Фидерный тракт – Фидер (радиотехника) — это… Что такое Фидер (радиотехника)?

Основной фидерный тракт

ВЧ-тракт диспетчерского радиолокатора предназначен для передачи ВЧ-энергии от передатчика к антенне ДРЛ (ра­бота на передачу) и от ан­тенны к приемникам (работа на прием). В высокочастотный фидерный тракт радиолокатора входят следующие основные части: основной фидер­ный тракт; фидерный тракт приемников; фидерный тракт антенны подав­ления.

Основной фидерный тракт состоит из антенного переклю­чателя с ненаправленным ответвителем, двойного вращающе­гося перехода, ответ­вителей, жесткой фидерной секции, соединительных уголков, гибкого со­единителя и коаксиаль­ных кабелей.

Антенный переключатель (рис.2.4) с ненаправленным ответвите­лем предназначается для подключения передатчика к антенне в момент посылки зондирующего импульса при пассивной рабо­те или запросе при активной работе станции и подключения антенны к приемникам в момент приема отраженного от цели сигнала или сигнала самолетного ответчика, а также для отвода части ВЧ-энергии на схему АПЧ.

Рис.2.4. Антенный переключатель ДРЛ-10МН:

1 – к передатчику; 2, 4 – разрядники блокировки магнетрона; 3 – корот­козамкнутый отрезок жесткого фидера; 5 – к приемникам; 6 – разрядник защиты приемника; 7 – к антенне; 8 – переход конусный; 9 – ответви­тель; 10 – коаксиальный кабель к АПЧ

 

Конструктивно антенный переключатель с ненаправленным ответви­телем представляет собой отрезок фидера с тремя ответвителями длиной l/4, на концах которых помещаются разрядники и ответвление на схему АПЧ. Ненаправленный ответвитель выполнен совместно с антен­ным пере­ключателем. Количество отбираемой из тракта энер­гии можно регулиро­вать погружением зонда связи. В режиме передачи все три разрядника за­жигаются: ВЧ-энергия проходит в антенну, а вход приемника оказывается заблокированным. В режиме приема сигнал проходит через разрядник 6 к приемникам. Разрядник 2 служит для блокиро­вания магнетрона при приеме сигнала самолетного ответчика. Схема работы антенного переклю­чателя приведена на рис.2.5.

Рис.2.5. Схема работы антенного переключателя ДРЛ-10МН:

а – геометрические соотношения; б – режим передачи; в – режим приема

Двухканальный вращающийся переход (рис.2.6) предназначен для передачи ВЧ-энергии от передатчика к вращающейся антенне и для пере­дачи отраженных и ответных сигналов от антенны к приемникам, и со­стоит из двух электрически не связанных между собой каналов: внутрен­него и внешнего (рис.2.7). Через внутренний канал облучатель основной антенны соединяется с передатчиком и приемником станции. Размеры внутреннего канала подобраны таким образом, чтобы обеспе­чить наи­меньшие отражения на рабочих частотах передатчика (пассивная работа). Через внешний канал антенна подавле­ния связана с наземным приемником сигналов самолетного ответчика.

Рис.2.6. Двухканальный вращающийся переход (общий вид):

1 – к приемопередатчику; 2 – к каналу подавления НПО-Д; 3 – к ан­тенне подавления; 4 – к основной антенне

 

Рис.2.7. Двухканальный вращающийся переход (схема перехода)

Конструктивно вращающийся переход состоит из неподвиж­ной и вращающейся частей. Электрический контакт между обе­ими частями обеспечивается с помощью специальных дроссель­ных пазов. Соосность обеих частей и вращение обеспечива­ются с помощью шарикоподшипни­ков. Один уголковый соединитель соединяет антенный переклю­чатель с направленным ответвителем, другой – жесткую фи­дерную секцию с вра­щающимся переходом. Гибкий соединитель предохраняет выход магне­трона от поломки при соединении элементов тракта. Вид уголковых со­единителей приведен на рис.2.8.

 

Коаксиальные кабели явля­ют­ся основой ВЧ-тракта. Все эле­ме­н­­ты фидерного тракта со­чле­­ня­ю­т­ся между собой с по­­мо­щью вла­­го­­не­проницаемых ВЧ-разъе­мов.

Жесткая фидерная секция слу­жит для соединения коаксиаль­но­го кабеля с уголковым сое­ди­ни­телем и представ­ляет собой коаксиаль­ный волновод, внутренний про­во­д­ник ко­торого центрируется с помощью фторопластовых шайб.

Направленный ответвитель (рис.2.9) предназначен для отвода части ВЧ-энергии на контрольно-измерительную ап­паратуру. Кон­с­тру­к­­ти­вно на­правленный ответвитель представ­ляет собой секцию основного фи­де­рного тракта, с которой связан коаксиальный отвод через круглое от­вер­стие. Размер отверстия и угол между осями каналов определяют ве­ли­чи­ну мощ­ности, отбираемую на контрольно-измерительную аппара­туру. В про­цессе настройки выбирается определенный угол между каналами (ос­но­в­ным и ответвленным) и фиксируется их положение. Один из концов коак­сиаль­ного отвода нагру­жен на согласующее сопротивление, другой при­соединя­ется через коаксиальный кабель к входу КПА.

 

Рис.2.9. Ответвитель направленный: 1 – к КПА; 2 – нагрузка

Фидерный тракт приемников служит для разделения сигна­лов, от­раженных от цели, от сигналов самолетного ответчи­ка и соединяет выход разрядника защиты приемников со вхо­дами приемников. Фидерный тракт приемников (рис.2.10) со­стоит из тройника, фильтров, делителя мощности и соедини­тельных коаксиальных кабелей. Тройник служит для разделения сигналов на два направле­ния. Фильтр верхних частот, включенный перед радиолокацион­ным приемником (пассивная работа), служит для по­давле­ния сигналов ответчика. Конструктивно фильтр выполнен в виде от­резка коаксиальной линии с двумя полуволновыми шлейфа­ми, которые пред­ставляют собой металлические изоляторы для волн диапазона радио­лока­тора и шунтирует канал для волн диапазона ответчика. Фильтр ниж­них частот, включенный перед приемником сиг­налов самолетного ответчика (активная работа), служит для запирания сигналов, отраженных от цели. Устройство фильт­ра аналогично фильтру верхних частот. Фи­ль­т­ры соеди­няются с тройником коаксиальными кабелями, длины кото­рых подбира­ются при настройке. Делитель мощности служит для регули­рова­ния уровня при­нятого сигнала самолетного ответчика при настройке си­с­те­мы подавления боковых лепестков. Конструктивно делитель мощно­сти вы­полнен из четверть­волновых отрезков коаксиальных линий с двумя шлей­фами с короткозамыкающими поршнями. Величина проходящей эне­р­гии регулируется перемещением поршней.

Рис.2.10. Фидерный тракт приемника в сборе:

1 – к П-Д; 2 – ФВЧ; 3 – ФНЧ; 4– делитель мощности; 5 – к РЗП; 6 – к НПО-Д;

7 – нагрузка оконечная

Фидерный тракт антенны подавления соединяет антенну подав­ления с приемником сигналов самолетного ответчика НПО-Д. Тракт вы­полнен коаксиальными кабелями с волновым сопротив­лением 75 Ом. Сиг­нал с вращающейся антенны подавления по ответу подает­ся на вход при­емника через наружный канал двойного враща­ющегося перехода.

Фидерный переключатель. При включении передатчика через раз­рядник защиты при­емников в течение первых трех секунд просачивается зна­чительная энергия. Чтобы предохранить приемники от просачиваю­щейся энер­гии в первый момент включения передатчика, предусматрива­ется автоматическое отключение входа приемников от высо­кочастотного тракта и подключение приемников через 5…10 с после включения высо­кого напряжения в передатчи­ке. С этой целью всхеме антенно-фидерного тракта приме­нен ВЧ-фидерный переключатель (ФП) (рис.2.11). Конструк­тивно ФП пред­ставляет со­бой коаксиальную ВЧ-камеру, внут­ри которой на­хо­дятся три кон­такта: централь­ный – непод­ви­ж­ный и два боко­вых – под­виж­ных. Снаружи ка­ме­ры все три кон­такта оканчи­ва­ются ВЧ-разъ­е­мами с гнез­дами. К боко­вым ра­зъ­емам под­клю­ча­ются при­е­мник и ВЧ-по­гло­ща­ю­щая на­грузка, а к цент­ральному ра­зъему – разрядник защиты при­­емника. В корпусе переклю­ча­теля расположены два эле­к­тро­магнита, с помощью которых осуществляется попеременное под­клю­че­ние боковых контактов к центральному контакту. КБВ переклю­чателя в ра­бо­чем диапазоне частот приблизительно 0,8. Автоматиче­ское пере­клю­че­ние фи­дерного переключателя осуществляется с блока подмо­дулятора.

studopedya.ru

Фидерный тракт — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Фидерный тракт

Cтраница 1

Фидерные тракты предназначены для соединения приемо-пере-дающей аппаратуры с антеннами.  [1]

Фидерные тракты из волноводов круглого сечения необходимо монтировать таким образом, чтобы обеспечивалось точное совпадение осей эллипсов поперечных сечений для отдельных секций, обозначенных на заводе-изготовителе рисками на фланцевых соединениях. Невыполнение этого требования влечет за собой ухудшение кросс-поляризационной развязки тракта.  [2]

Фидерный тракт с хорошими характеристиками может быть создан с использованием круглого волновода диаметром 70 мм.  [4]

Фидерный тракт, изображенный на рис. 3.7, может быть также использован для организации восьми дуплексных стволов связи.  [6]

Фидерные тракты для диапазонов частот 6 и 8 ГГц также могут быть использованы для организации как четырех, так и восьми дуплексных стволов связи.  [8]

Фидерный тракт РРЛ, работающих в диапазонах частот 4, 6 и 8 ГГц, содержит участки круглых и эллиптических волноводов. При этом круглые волноводы имеют большую длину, вследствие чего существенное значение имеет уменьшение погонного ослабления электромагнитной энергии, оно не должно превышать величину 2 дБ / 100 м в диапазонах 4, 6 и 8 ГГц, для чего диаметр поперечного сечения волновода не должен быть меньше 70 мм.  [9]

В фидерном тракте всегда происходит частичное отражение энергии СВЧ сигнала от антенны, аппаратуры и стыков отдельных секций волноводов. В результате на вход приемника помимо основного сигнала приходят отраженные сигналы ( или эхо-сигналы), запаздывающие по времени, что, в свою очередь, приводит к возникновению переходных ( нелинейных) шумов.  [10]

При настройке фидерных трактов, состоящих из волноводов круглого сечения, в основном стремятся получить минимальные значения кросс-поляризации поля. Максимальная развязка соответствует тому случаю, когда вектор напряженности электрического поля совпадает — с осями эллипсов волноводных секций на всем протяжении тракта. Совпадение осей эллипсов отдельных секций обеспечивается при монтаже путем совмещения рисок, нанесенных на фланцы волноводов и обозначающих положение одной из осей эллипса.  [11]

В состав фидерного тракта входят также герметизирующие секции круглого и прямоугольного сечений, волноводные изгибы круглого и прямоугольного сечения, волноводный переход от сечения 72X72 мм к сечению диаметром 70 мм, а также корректор эллиптичности поля в круглом волноводе.  [12]

Тш ф-температура шума радиоизлучения фидерного тракта; Тш пр — температура собственного шума приемника, приведенная к его входу.  [14]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Антенно-фидерное устройство: принцип работы

Устройство антенно-фидерной системы должен знать каждый, кого интересует передача сигналов в радиотехнических системах (радиовещания, радиосвязи, телевидения). Следует отметить, что в данном случае предусматривается возможность общения в обе стороны. Фидер передает электромагнитные колебания от передатчика к антенне (которая излучает/принимает сигнал) и от нее к приемнику. Об этом и поговорим.

Про антенны

Так называют устройства, главное предназначение которых — прием или излучение электромагнитных волн. Антенны являются неотъемлемой частью любого радиопередающего и радиоприемного устройства. Следует отметить, что в зависимости от целевого назначения меняется функциональная роль. Например, передающая антенна преобразовывает ток высокой частоты в энергию электромагнитных волн. Может быть и такое, что она является многофункциональной, и может быть еще и приемной. В таком случае улавливаются электромагнитные волны и преобразовываются в энергию высокочастотных колебаний. Такая версия устройства является наиболее предпочтительной благодаря своим технико-экономическим характеристикам.

Про фидер

Это совокупность устройств, благодаря которым энергия подводится от передатчика к антенне и от нее к приемнику. Часто их еще называют фидерным трактом. Конструктивное исполнение напрямую зависит от диапазона частот, которые передаются по нему. Фидер может также излучать волны. Но это возможно только в тех случаях, когда соседние участки двух проводов обтекаются токами, которые совпадают по фазе. Их поля в таком случае взаимно усиливаются. Кстати, на этом эффекте можно реализовать антенны.

Они в таком случае называются синфазными, и следует отметить, что получили весьма широкое распространение. Также могут быть излучения фидера в тех случаях, когда расстояние между проводами по определенным направлениям приобретает существенную разность хода. Следует отметить, что можно подобрать такое значение, при котором произойдет сложение волн. На этом принципе также работают антенны, которые называются противофазными.

Возвращаемся к нашему устройству

Проектирование антенно-фидерных устройств с последующим созданием требует, чтобы отдельные понятия сложились в целостную систему. Итак, если есть радиоканал, сформированный из передающей и приемных антенн, а также тракт распространения, то его можно рассматривать как пассивный линейный четырехполюсник. В чем заключается его особенность? Если в нем электродвижущую силу и нагрузку поменять местами, то параметры системы не изменятся. То есть приемную антенну можно сделать передающей и наоборот. Это свойство называют принципом взаимности. Из него вытекает обратимость процессов передачи и приема. Именно благодаря этому можно обходиться одной антенной, которая выступает в обеих ролях. А это позитивно сказывается на технико-экономических показателях системы радиосвязи, что и способствовало массовому использованию данного принципа.

А что бы почитать по этой теме?

Забегая вперед, следует признать, что данная тема является весьма обширной. Поэтому если после прочтения статьи останутся вопросы, то лучше обратиться к толковым книгам. В качестве первого образца можно посоветовать ту, которую написал Драбкин: «Антенно-фидерные устройства». Данная книга была издана в 1961 году. Но несмотря на свой возраст и довольно существенное устаревание, она еще может быть полезной. Хотя бы тем, что в ней рассматриваются основополагающие теоретические положения, которые полезно изучить всем, кого интересует данная тема.

Книга Драбкина является учебником по антенно-фидерным устройствам. Вообще-то, она предназначена для радиоинженеров и студентов радиотехнических факультетов, но если тема действительно интересует, то разобраться в ней сможет практически любой человек. Особенно следует отметить рассмотрение теории антенн, проволочные, сверхвысокочастотные и самолетные образцы, специфику измерения электрических параметров. Хотя только этим, разумеется, перечень не ограничивается.

Из более современных авторов заслуживает упоминания Ерохин Г. А., «Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн» — это весьма современная и одновременно толковая книга. Можно посоветовать обратить внимание на второе издание, выпущенное в 2004 году. В книге излагаются теоретические положения и, что особенно хочется отметить, много внимания уделено вопросам, которые непосредственно относятся к проектированию и эксплуатации систем телевидения, радиосвязи и радиовещания. За это следует воздать хвалу, которую вполне заслуживает Ерохин. «Антенно-фидерные устройства…» этого автора — действительно полезная книга.

Какие параметры антенн необходимо знать?

Но давайте вернемся к теме статьи. Чтобы определить значение параметров, используют анализатор антенно-фидерных устройств или рассчитывают с помощью формул. Это необходимо для получения прибора с нужными характеристиками. Вот список, на что следует обращать внимание:

1. Излучающая мощность электромагнитных волн. Сила и количество волн, которые от антенны идут в свободное пространство. Подразумевается активная мощность, ведь излучение постепенно рассеивается в пространстве, что окружает антенну. Ее можно выразить через сопротивление.
2. Мощность потерь. Под этим подразумевается значение, которое бесполезно теряется передатчиком при прохождении по проводам антенны тока. Может учитываться значение земли и предметов, при условии, что они расположены вблизи антенны. Также является активным параметром и может быть выражено через сопротивление.

Продолжаем перечислять параметры

Также следует помнить:

1. Мощность в антенне. Значение, что отображает энергию, подводимую от передатчика. Представляется в виде суммы двух предыдущих параметров.
2. Коэффициент полезного действия.
3. Входное сопротивление антенны. Под этим подразумевается значение, которое есть на входных зажимах. Характеризуется наличием ре/активной составляющих. Самый лучший вариант – это настройка в резонанс. В таком случае для генератора дается активная нагрузка, и устройство используется с максимальной эффективностью.
4. Направленность антенны. Под этим подразумевается способность излучать электромагнитные волны в определенную сторону. Для того чтобы судить о данном свойстве, используют диаграмму направленности.

Остальные параметры

Кроме перечисленных, следует знать:

1. Коэффициент направленного действия.
2. Рабочий диапазон. Более специализированно используется понятие полосы пропускания антенны. Так называется интервал частот, где ширина главного лепестка диаграммы направленности не выходит за установленные пределы, коэффициент усиления характеризуется как достаточно высокий, а с фидерным трактом согласование существенно не ухудшается. При этом должно быть небольшим отражение. Это требуется для снижения переходных шумов в каналах, присутствующих из-за наличия попутных потоков.
3. Коэффициент защитного действия. Он используется для определения степени ослабления сигналов антенной, которые принимаются из побочных направлений.

Работа с волнами

Монтаж антенно-фидерных устройств осуществляется исходя из того, где и в каком диапазоне они будут использоваться. При этом необходимо добиться, чтобы направленные свойства были хотя бы в одной плоскости. При малой длине антенны выходят достаточно компактные. Это позволяет делать их вращающимися и получать значительный выигрыш в мощности, понижая одновременно взаимные помехи радиостанций. Ну и куда без этого – осуществлять связь в любом желаемом направлении.

В диапазоне метровых волн для удобства использования часто применяют разнообразные не/симметричные вибраторы. Хотя это далеко не единственный вариант. Из-за размера антенны метрового диапазона довольно проблематично перемещать вручную. Давайте рассмотрим это подробнее.

Чем отличаются волны разной длины?

Отличить по предназначению можно по специфическим особенностям. Следует отметить, что в ряде случаев можно использовать однотипные антенны для работы в смежных диапазонах. Вот их список:

1. Антенны длинных волн. Обладают большими геометрическими размерами. Но несмотря на это, все же значительно меньше длины волны. Высота устройства редко когда превышает 0,2 от ее величины.
2. Антенны средневолнового диапазона. Характеризуются тем, что соразмерны с длиною волн. Отличаются более высоким сопротивлением излучению, нежели предыдущий вариант. Благодаря этому коэффициент полезного действия может достигать 80%. Диаграмма направленности для этих устройств обладает видом вытянутой вдоль поверхности земли восьмерки. Правда, из-за этого поступающие из атмосферы сигналы существенно ослаблены.
3. Антенны коротких волн. К ним предъявляют специфические требования. Но это не на пустом месте, а напрямую связано с особенностями распространения этого диапазона. Для обеспечения устойчивой связи выбирают несущую частоту передатчика в зависимости от времени года и суток.
4. Антенны ультракоротких волн. Они отличаются высоким коэффициентом полезного действия и узкой диаграммой направленности. Связано это с тем, что размеры антенн примерно равны длине рабочих волн.

Обслуживание

Чтобы устройство работало без проблем, необходимо своевременно заниматься его профилактикой. Если говорить о текущем осмотре объектов, то к ним относятся:

1. Антенны.
2. Фидеры.
3. Радиорелейная связь.
4. Фундамент (это и дальше для крупных стационарных объектов).
5. Конструкции опоры.
6. Оттяжки мачт, а также их крепления.
7. Помещения (контейнера) базовой станции.
8. Конструкции крепления основы к фундаменту.
9. Прилегающая территория.

При этом следует уделить внимание таким моментам:

1. Состоянию аппаратуры.
2. Коррозийным и механическим повреждениям.

Кроме текущего, есть еще и планово-периодическое обслуживание антенно-фидерных устройств. Оно предполагает проведение более капитальной проверки, так называемого ревизионного осмотра и осуществление ремонта.

Подведение итога

Вот и рассмотрено, что собой представляют антенно-фидерные устройства. Предоставленной информации, скорее всего, не хватит для того, чтобы соорудить собственный рабочий прибор. Но вот обеспечить необходимым теоретическим минимумом, чтобы двигаться дальше, надеемся, у нас получилось. А если читатель подкован в этих вопросах, то возможно, уже разобрался, что и как нужно делать.

fb.ru

Антенно-фидерные устройства. | Основы электроакустики

Антенно-фидерное устройство (АФУ) — совокупность антенны и фидерного тракта, входящая в качестве составной части в радиоэлектронное изделие, образец, комплекс. АФУ используются для передачи сигналов в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи сигналов радиоволны. Функция антенны заключается в излучении или приеме электромагнитных волн. Электрическое подключение антенны к источнику (потребителю) может быть непосредственным, а может осуществляться с помощью линии передачи, оснащенной радиочастотными соединителями, т.е. с помощью фидера. Функция фидера — в передаче электромагнитного колебания от радиопередатчика ко входу антенны и передаче электромагнитного колебания от антенны к радиоприемнику.

Антенны   Передающая антенна преобразует энергию волн, поступающих по фидеру от передатчика к антенне, в энергию свободных колебаний, распространяющихся в окружающем пространстве. Передающая антенна должна не просто излучать электромагнитные волны, а обеспечивать наиболее рациональное распределение энергии в пространстве. В связи с этим одной из основных характеристик передающих антенн является диаграмма направленности (ДН) — зависимость излучаемого поля от положения точки наблюдения (точка наблюдения должна находиться в дальней зоне — на неизменно большом расстоянии от антенны). Требования к направленности колеблются в очень широких пределах от близких к направленным (системы радиовещания и эфирного телевидения) до резко выраженной направленности в определенном направлении (дальняя космическая радиосвязь, радиолокация, радиоастрономия и т. д.). Направленность позволяет без увеличения мощности передатчика увеличить мощность поля, излучаемого в данном направлении, а также позволяет уменьшать помехи соседним радиотехническим системам, то есть способствует решению проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС). Направленность можно получить только когда размеры антенны существенно превышают длину волны колебаний.

Приёмная антенна улавливает энергию свободных колебаний и превращает её в энергию волн, которая поступает по фидеру на вход приемника. Для приемных антенн диаграмма направленности (ДН) — это зависимость тока в нагрузке антенны, то есть в конечном счете в приемнике, или ЭДС наводимой на входе приемника, от направления прихода электромагнитной волны, облучающей антенну. Наличие направленных свойств у приемных антенн позволяет не только увеличивать мощность выделяемую током в нагрузке, но и существенно ослаблять приём различного рода помех, то есть повышает качество приёма. Любую передающую антенну можно использовать и для приёма электромагнитных волн и вообще говоря, наоборот, однако из этого не следует что они одинаковы по конструкции. Электромагнитная энергия от передающего устройства к антенне и от антенны к приемному устройству передается с помощью фидерного тракта.

Фидеры Важную роль в работе антенных устройств играет линия передач (фидер), которая передаёт энергию от генератора к антенне (в передающем режиме) или от антенны к приёмнику (в режиме приёма). Основные требования к фидеру сводятся к его электрогерметичности (отсутствию излучения энергии из фидера) и малым тепловым потерям. В передающем режиме волновое сопротивление фидера должно быть согласовано с входным сопротивлением антенны (что обеспечивает в фидере режим бегущей волны) и с выходом передатчика (для максимальной отдачи мощности). В приёмном режиме согласование входа приёмника с волновым сопротивлением фидера обеспечивает в последнем режим бегущей волны. Согласование же волнового сопротивления фидера с сопротивлением нагрузки — условие максимальной отдачи мощности в нагрузку приёмника. В зависимости от диапазона радиоволн применяют различные типы фидеров:     двух или много-проводные воздушные фидеры
  

  Волноводы В спутниковых системах связи в качестве фидеров используют круглые, эллиптические и прямоугольные волноводы и коаксиальные кабели. Волноводы в качестве линий передачи СВЧ колебаний, как правило, применяют на частотах свыше 2 ГГц. Круглые волноводы позволяют передавать две волны, имеющие ортогональные поляризации. Основным типом волн является волна Н01. В отечественной технике нашли применение волноводы диаметром 70 мм, используемые в диапазоне 4, 6, 8 ГГц. Затухание ЭМВ в круглом волноводе зависит от его диаметра и рабочей частоты. Для волноводов эллиптических — волной основного типа является волна Н01. Конструктивно он представляет собой полую гофрированную трубу, изготовленную из медной отожженной ленты, на которую наложены защитные оболочки. Такие волноводы получили название ЭВГ (эллиптический волновод гофрированный). Они выпускаются для диапазонов 2, 4, 6, 8, 11 ГГц и отличаются друг от друга размерами и затуханием, изготавливаются требуемой длины без фланцевых соединений и, как правило, при транспортировке наматываются на барабан. Недостатком ЭВГ является относительно большое значение коэффициента отражения. Широкое применение в качестве фидерных трактов нашли волноводы прямоугольного сечения. В них используется основной тип волны Н10. Такие волноводы могут быть жесткой или гибкой конструкции, различной длины. Соединение отрезков волновода осуществляется с помощью фланцев. Подобные волноводы используются в малоканальных СКС в тракте передачи.

Коаксиальные кабели обеспечивают передачу волны типа ТЕМ (плоская поперечная бегущая волна). Коаксиальные кабели имеют маркировку: РК-75-18-12 РК- радиочастотный кабель. Где: 75- волновое сопротивление, Ом; 18- внутренний диаметр внешнего проводника, мм;12- 1- полиэтилен, 2- номер разработки кабеля.

В станциях спутниковой связи коаксиальные кабели используют в тракте приема. В отдельных конструкциях волноводных трактов может применяться специальная система осушки, предназначенная для осушения воздуха во внутренних объемах волноводов. Такие системы нашли применение в линиях передачи энергии с повышенной мощностью сигнала.К элементам фидерных трактов, кроме того, относят: поляризационные селекторы; поляризаторы; циркуляторы.

 

audioakustika.ru

7.3. Схема антенно-фидерного тракта. 7. Антенны и фидеры. Спутниковые и радиорелейные системы передачи

Фидеры. Назначение. Волны с ортогональной поляризацией подводят к приемопередающей антенне РРС либо по одному фидеру, выполненному в виде круглого волновода, либо по двум волноводам эллиптического (иногда прямоугольного) сечения. В первом случае разделение этих волн выполняет поляризационный селектор. В диапазонах 2 ГГц и ниже фидером служит коаксиальный кабель, поскольку поперечные размеры волноводов на этих частотах велики. В диапазонах4,6 и 8 ГГц применяют круглый волновод диаметром d=70мм. Такой большой диаметр обеспечивает погонные потери энергии основной волны a₁ не более 0,02дБ/м на частоте 4 ГГц и еще меньше в других диапазонах. Основной тип волны – Н₁₁. В волноводе диаметром 70 мм на частоте 4 ГГц кроме Н₁₁ может распространяться волна типа Е₀₁; на частоте 6 ГГц к ним добавляются волны Е₁₁, Н₀₁, Н₂₁, Н₃₁, а на частоте 8 ГГц и другие волны высших типов. Такой волновод называют многоволновым. Одноволновый режим работы можно получить, уменьшив d. В эллиптическом волноводе основной тип волны с Н₁₁, в прямоугольном – Н₁₀. Размер поперечного сечения этих волноводов выбирают, исходя из условия одноволновой работы для каждого частотного диапазона. Поэтому они дают бóльшие, чем круглый волновод, погонные потери основной волны a ₂»0,045 дБ/м. Из эллиптических и прямоугольных волноводов выполняют, как правило, только короткие участки фидера.

К точности изготовления внутренней поверхности многоволновых волноводов предъявляют жесткие требования. Тем не менее реальный волновод из-за технологических допусков всегда имеет неоднородности в виде изменения среднего диаметра, изломов и изгибов продольной оси, эллиптичности поперечного сечения. На неоднородностях круглого волновода, например около приемной антенны, возникают волны высших типов. Вместе с волной Н₁₁ они распространяются по волноводному, отставая от нее из-за различия в групповых скоростях распространения. Затем на других неоднородностях, например в месте подключения РФ, часть энергии паразитной волны преобразуется в энергию основной волны и попадает на вход приемника. Так возникает запаздывающий сигнал, который порождает переходные шумы в каналах точно так же, как и отраженный сигнал. Уменьшают такие шумы подавлением паразитных волн с помощью заграждающих или поглощающих фильтров (ФП) волн высших типов, включаемых в фидер. Фильтры следует устанавливать рядом с источниками паразитных волн.

Неоднородности круглого волновода в виде эллиптичности поперечного сечения поворачивают плоскость поляризации поля на некоторый угол Y _в. Из-за поворота плоскости поляризации появилась кроссполяризованная составляющая Е_г*. Она является помехой для сигналов с горизонтальной поляризацией Е_г. В фидерах РРЛ принято компенсировать кроссполяризованную волну с помощью корректора эллиптичности (КЭ).

Круглый волновод устанавливают на открытом воздухе. Его надо защищать от попадания внутрь пыли и влаги. При колебаниях температуры воздуха внутри волновода может сконденсироваться влага, что увеличивает потери энергии основной волны. Чтобы исключить их, волновод герметизируют, а воздух в нем периодически осушают. С этой целью в фидере устанавливают герметизирующие вставки (ГВ) и волноводные секции (ВСШ) со штуцером для присоединения воздухопровода и с отверстиями для подачи в волновод осушенного воздуха.

Для разделения волн разной поляризации в волноводах устанавливают поляризационные селекторы (ПС), для согласования волноводов разного сечения – плавные волноводные переходы (ПВ).

Схемы антенно-фидерных трактов. Антенно-фидерный тракт с АДЭ для работы на волнах двух поляризаций в диапазоне 6 ГГц (рисунок 7.5а) включает вертикальный участок на круглом биметаллическом волноводе (КВБ) и два горизонтальных участка на эллиптических гибких волноводах (ЭВГ). Обычно РРС оснащают монтажными комплектами КВБ длиной 5…120 мм и монтажными комплектами ЭВГ 1,5…30 м, позволяющими наращивать необходимую длину фидера.

Рисунок 7.5. Схемы АФТ для диапазона 6 ГГц с АДЭ (а), РПА (б)

Монтажный комплект ЭВГ содержит арматуру (концевые заделки) для стыковки ЭВГ с прямоугольным волноводом. Назначение вспомогательных устройств КЭ, ФП, ПС, ГВ И ВСШ пояснено выше. Поскольку облучатель АДЭ герметичен, то гермовставки ГВ1 установлены только снизу. Они выполнены на волноводе прямоугольного сечения и имеют штуцер для подачивоздуха. Вертикальный волновод соединен с облучателем АДЭ посредством двух плавных изгибов ПИ по 45 ⁰. Эти изгибы увеличивают уровень волн высших типов (Е₁₁ и Н₁₂), поэтому рядом установлен заграждающий фильтр, состоящий из двух идентичных волноводных переходов ПВ1 и ПВ2 круглого сечения 70/43 мм. Переход ПВ1 плавно уменьшает диаметр волновода до 43 мм, а ПВ2 включен ему навстречу. Волновод диаметром 43 мм на частоте 6 ГГц является двухволновым, поэтому стык двух ПВ пропускает только волны двух типов Н₁₁ и Е₀₁. Последнюю поглощает ФП. В диапазоне 6 ГГц ПС имеет вход в виде круглого волновода диаметром 43 мм. Поэтому перед ним включен ПВ3, идентичный ПВ1. Замыкает вертикальный участок поглощающая нагрузка R, устраняющая резонансные явления.

В диапазоне 8 ГГц схема АФТ такая же, но с другими переходами ПВ1 – ПВ3, ПС и ЭВГ. В этом диапазоне двухволновый волновод имеет d=32 мм. Поэтому применены ПВ 70/32 мм и вход ПС имеет d= 32 мм. Размеры поперечного сечения ЭВГ падают с ростом частоты.

В диапазоне 4 ГГц в круглом волноводе d=70 мм волны Е₁₁ и Н₁₂ не распространяются, а вход ПС имеет d=70 мм, поэтому исключены ПВ1 – ПВ3. Но при этом ФП рекомендуют устанавливать ближе к антенне, до КЭ.

С РПА фидер соединяют (рисунок 7.5б) с помощью плавного перехода ПВ4. Со стороны РПА он имеет квадратное сечение 72´ 72 мм, со стороны волновода – круглое d=70 мм. В фидере установлена верхняя герметизирующая вставка ГВ2 на круглом волноводе, так как облучатель РПА не герметичен; ПВ1 и ПВ2 не нужны, поскольку трасса круглого волновода без изгибов. Начиная со входа ФП, АФТ имеет ту же схему, что и на рисунке 7.4а. Короткие АФТ выполняют полностью на ЭВГ.

Основные параметры АФТ. Приемный фидер ослабляет сигнал и ухудшает отношение сигнал-шум на входе приемника. Так же влияет передающий фидер, уменьшая ЭИИМ.

Коэффициент полезного действия передающего (приемного) фидера

h _п=10^{-0,1a фп},

где

a _ф.п =a _ВУ +a ₁l₁+a ₂l₂;

a _ф.п – потери энергии основной волны в передающем АФТ; a_ВУ – ослабление, вносимое вспомогательными устройствами; l₁и l₂ – длина вертикального и горизонтального участков фидера с погонными потерями a ₁и a ₂ соответственно. Получить большой КПД фидера на РРС, где необходимо высоко ставить антенны, можно, разместив аппаратуру в кабине под антенной либо используя ПАС.

В ТФ канале АРРС возникают переходные шумы из-за отражений в фидерах. Модуль коэффициента отражения r определяет амплитуду запаздывающего сигнала и мощность переходных шумов. Последняя не превышает допустимых значений, если в точках подключения ПС и антенны r =r ₁=0,01…0,035, а на стыке секций r =r _с на порядок меньше. Меньшие значения r относятся к АРРС с большим N. Для характеристики согласования элементов АФТ служит также коэффициент стоячей волны (КСВ)

k_с.в=(1+r )/(1-r ).

При проверке АФТ обязательно измеряют КСВ на его входе (со стороны подсоединения аппаратуры). В рабочей полосе частот обычно получают КСВ не хуже 1,15…1,2.

siblec.ru

Антенно-фидерные устройства — это… Что такое Антенно-фидерные устройства?

Антенно — фидерные устройства (АФУ) — предназначаются для передачи сигналов в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи информации свободное распространение радиоволн.

Функции антенн в указанных системах сводятся к излучению или приему электромагнитных волн. Соответственно различают передающие и приемные антенны, подключаемые либо к передатчику, либо к приёмнику. Подключение осуществляется обычно не непосредственно, а с помощью линий передачи энергии (фидеров).

Антенны

Передающая антенна преобразует энергию волн, поступающих по фидеру от передатчика к антенне, в энергию свободных колебаний, распространяющихся в окружающем пространстве. Передающая антенна должна не просто излучать электромагнитные волны, а обеспечивать наиболее рациональное распределение энергии в пространстве. В связи с этим одной из основных характеристик передающих антенн является диаграмма направленности (ДН) — зависимость излучаемого поля от положения точки наблюдения (точка наблюдения должна находиться в дальней зоне — на неизменно большом расстоянии от антенны). Требования к направленности колеблются в очень широких пределах от близких к направленным (системы радиовещания и эфирного телевидения) до резко выраженной направленности в определенном направлении (дальняя космическая радиосвязь, радиолокация, радиоастрономия и т. д.). Направленность позволяет без увеличения мощности передатчика увеличить мощность поля, излучаемого в данном направлении, а также позволяет уменьшать помехи соседним радиотехническим системам, то есть способствует решению проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС). Направленность можно получить только когда размеры антенны существенно превышают длину волны колебаний.

Приёмная антенна улавливает энергию свободных колебаний и превращает ее в энергию волн, которая поступает по фидеру на вход приемника. Для приемных антенн диаграмма направленности (ДН) — это зависимость тока в нагрузке антенны, то есть в конечном счете в приемнике, или ЭДС наводимой на входе приемника, от направления прихода электромагнитной волны, облучающей антенну. Наличие направленных свойств у приемных антенн позволяет не только увеличивать мощность выделяемую током в нагрузке, но и существенно ослаблять приём различного рода помех, то есть повышает качество приёма.

Любую передающую антенну можно использовать и для приёма электромагнитных волн и, вообще говоря, наоборот, однако из этого не следует что они одинаковы по конструкции.

Фидеры

Важную роль в работе антенных устройств играет линия передач (фидер), которая передаёт энергию от генератора к антенне (в передающем режиме) или от антенны к приёмнику (в режиме приёма).

Основные требования к фидеру сводятся к его электрогерметичности (отсутствию излучения энергии из фидера) и малым тепловым потерям. В передающем режиме волновое сопротивление фидера должно быть согласовано с входным сопротивлением антенны (что обеспечивает в фидере режим бегущей волны) и с выходом передатчика (для максимальной отдачи мощности). В приёмном режиме согласование входа приёмника с волновым сопротивлением фидера обеспечивает в последнем режиме бегущей волны, согласование же волнового сопротивления фидера с сопротивлением нагрузки — условие максимальной отдачи мощности в нагрузку приёмника. В зависимости от диапазона радиоволн применяют различные типы фидеров:

• двух или много-проводные воздушные фидеры
• волноводы прямоугольного, круглого или эллиптического сечений
• линии с поверхностной волной

и другие

Литература

См. также

dic.academic.ru

что это, принцип действия, разновидности

Фидер  в электроэнергетике — это  часть линии электропередачи, по которой электричество передается в распределяющую энергосистему.  Одновременно фидер (название происходит от английского feeder — питатель) является элементом, который выравнивает напряжение в различных точках распределительной схемы: такой перепад обусловлен различной мощностью потребителей, подключенных к подстанции.

Принцип действия и классификация

Что такое фидер в электроэнергетике. Его часто путают с распределителем, ведь тот тоже передаёт энергию от генерирующей станции (или подстанции) к точкам потребления электроэнергии. Однако фидер не выполняет промежуточный контроль, поэтому значения силы тока остаются одинаковыми как на отправляющей, так и на принимающей стороне.

В зависимости от условий эксплуатации фидеры подразделяют на следующие группы:

• Промышленные;
• Для применения в сельском хозяйстве;
• Бытовые (осветительные).

В последних случаях линия  рассчитывается на напряжение 220 В (для остальных видов — на 220 и 380 В).

Последовательность функционирования фидера определяется его назначением. Фидерная линия является частью электрической распределительной сети. Электрическая схема в здании, которая передает энергию от трансформатора или иного подобного устройства к распределительной панели, представлена на рисунке 1. Различные потребители подключаются к шинам с целью  подачи различных нагрузок: силовых и/или осветительных.

Проводники распределительных питающих линий выходят ​​от автоматического выключателя (или устройства повторного включения цепи подстанции) через подземные кабели, называемые выходными.  Таким образом, фидер в электрике является частью системы распределения энергии от первичных устройств к вторичным. Как следует из рисунка 1, после передачи энергии по линии она достигает  подстанции, где напряжение сети может уменьшиться, в зависимости от мощности и количества потребителей.

Составляющие

Что такое фидер в электрике. Поскольку он является  главным проводником, то от него питание подается к основному центру нагрузки и далее на распределитель (обычно трёхфазный, четырёхпроводной). Далее нагрузка поступает  в обслуживающую сеть, к которой уже подсоединены непосредственные потребители (смотреть рисунок 2).

Рисунок 2. Элементы внутренней фидерной линии

Фидеры в электрике проектируются на основе токонесущей способности проводников, а их расчёты производятся по известным значениям падения напряжения и длительности линии (максимально — до 12…15 км).

В состав линии включают не все проводники. Те из них, которые находятся между точкой обслуживания и устройствами, предназначенными для отключения потребителя,  являются служебными проводниками. Тут применяются специальные правила обслуживания, поскольку они не имеют заземляющих устройств и других защитных приспособлений (кроме тех, которые предусмотрены на первичной стороне вторичного трансформатора).

Фидер для электрика далеко не всегда представляет собой любое внутреннее разветвление, поскольку разветвлённая цепь включает в себя проводники между конечным устройством максимального тока, защищающим цепь, и розеткой (независимо от того, на какой ток рассчитана арматура).

Схема линии

Она потребуется всякий раз, когда производится частичная перепланировка внутренних и внешних силовых подключений. При этом необходимо знать значения следующих параметров:

1. Общую расчётную нагрузку.
2. Максимальное значение коэффициента спроса.
3. Предельные значения силы тока.
4. Максимальную длину внешних проводников.
5. Характеристику устройств защиты от перегрузки.

Типичная электрическая система может содержать несколько типов фидеров. В соответствии с этим линии рассчитываются на разные виды нагрузок — непрерывные, периодические, комбинированные, внешние. Последние учитываются при проектировании системы энергоснабжения отдельных зданий.  В особо сложных случаях фидеры могут быть составными, представляющими более чем одну систему напряжения, либо имеющими в своём составе  линии постоянного тока.

Электрическая схема одного из участков представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Электрическая схема одного из блоков внутреннего фидера

Первичные фидерные линии характерны для электростанций. Распределительный узел может быть внутренним или внешним. Хотя правила защиты от перегрузки по току в электрике варьируются в зависимости от поставляемой нагрузки, предел обычно устанавливается по конечной ветке.

Как идентифицировать фидерную линию

При наличии фидеров, питаемых от разных систем напряжения, каждый незаземлённый проводник должен быть установлен по фазе или линии на всей её длине: от точки подключения до точки сращивания. Идентификация не заземлённых проводников системы переменного тока может осуществляться с помощью цветовой маркировки, маркировки ленты или других утвержденных средств. Красный цвет разрешается использовать для не заземлённого проводника положительной полярности, а черный цвет — для проводника отрицательной полярности.

За исключением систем повышенной мощности и изолированных систем электропитания, для идентификации не заземлённых проводников переменного тока используют оранжевый цвет. Он разграничивает верхнюю часть четырёх-проводной системы, соединенной треугольником, где заземлена средняя точка однофазной обмотки, от остальной части сети. Если в тех же помещениях присутствует система высокого напряжения (более 220 В), то для маркировки обычных фидерных проводников следует использовать коричневый, оранжевый и жёлтый цвет (смотреть рисунок 4). Маркировочные ленты или другие средства идентификации фидера используются также для различения участков с разными напряжениями.

Рисунок 4. Маркировка проводников фидера с  различной полярностью и допустимыми температурами нагрева

Цепи ко всем устройствам, которые требуют электропитания, запускаются от предохранителей или автоматических выключателей. В фидерных цепях используются более толстые кабели, которые проходят от главной входной панели к меньшим распределительным панелям — щитам, являющимися центрами нагрузки. Эти щиты расположены в удаленных частях дома или в хозяйственных постройках, они также используются для перераспределения энергии, например, в гаражах или паркингах.

Как определить нагрузку на фидер

В новых домах прокладываются преимущественно трёхфазные линии, рассчитанные на напряжение  220-240 В переменного тока. При этом все схемы в доме, которые проходят от главной входной панели или от других небольших панелей к различным точкам использования, являются ответвительными цепями, использующими только две основные шины.

Предохранители или прерыватели рассчитывают на токовую нагрузку 15 или 25 А.

15-амперные ответвления идут к потолочным светильникам и настенным розеткам в помещениях, где устанавливаются менее энергоемкие устройства, а 20-амперные цепи подводят к розеткам на кухне или в столовой, где используются более мощные приборы.

Считается, что 15-амперная схема может обрабатывать в общей сложности 1800 Вт, в то время как 20-амперная схема выдерживает до 2400 Вт. Эти пределы установлены для цепей с полной нагрузкой, на практике же мощность ограничивается до 1440 Вт и 1920 Вт соответственно.

Для определения нагрузки на цепь суммируют индивидуальную мощность для всех подключённых потребителей. При расчете нагрузки в каждой ответвленной цепи учитывают устройства с приводом от двигателя, которые потребляют больший ток момент запуска.

Типы фидерных линий

Требования к расчету нагрузок на ответвления, обслуживание и фидер разграничены относительно следующих категорий потребителей:

• Электроприборы;
• Нагрузки общего назначения;
• Индивидуальные;
• Многопроводные.

Нагрузки общего освещения,  и на разветвленные цепи небольших приборов рассчитываются одинаково. При стандартном методе расчёта нагрузки, когда имеется четыре или более закреплённых на месте потребителя, допустимо применять коэффициент спроса 75 %. При использовании дополнительного метода коэффициент спроса 100 % применяют только к стационарным потребителям. В паспортную таблицу включают все приборы, которые постоянно подключены или находятся в определенной цепи.

Внешнее устройство фидера, рассчитанного на напряжение 380 В, приведено на рисунке 5, а общий вид фидерного распределительного щита — на рисунке 6.

Рисунок 5. Общий вид фидерной линии  повышенного напряжения

Рисунок 6. Общий вид монтажно-распределительного щита для фидера

Видео по теме

profazu.ru