Neden bu milimetre dalga antenindeki reflektör dönüyor?


24

WIRED YouTube videosu Facebook'un Solar Drone Üzerinden İnterneti Kirletme Arayışı İçinde makalesi ve Facebook'un Gökyüzünden İlk Yağmur Yağmuru İçindeki makalesi , Cassegrain ikincil reflektörüne benzeyen bir çanak anten (02: 00'den sonra) göstermektedir. Video ve makalenin içeriği, bir uçakta E-bandı milimetre-dalga veri yukarı / aşağı bağlantısını test etmek için (ürüne göre yaklaşık 60 ila 90 GHz veya 5 ila 3 milimetre dalga boyu) olduğunu göstermektedir.

İkincil aynanın döndüğünü fark ettim. Yalpalamayı izleyerek ve çerçeveleri tek tek kontrol ederek saniyede en az 4 devir döndürüyor gibi görünüyor. Çok daha hızlı olabilir ve takma ad bu yavaş görünmesini sağlar.

Bunun neden dönüştüğü konusunda herhangi bir sebep düşünemiyorum. Optik eksen etrafında dönüyor, bu yüzden birincil ve ikincil boynuz konumları arasında geçiş yapmıyor.

Neden bu milimetre dalga antenindeki reflektör dönüyor?

görüntü tanımını buraya girin

üstte: GIF, bu WIRED YouTube videosundan çekilen ve kırpılmış çerçevelerden yapılmıştır .

görüntü tanımını buraya girin

Yukarıdaki: Daha büyük görüntü için sağ tıklayın; WIRED'den uçağa bağlanan milimetre dalga verisi için yer istasyonu . Fotoğraf kredisi Damon Casarez.


1
Dönmesinin bir nedeni olduğunu düşünemiyorum, ama bu büyüleyici
Sam

2
Örümcekleri bundan uzak tutmak için.
Andy aka

3
Belki Mars'tan @Andyaka Örümcekleri? i.stack.imgur.com/LkCpm.gif
Hata! Beklemedik

1
İzleme için kullanılan yalpalamayı veya nütasyonu tanımlamak için "takma" terimini kullanmam. Bana düşmek, kasıtlı ve periyodikken rastgele ya da istatistiksel bir yaklaşıma işaret ediyor. Ancak nutasyon kesinlikle izleme için anlamlıdır; anten, nutasyon frekansında sinyal gücünde bir değişiklik olmadığında hizalanır. Uygulanan bir modülasyon olduğunda, genliği ve fazı antenin ne kadar ve hangi yöne hareket etmesi gerektiği hakkında doğrudan bilgi sağlar .
Dave Tweed

2
Antenle görüş açısı bulunan ve muhtemelen izleme sisteminin performansını görsel olarak izlemek için kullanılan bir optik kameranın da bulunduğunu not etmek ilginçtir. Anten izleme sistemleri üzerinde kendim çalıştım ve test platformu çılgınca sallanırken monitörde sabit bir görüntü görmek oldukça tatmin edici!
Dave Tweed

Yanıtlar:


26

Söyleyebileceğim şey konik bir tarama anteni. Sınırlı anlayışıma göre, daha geniş bir ışınla hassas hedeflemeye izin veriyor.

Resim Kaynağı Wikimedia Commons


Sanırım çivilenmiş!
saat

16

@ GrantTrebbin'in gizemi çözme konusundaki mükemmel cevabı ve @Russell McMahon'un anlayışlı açıklaması ve bağlamı sayesinde , buraya biraz ek bilgi ekleyeceğim.

Şimdi ne dendiğini ve ne için olduğunu öğrendim, daha fazla okudum. NASA’nın Derin Uzay Ağı konik taraması veya CONSCAN durumunda, derin uzay sondalarının planlandığı ve başlatıldığı 1970’ten başlayarak uzun bir geçmişi vardır.

Gönderen Derin Uzay Ağı; 302, Anten Konumlandırma :

2.6.1 CONSCAN

CONSCAN, 70 m ve 34 m antenlerin hepsinde mevcuttur. Öngörülen kaynak konumunda merkeze sahip bir dairesel tarama (uzay aracına bakarken) ve alınan sinyal seviyesini küçük bir miktarda, tipik olarak 0,1 dB azaltan bir yarıçap ...

X bandındaki 34 metrelik bir anten için bu değer 6 mdeg ve X bandındaki 70 metrelik bir anten için 3 mdeg'dir.

ve mdeg mili derece anlamına gelir.

Aşağıda, derin uzay uzay aracıyla konuşmak için kullanılan 70 metrelik Derin Uzay Ağı teleskoplarından birinin fotoğrafları bulunmaktadır . Bu, Goldstone kompleksinde. Görüntüdeki göreceli boyutlardan, ikincil ayna çapı 8 metreye yakındır. İkincinin büyüklüğü ve kütlesi göz önüne alındığında ( bunlar her bacaktaki insanlar için merdivenler , ve yemeğin içindeki kırmızı çizgiler "yürümek için güvenli yollar" dır), diğer elektronik tarama taraması için daha gelişmiş teknikler geliştirilmiştir, ancak kavram aynı.

görüntü tanımını buraya girin

üstte: Fotoğraf kredisi JPMajor , yaratıcı ortaklıklar CC BY-NC-SA 2.0.

görüntü tanımını buraya girin

Yukarıda: Gönderen commons.wikimedia.org .


1
Konik tarama , Wikipedia.
Keith McClary

4

Diğer cevap, sistemin ne işe yaradığını ve genel olarak neyi başardığını göstermek için iyidir, ancak bunların nasıl çalıştığını da açıklamaz. Bu, bazıları için sezgisel olsa da, muhtemelen herkes için açık değildir.

Açıklama, Keity McClary'nin bahsettiği Wikipedia Konik Tarama sayfasında verilmiştir - burada özetleyeceğim.

Grant Trebbin'in gönderdiği bu GIF görüntüsünde, hedef eksen dışıdır ve dönen "ayna" ana yemeğin odak noktasını alınan sinyal boyunca dönüşünde belirli bir noktada azami olarak süpürmeye hizmet eder. Dönen aynanın maksimum sinyalindeki dönme açısı, hedefin eksen dışı yönünün doğrudan bir göstergesidir. Ana yemek daha sonra alınan sinyalin merkezlenmesi için servo mekanizmaları tarafından hareket ettirilir, böylece sinyal sürekli olarak maksimumda olur.

görüntü tanımını buraya girin

Taranan görüntünün genişliği tipik olarak yaklaşık 2 derecedir ve yukarıdaki işlem tarafından etkinleştirilen hata düzeltme mekanizması, tipik olarak 0,1 derecelik arka hizalamaya izin verir.

görüntü tanımını buraya girin Facebook'un bu tekniği kullanması ilginçtir, çünkü çoğu zaman elektronik kirişli direksiyon ve lob oluşturma sistemleri ile değiştirilmiş olan çok eski bir yöntemdir.

ALMAN WW2 Würzburg radar greatltimprove doğruluğu konik tarama kullanılır. Yetkiler tarafından gösterilen asgari ilgiyle 1935'te başlayan sistem çalışması. 5 metrede 50 metrede 1936'da bulunan ilk menzil doğruluğu bu amaç için yeterli değildi (tabanca döşeme), ancak 1938'de 29 kilometrede 25 metreye çıkarıldı. Eksenel hizalama, başlangıçta sinyal gücü maksimizasyonu ve manuel olarak yardımcı ışıldaklar (!), Sonradan yardımcı ışıldaklar (!) Ve sonra istenilen hizalama değişikliğini belirlemek için "osiloskop" ekranını (beyin taraması) kullanan bir operatörle çalışan bir lob sistemi olan (!). ve sonra 1941'de gerçek konik tarama.

Wirzburg "Quirl" (çırpma) 25 Hz eğirme aynası.

görüntü tanımını buraya girin

Onlar söylüyor:

  • Würzburg D, 1941'de tanıtıldı ve 25Hz'de dönen bir Quirl (çırpma için Almanca) adı verilen ofset alıcı beslemesi kullanılarak konik bir tarama sistemi eklendi. Elde edilen sinyal, yemeğin merkez hattından hafifçe kaydırıldı, eksen etrafında dönerek ve merkezde üst üste bindi. Hedef hava aracı antenin ekseninin bir tarafına geldiyse, sinyalin gücü ışın demeti boyunca ilerledikçe büyür ve kaybolur, böylece sistemin tabağı maksimum sinyal yönünde hareket ettirmesi ve böylece hedefi izlemesi sağlanır. Açısal çözünürlük, antenin kiriş genişliğinden daha küçük yapılabilir ve azimutta 0.2 derece ve 0.3 derece yükseklik açısından çok daha iyi doğruluk sağlar. Daha önceki örnekler genellikle sahadaki D modeline yükseltildi.

Almanlar bütün gelişme iş yapmış kez İngiliz Komandolar famois "Bruneval baskını" monte Operasyonu Isırma 1942 Şubat 27-28 ve Bruneval de (akılsızca ancak mutlaka) Kıyıya yakın olan tam Würzburg sistemini götürdü.

Konik tarama, son derece gelişmiş US SCR-584 otomatik izleme RADAR'da da kullanılmıştır .
Konik tarama özelliği, Bruneval baskınından çok önce 1940'ta önerildi.

584, tam otomatik hedef takibi ve hedef arama ve edinimi sağlamak için konik tarama sistemini kullandı. Dağıtım, 1942’ye yönelikti ancak geliştirme sorunları, 1944’e kadar ulaşamayacağı anlamına geliyordu - V1 “Doodlebugs” a karşı kullanım için yakın zamanda sigortalı RADAR mermileriyle birlikte İngiltere’deki V1 vatkalarının sonucu üzerinde önemli bir fark yarattı.

  • 1941'de Navy'nin 10 cm yangın kontrol radar sistemi, 3 için konik tarama da benimsendi ve 1941'de Alman Würzburg radarında kullanıldı. SCR-584 sistemi daha da geliştirdi ve otomatik bir izleme modu ekledi. [4 ] Hedef tespit edildikten ve menzilde kaldıktan sonra, sistem, anten tabanına monte edilmiş motorlar tarafından tahrik edilen radarı otomatik olarak hedefe yönlendirir. Tespit için, izleme yerine, sistem ayrıca uçak araması yapmasına izin veren sarmal bir tarama modu da içeriyordu. Bu mod kolay yorumlama için kendi özel PPI ekrana sahipti. Bu modda kullanıldığında, anten, mekanik olarak 4 rpm'de döndürülürken, dikey olarak taramak için yukarı ve aşağı itilir.

    Sistem, 2.700 ila 2.800 MHz (10-11 cm dalga boyu) arasındaki dört frekansta çalıştırılabilir ve saniyede 1.707 puls tekrarlama frekansı (PRF) ile süre içinde 300 kW'lık 0.8 mikrosaniye puls gönderir. Bombacı büyüklüğündeki hedefleri yaklaşık 40 mil mesafeden algılayabiliyordu ve genellikle bunları otomatik olarak yaklaşık 18 mil izleyebiliyordu. Bu aralıktaki doğruluk, 25 metre aralığında ve anten yatak açısında 0,06 derece (1 mil) idi (Bkz. Tablo "SCR-584 Teknik Özellikler"). Elektrik ışını genişliği 4 derece (-3db veya yarım güç noktalarına) olduğundan, hedef, bir silindirin bir kısmı boyunca, aralıkta olduğundan daha geniş olacak şekilde (yani 4 sırasına göre) lekelenecektir. uzak hedefler için), mekanik işaretleme doğruluğu tarafından belirtilen 0,06 derece yerine). Menzil bilgisi, daha yaygın A-line ekranına benzer şekilde iki "J-skopu" üzerinde gösterildi, ancak dönüş gecikmesine zamanlanmış bir radyal düzende düzenlendi. Bir kapsam kaba, diğeri ceza için kullanıldı.

Konik taramayla ilgili değildir, ancak en uygun uygulamasıyla oldukça ilgilidir, ABD tarafından 584 ve diğer RADAR'larda yaygın olarak kullanılan İngiliz icatlı magnetron kullanımıydı. Bu, çok daha yüksek güç seviyelerine ve kullanılacak çok daha yüksek frekanslara izin verdi.


Korkunç bir zamandı ama ne yaptıklarını gerçekten anlamaları gereken insanlar tarafından inanılmaz miktarda inovasyon yapıldı. Derinlemesine açıklama için teşekkür ederim. FB'nin soruda gösterilen ilk milimetre dalga testlerinde zaten yeterince zorluk yaşadığını hissediyorum, bu nedenle elektronik direksiyon için döner bir lob eklemek için (muhtemelen) ticari bir transponder modülünü kırmak başka bir güne kadar kalmış olabilir. Yaptıkları yol oldukça kusursuz görünüyor - titriyorsa çalışıyor olmalı; 3 ila 5 mm dalga boylarında olmasına rağmen, hizalama oldukça zorlayıcı olmalıdır.
02'de

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.