Диэлектрический облучатель или же Резонатор?!

[mitrij]

Анализируя поведение разных по электрическим параметрам, диэлектриков в волноводах конвертеров диапазона С...
Для их последующей установки на офсетную антенну... Задался целью ПОНЯТЬ, почему же практически ОДИНАКОВО работают РАЗНЫЕ диэлектрики (полиэтилен; полипропилен; фторопласт-4; полиэтилентерефталат; капрон)...
но с разными размерами своего конструктива!  И только размера!  Тип ОБЛУЧАТЕЛЯ (или же чего?!) при этом был одинаков:
- рулонно-ленточный.

Стал "рыть" в Интернете разные научные труды... И скачал парочку ВЕСЬМА интересных файлов!
Оказывается... Что Диэлектричекие Резонаторы (ДР) весьма плотно исследовались еще в 70-е...80-е годы 20-го века.
И есть несколько десятков трудов (как теоретических, так и научно-практических) показывающих принцип их работы...
способы расчета (для инженерного персонала) и даже выпускаемую в те времена продукцию этого направления!

Особенное внимание я уделил разделу "волноводные диэлектрические резонаторы".  И если обобщить всё там изложенное,
то волей-НЕ-волей.... сам-собой.... напрашивается вывод: "всё, что мы достаточно долгое время считали ОБЛУЧАТЕЛЯМИ...
является ВДР (волноводными диэлектрическими резонаторами)"!

Если в этом форуме есть энтузиасты проштудИровать это направление в СВЧ-технике... Милости прошу, - к обсуждению!
Но!  Прошу!  Делайте это мотивированно. Я ниже приведу ЧАСТЬ выкладок по этой теме... Кое-что сохраню для "засланных казачкоФФ"... потому как ТАКОВЫЕ обязательно найдутся!  Есть такие....   И если состоится ПРЕДМЕТНЫЙ (без технического,
изощрённого флуда) разговор-обсуждение, то я буду только рад!
Как известно... в спОре рождается истина!  Сейчас я предлагаю к рассмотрению МАТЕРИАЛ!




















Понимаю, что много... Но чтобы ОПРОВЕРГНУТЬ устоявшееся понятие в области спутникового приёма, необходимо приложить значительные усилия!  Хотя... Четырёх-пяти выдержек было бы достаточно для того, кто может себе предстАвить себе принцип работы ВДР!

А кое-кто, используя знания по этой технологии (без них у него бы это НИКАК не вышло!)... ВЫВЕРНУЛ её так, что потом запатентовал "способ....".  И стал "клепать" изделия на продажу с ГОРДОСТЬЮ, что изобрёл... Диэлектрический ОБЛУЧАТЕЛЬ!
А между тем, это изделие таковым НЕ является...  Оно - Резонатор.  Отсюда и "прибавки"...
==============================
З.Ы.  Беру свои слова по поводу "проработанных" мной облучателей Резонаторов для диапазона С... НАЗАД!
Каюсь!  Не знАл!  Впредь буду осторожнее....  

[mitrij]

Вижу... постАвил в тупик! Между тем моё мнение по ДАННОМУ вопросу таково, что НАС (всех) достаточно долгое время вводили в заблуждение. Существенно упрощая вопросы ПРИНЦИПОВ построения приёмных систем спутниковых сигналов...
И "вбрАсывая" (преднамеренно) своё вИдение назначения и принципов работы того или иного изделия.

К примеру: то, что мы все до недавнего времени считали (а большинство продолжает ТАК считать и дальше!)
ШТАТНЫМ ДЕПОЛЯРИЗАТОРОМ в конверторе диапазона С (текстолИтовая пластина)... ТОЖЕ является РЕЗОНАТОРОМ.

В приводИмых мной цитатах ДОСТАТОЧНО серьёзного труда рассматриваются резонаторы СЛОЖНОЙ формы:
- КРЕСТОобразные;
- Т-образные.
И описываются (математически) приницпы их работы и достигаемые результаты (практически).
Их работа ОПЯТЬ-таки основана на РЕЗОНАНСЕ электромагнитного поля самого волновода и наведённого электромагнитного поля на поверхностях этой сАмой пластине!  Так называемая СУПЕРПОЗИЦИЯ полей.
То есть и ДЕПОЛЯРИЗАТОР из пластика (по-простОму напишу!)... то есть БЕЗ металлических "включений", - это РЕЗОНАТОР!
А отсюда и ЗАВИСИМОСТЬ качества его рабОты от степени его заглубления в стенках волновода конвертора...
От конструктИва самого волновода конвертора (толщина стЕнок и его "конусность")...
От размеров этой сАмой пластины (толщина; длина).
И затруднИтельность организации РОВНОЙ амплитудно-частотной характеристики! То "низы" - СУПЕР..., то "верхА"..., то "середИнка"!  Потому как собственный резонанс у материала ОДИН (резонансная частота диэлектрика), а всё что ВЫШЕ-НИЖЕ, - СУПЕРПОЗИЦИОНИРУЕТСЯ... хуже!  Потому и ввОдятся металлические элементы.... (штыревые системы; металло-диэлектрические пластины)... чтобы СКОРРЕКТИРОВАТЬ амплитудно-частотную характеристику (в итоге)!

[vovas1]

 mitrij, с волноводнодиэлектрическими резонаторами вы почти попали в цель, осталось копнуть тему фильтров СВЧ немного глубже и откроются еще кое-какие довольно интересные подробности о диэлектриках в волноводе.

[mitrij]

На "сатклубе" в марафонской теме про "грубияно"... Я постАвил Ж-Ы-Ы-Ы-Р-НУЮ точку!  РазрУшив последний бастион Мытищенского "гуру"!   И полосно-пропускающий фильтр на основе комбинированного диэлектрического резонатора (проработка Ю.М. Безбородова ещё при СССР), - ТОМУ подтверждение!
===
Каков плУт! Взял ППФ на основе двух разных по проницаемости диэлектрика... Один - как стержень, второй - как трубка!
ПатентанУл... способ "смещения"!  А про него (этот сАмый способ) у Безбородова всё изложено... Эх!  ПлагиАт...



А потом...

[mitrij]

И добавлю к вышеизложенному! Про настройку этого ППФ (полосно-пропускающего фильтра)...



Как видно из текста... Настройка такого фильтра осуществляется:
- подбором материалов по величине диэлектрической проницаемости (как стержня, так и трубки);
- смещением частей самого ППФ (трубной части по стержню).

Но! Разработка Белобородова САМА по себе представляет ППФ... в экране! Так как резонансные свойства диэлектрика начинают проявляться ТОЛЬКО при его помещении в металлический элемент (волновод, например или в экран).
А в нашем случае... Диэлектрическая "поделка" помещается в волновод конвертора (диапазона С, например)!
Стенки волновода САМИ по СЕБЕ - металлические. И являются по отношению к диэлектрику ЭКРАНОМ. Вроде бы логИчно!
Но на мой взгляд рассматривать такую связку (ППФ с конвертором) будь то ОБЛУЧАТЕЛЕМ (по отношению к диэлектрику)...
будь то ФИЛЬТРОМ...  НЕКОРРЕКТНО!

Объясню свою точку зрения. Методом сравнения.
Итак... ПредстАвим, что мы имеем ТРАКТОР! Обычный сельскохозяйственный трактор... Неважно какой у него прицеп или какое-либо "навесное" оборудование. У этого технически исправного (!) трактора имеется дизельный двигатель внутреннего сгорания. В рабочем состоянии!  Мы завели этот трактор (топливо у нас имеется, хоть оно и дорогое сейчас!). Поехали...На полЯ!
Чем в этот момент является трактор?!  Верно! Средством передвижения. Будь то тракториста в кабине...на танцы в соседнюю деревню (в кишлак)... потому как там девочки есть "свободные"   будь то по рабОте - на поле КАРТОФЕЛЯ! Нужно отвезти прицеп с урожаем в колхозный склад... Далее!  А чем является в приведённом случае ДВИГАТЕЛЬ в этом тракторе?!
Верно! Средством, обеспечивающем передвижения трактора! Без движка он (трактор) САМОСТОЯТЕЛЬНО не поедет...
Так и ППФ... Сам по себе, в СОБСТВЕННОМ металлическом экране, ОН является... ППФ. То есть средством фильтрации СВЧ-колебаний. Это - один "момент".
---------
Теперь я,... обладая "заточенными" рукАми и имея некотрое количество материалов (цемент, песок, арматура и т.п. и т.д.)
а также разного рода механизмами для облегчения ручного труда... и у меня есть пятОк мужиков, готовых за "пузырь" сделать что угодно!... ВЗЯЛ и СНЯЛ двигатель (средство, обеспечивающее движение трактора)!  А затем с помощью тельфера и пяти мужиков (за бутылочку... каждому!) установил двигатель трактора на бетонированную площадку около своего дома...
И "организовал" к этому двигателю ГЕНЕРАТОР с самовозбуждением!  Киловатт эдак... на ТРИДЦАТЬ!  Трёхфазного тока.
Генератор "купил" за бутыль спирта в ближайшей воинской части... От списанного дизеля-генератора! Но самого дизеля мне купить при этом НЕ удалось... Его продали РАНЕЕ, в соседний колхоз... Для другого трактора!
Организовал топливный бак, аккумулятор, разные электрические приборы и т.д. и т.п........ ЗАРАБОТАЛО!!!
Теперь в моём... и в двух соседних домах (друзья у меня там живут!) есть электроэнергия! Свет у нас не очень стабильный....
Теперь могу "сидеть в нете" без перерывов!... Разве что когда запускаю....свою ДИЗЕЛЬНУЮ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЮ!
А эта станция... никак НЕ средство перемещения!  Она стоИт "мёртво"... не двигается ни на метр!
Чем является в ДАННОМ случае двигатель в НЕЙ?!  Верно! Средством, обеспечивающем выработку электроэнергии!
А не перемещения машины (трактора).  А как обстоИт дело с ранее бывшим ППФ, если мы СНЯЛИ (аналогично случаю с трактором) с него.... его РОДНОЙ экран?!  А ППФ стал... просто куском диэлектрика...хитрой формы! Из ПТФЭ-4 и ПП.
------
Затем нам в колхозе ОРГАНИЗОВАЛИ бесперебойное электропитание, протянув прямую ветвь от новой АТОМНОЙ электростанции!
И надобность в моей дизельной электростанции - ОТПАЛА! Как жаль...   Столько труда "пузырей" пропАло дАром!
Но!  Тут у нас возникла НЕОБХОДИМОСТЬ поливать БОЛЬШОЙ собственный огород (и у моих соседей - не меньше!).
Водоём (прУд) - недалеко, метров 100. Но ходить к нему с вёдрами.... ТАКАЯ "запАра"!  И я .... ПРИДУМАЛ!
Собрал "пузырей"... ПозвАл другого тракториста, с исправным трактором! И тех пятерых мужиков...
Говорю: мне нужно перетащить мой движок к прудУ!  Те за ТАКОЕ количество "пузырей" предложили перетащить....
мой собственный дом с огородом БЛИЖЕ к прудУ!   Но я их УГОВОРИЛ!
Перетащили... А тем временем, я нашел НАСОС для воды и длинный пожарный рукав! Выменял за 40 литров спирта у ПОЖАРНЫХ!
И собрав всё это воедино, организовал ВОДОКАЧКУ!  И соседям воды для полива огородов хватает и мне... КЛАСС!
А чем ТЕПЕРЬ стАл двигатель от трактора?!  Верно!  Средством для обеспечения работоспособности НАСОСНОЙ СТАНЦИИ.
А что ЭТО будет применительно к ППФ хитрому куску диэлектрика?!  Если этот "хитрый" диэлектрик помещён в волновод конвертора (случай ИНТЕРЕСНЫЙ! Как дизель и водонасос!) то ОН... облучатель???  Нет!  Он стАл... РЕЗОНАТОРОМ!
Облучателем для конвертора диапазона С является.... БЛИН со скалярными кольцами!  Плоский (прямофокусной антенне) или со смещением, так называемый "фид-хорн"! Но его почему-то НЕ произвОдят последнее время.  То есть НЕ облучатель....
Почему же всё-таки РЕЗОНАТОР?  Да потому что Диэлектрический элемент (ДЭ), будучи помещённым в Металлический Элемент  (МЭ)... обеспечивает формирование ОЧЕНЬ интересного явления: РЕ-ЗО-НАН-СА!
Откуда там резонас, спрОсите Вы... Очень непросто интересно!  Оказывается... Часть электромагнитного поля, передаваемого при переотражении зеркалом офсетной антенны... проходя МИМО диэлектрического элемента (по радиопрозрачной пенополиэтиленовой втулке, где закреплён диэлектрик), попадает в волновод конвертора и пройдя (переотразившись от стенок волновода разумеется!) ЕГО полностью, отражается от задней (глухой) стенки этого сАмого волновода и начинает возвращаться НАЗАД... к срезу волновода, дабы "вылететь" из него.
Но вместе с тем, другая часть электромагнитного поля... попадАет под полОгим углом (от офсетного зеркала угол - пологий)
в диэлектрический элемент.  И тут начинается ОЧЕНЬ "сексуальный" момент... Часть фронта электромагнитного поля
испытывает некую "задержку" в диэлектрике, а другая часть...в границах раздела материалов диэлектрического резонатора...
заставляет "двигаться" свободные (несвязанные) заряженные частицы (ионы, электроны, примеси разного рода, песчинки, грязь).
Это движение формирУет поверхностное электромагнитное поле (так называемые "азимутальные колебания").
Но и внутренне (внутри диэлектрического материала) поле НИКУДА не исчезло!  Оно "намагнИтило" внутренние неоднородности и благодаря этому образовалось НЕКОЕ накопление энергии поля...
Далее: накопленное поле, поверхностное поле (взаимодействующее с накопленным, разумеется, не без этого!) и отражённое от задней стенки волновода поле..... СКЛАДЫВАЮТСЯ!   Или как пишут в "умных" книжках: СУПЕРПОЗИЦИОНИРУЮТ!
Вот при этой СУПЕРПОЗИЦИИ и случается... РЕЗОНАНС!   И как теперь НАЗЫВАТЬ правильнЕЕ: облучатель? Или же РЕЗОНАТОР?!

Мой подход таков: ЧТО стоит в ОСНОВЕ физики процесса, так и нужно называть!  А в основе ДАННОГО момента, стоит РЕЗОНАНС!  Вот и слЕдует это изделие называть РЕЗОНАТОРОМ!  А не "полосно-пропускающим фильтром"...
Хотя и ОН обладает НЕОБХОДИМЫМИ параметрами для ЕГО установки на конвертор диапазона С,,,,!
Вот как-то так!

[mitrij]

Уважаемые форумчАне! Есть кое-какие результаты по исследованиям Диэлектрических Элементов...
Будем по порядку!
Один "умница" посоветовал ТЩАТЕЛЬНО отрегулировать изделие "Классика-90" на офсете с углом раскрыва 90 градусов...
Затем установить ТОТ же конвертер, что применялся для офсета с указанной "Классикой" на ПРЯМОФОКУС (но без какого-либо облучателя... дословно: "голый"). Посмотреть характеристики... Затем установить в этот "голый" конвертер ОТРЕГУЛИРОВАННУЮ "Классику"... и пронаблюдать УХУДШЕНИЕ характеристик приёма (сигнал/шум) на ....эн... dB.
====================================
Я решил провести ВСЁ, что касалось "Классики-90".... Так как ещё предстоИт и с "Классикой-70"! И вот результаты:

















---------
На частотах 3725 и 3730 наблюдалось УСИЛЕНИЕ, на 3551 - РАВЕНСТВО параметров (практическое), на всех остальных - ослабление (от 2-х до 8-ми процентов шкалы "качество" ОУПЕНа-820)....
Выводы: РЕЗОНАНС присутствует для изделия "Классика-90" на частотах. примыкающих к участку от 3725 до 3730.
Иначе КАК объяснить ПРИРОСТ качества приёма?! Ведь ПОЧТИ на всех остальных частотах - СНИЖЕНИЕ!