka: 0≤ρ_H≤1; - współczynniki stałe.
Wyznaczanie współczynników:
Najpierw obliczmy pięść rzeczywistego rozkładu amplitudy (ρ Н), powiązaną ze znormalizowaną funkcją kierunkowości zasilania F(θ) za pomocą zależności:
gdzie ρH = 
Zmieniając ρ Н z 0 na 1 z krokiem 0,1, znajdź odpowiednie wartości θ, oblicz F(θ) korzystając ze wzorów lub wykresów ze schematu naświetlacza, pomnóż przez odpowiednie wartości współczynnika (1+ cosθ)/2, sporządź tabelę zależności pięści(ρ Н) i wykreśl tę funkcję.
Ryc. 5.2 Rzeczywisty rozkład amplitudy f źródło (ρ N).
Następnie należy wymagać, aby pięść(ρ H) i fappr(ρ H) pokrywały się w dwóch punktach, np. przy ρ H =0,5 i ρ H =1 z tabeli obliczeń pięści(ρ H) znajdujemy wartości pięść(0,5)=Δ1, pięść(1)= Δ2 i wymagają spełnienia dwóch równości:
,
w moim przypadku Δ1=0,94 i Δ2=0,8 to:
z rozwiązania tego układu znajdujemy dwa nieznane współczynniki a2 i a4, podstawiamy je do wyrażeń fappr(ρH)=1+a2 ρ2H+a4 ρ4H, obliczamy tę funkcję aproksymującą przy ρH zmieniającym się od 0 do 1 z krokiem 0,1 i wykreśl funkcję aproksymującą pięść(ρH ).
a2 = - 3,18, a4 = 2,98:
fapr(ρ H)= 1–3,18 ρ2 H +2,98 ρ4 H
Rysunek 5.3 Funkcja aproksymująca fappr(ρ H).
5. Znając rozkład pola w aperturze, oblicza się charakterystykę promieniowania anteny.
Dla rozkładu amplitudy pola w aperturze anteny w postaci trójmianu mocy fappr(ρ H), funkcja kierunkowości ma postać:
gdzie u=kR 0 sinθ, k=2π/2, Λ i (u) – lambda – funkcja i-tego rzędu.
f(θ)=(1-3,18+2,98) Λ 1 (u)-((-3,18)/2+2,89) Λ 2 (u)+(2,89)/3 Λ 3(u).
Obliczenie f(θ) przeprowadza się zmieniając θ o 0,5 ÷ 1 i oblicza się listek główny i dwa listki boczne (w tym przypadku f(θ) zmienia znak dwukrotnie).
| Θ0 | U | F(θ) | ||||||||||||
| 0,403 | ||||||||||||||
| 0.5 | 0,654 | 0,957 | 0,979 | 0,977 | 0,375 | 0,930 | ||||||||
| 1,316 | 0,831 | 0,866 | 0,898 | 0,353 | 0,875 | |||||||||
| 1.5 | 1,955 | 0,648 | 0,759 | 0,794 | 0,252 | 0,625 | ||||||||
| 2,632 | 0,377 | 0,543 | 0,642 | 0,170 | 0,422 | |||||||||
| 2.5 | 3,309 | 0,337 | 0,351 | 0,479 | 0,258 | 0,310 | ||||||||
| 3,910 | 0,137 | 0,240 | 0,344 | 0,118 | 0,230 | |||||||||
| 3.5 | 4,585 | -0,108 | 0,108 | 0,224 | -0,014 | -0,034 | ||||||||
| 5,261 | -0,132 | -0,064 | 0,112 | 0,095 | 0,235 | |||||||||
| 4.5 | 5,936 | -0,105 | -0,051 | 0,034 | 0,021 | -0,052 | ||||||||
| 6,611 | -0,032 | -0,057 | -0,011 | 0,043 | 0,106 | |||||||||
| 5,5 | 7,210 | 0,010 | -0,043 | -0,027 | 0,041 | 0,102 | ||||||||
| 7,883 | 0,051 | -0,021 | -0,029 | 0,041 | 0,102 | |||||||||
| 6,5 | 8,556 | 0,064 | 0,002 | -0,020 | 0,034 | 0,084 | ||||||||
| 9,229 | 0,047 | 0,017 | -0,008 | 0,053 | 0,131 | |||||||||
| 7,5 | 9,863 | 0,018 | 0,029 | 0,0004 | -0,026 | -0,064 | ||||||||
| 10,05 | ||||||||||||||
Rysunek 2.7 Charakterystyka promieniowania anteny FA (θ).
Z wykresu można ustalić, że szerokość listka głównego na poziomie 0,7 od maksimum wynosi: 0,02 radianów, czyli 1,35 stopnia, co jest w przybliżeniu równe określonej wartości szerokości wiązki wzoru kierunkowego (2,8 stopnief). Poziom pierwszego listka bocznego wynosi: 0,129. Poziom drugiego listka bocznego wynosi: 0,061.
Obliczmy zysk anteny:
Gdzie S=πR 0 2 – powierzchnia otwarcia paraboloidy,
η – sprawność anteny równa: 0,8,
ν – współczynnik wykorzystania powierzchni otwarcia paraboloidy obrotowej równy: 0,8.
Obliczenia konstrukcji lekkiego zwierciadła parabolicznego.
Aby zmniejszyć ciężar anteny i zmniejszyć napór wiatru na zwierciadło paraboliczne, nie jest ona lita, ale z oddzielnych drutów lub płytek lub perforowana (rysunek 6.1).
Rysunek 6.1 Projekty lekkich powierzchni odblaskowych:
a – przewody równoległe; b i c – płyty równoległe;
d – blacha perforowana.
Podczas wytwarzania powierzchni odblaskowej z blach lub drutów cylindrycznych muszą być spełnione następujące warunki:
a) wektor E fali elektromagnetycznej musi być równoległy do elementów układu (płytek lub drutów);
b) odległość między drutami lub płytkami nie powinna być większa
cm.
Powierzchnia perforowana to powierzchnia blachy z okrągłymi lub owalnymi otworami. Rozmiar otworu równoległego do wektora E musi być mniejszy niż . Odległość pomiędzy środkami otworów należy dobrać w granicach .
Przy doborze parametrów reflektora o lekkiej konstrukcji należy kierować się następującym warunkiem: współczynnik przepuszczalności T, zdefiniowany jako stosunek mocy fali przechodzącej za zwierciadłem do mocy fali padającej na zwierciadło, nie powinien przekroczyć T dodać = 0,01. Dla paraboloidy obrotowej z powierzchniami kratowymi lub perforowanymi mamy:
ρ =0,1 cm, oddalone od siebie o S=0,5cm.Powiązana informacja.
Cześć wszystkim! Witalij Sołowiej jest z wami. Dzisiaj mój artykuł będzie dotyczył zwierciadeł parabolicznych i ogólnie energii słonecznej. Kilka lat temu w Internecie w USA natknąłem się na wyjątkowe jak na tamte czasy urządzenie - zwierciadło paraboliczne, zwane także koncentratorem bezpośredniego światła słonecznego. Wizualnie przypomina antenę satelitarną z lustrzaną powierzchnią w środku.
Zasada działania tej płyty jest taka, że gdy światło słoneczne pada na powierzchnię lustra, promienie odbijają się i kumulują w jednym punkcie. Dzieje się tak dzięki parabolicznemu kształtowi płytki, a wiązka światła odbija się dokładnie pod tym samym kątem, pod jakim uderzyła w powierzchnię lustra.
Przy prawidłowej konstrukcji tzw. zwierciadła wypukłego temperatura w miejscu gromadzenia się promieni może osiągnąć 2000 stopni Celsjusza.
Oto film, który to potwierdza:
Powierzchnia zwierciadła parabolicznego może być lita, to znaczy bez szwów, lub wykonana z kawałków luster lub folii odblaskowej. Na powyższym filmie lustro składa się z 5800 pojedynczych małych lusterek. Trudność polega jednak na tym, aby umieścić je wszystkie we właściwym miejscu. Umieść wszystkie mini lusterka 5800 pod odpowiednim kątem.
Powierzchnię można również pokryć kawałkami srebrnej folii odblaskowej, co również nie jest dobre, ponieważ ze względu na liczne szwy promienie słoneczne będą nieco rozproszone, a efekt będzie znacznie słabszy.
Rozwiązaniem w tej sytuacji może być wykonanie samej wypukłej płytki z kilku podłużnych części, na które równomiernie naklejona jest folia odblaskowa.
W takim przypadku promienie odbite pod najbardziej właściwym kątem zostaną skupione w punkcie akumulacji. Ale najskuteczniejszą metodą produkcji jest nadal lustro ze szkła naturalnego o kształcie parabolicznym, którego użycie w życiu codziennym będzie oczywiście dużo kosztować.
Najprostszą i najskuteczniejszą opcją, jaką znalazłem, jest metoda próżniowego formowania zwierciadła parabolicznego.
Podczas klejenia lepiej jest rozłożyć folię lustrzaną stroną na blacie, przykryć przyklejonym naczyniem i lekko docisnąć.
- Teraz, aby nadać filmowi paraboliczny kształt, należy wypompować powietrze z powstałego naczynia. Aby to zrobić, wywierć otwór w dowolnej części plastikowego pojemnika i włóż tam szpulę rowerową.
Ważny! Szpulę należy zamontować tylną stroną na zewnątrz, ponieważ będziemy wypompowywać powietrze, a nie wtłaczać je do wnętrza naczynia.
A tak powinno być idealnie: 
Na razie tyle, w kolejnych artykułach opowiem o innych, równie ważnych zastosowaniach zwierciadła parabolicznego. I na koniec filmik jak rozpalić ogień za pomocą papieru toaletowego i łyżki stołowej:
Artykuły na ten temat
