Ayuda para interpretar un diseño de la NASA

Estoy muy interesado en replicar un diseño publicado por la NASA aquí: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19670027843.pdf

Específicamente, el arreglo en la página 11. Tengo un diseño similar usando un acoplador híbrido, y esto es casi lo que quiero construir en términos de sistema de antena, pero no entiendo cómo se conecta el cable coaxial a los elementos de la antena como se muestra. en este diagrama.Red Fases

Ya obtuve una respuesta a esta pregunta exacta en ham.SE :

Tampoco tiene mucho sentido para mí, o mejor dicho, los detalles no están especificados adecuadamente. Lo que se especifica en el documento que vinculó es:

El monopolo cercano a un cuarto de onda, alimentado como la mitad de un par de antenas opuestas, tiene una impedancia de entrada del orden de 80 ± 45 . Por lo tanto, es posible igualar la impedancia a 50 o 100 ohmios según los requisitos del sistema. Por lo general, se hace un gráfico de impedancia frente a la longitud de las antenas en la estructura adecuada y se selecciona un valor conveniente de longitud para facilitar la comparación. Los componentes correspondientes (todos reactivos) se instalan en una pequeña cámara en la base de cada antena. Esto permite que el resto del sistema de alimentación opere en una condición balanceada de baja pérdida.

(Yo asumo eso 80 ± 45 es un error tipográfico y 80 ± 45 > Ω se entiende.)

Los únicos “pares opuestos” en este sistema son los pares de antenas desfasadas 180°, como el par de #1 y #3.

Dado que #3 es (llamado) un monopolo, al final de una línea de alimentación de 50 Ω, debe alimentarse como una antena de plano de tierra, con la cubierta exterior de la nave espacial conectada como plano de tierra.

Entonces, dado que hay una línea de 50 Ω a la izquierda y una línea de 50 Ω a la derecha del n. ° 1, debemos concluir que lo que se llama una red coincidente de hecho incorpora un divisor de potencia para dividir ( o combinar) la señal entre el n. ° 1 y la línea al #3.

No encuentro esto muy plausible, pero es la mejor interpretación que encuentro hasta ahora de lo que está escrito allí.

Asumiría que sería simplemente el centro del cable coaxial, pero esto realmente no tiene sentido con la forma en que entiendo cómo conectar el cable coaxial a un elemento. Si alguien pudiera explicar la conexión a la antena, se lo agradecería.

por favor, no hagas publicaciones cruzadas sin siquiera mencionar la pregunta original. Es una falta de respeto, y la gente dedicaría tiempo a explicar algo que ya se ha explicado en otro lugar.
Me aseguraré de anotar cuando cruce la publicación en el futuro.
Dices "la forma en que entiendo conectar coaxial a un elemento" y nadie en este sitio es un lector de mentes, excepto el chico nuevo que comienza la próxima semana LOL. ¿Cómo conectaría naturalmente una pieza de cable coaxial a un monopolo de cuarto de onda, por ejemplo?
Al conectar el conductor central, el elemento y la trenza al plano de tierra o reflectores.
Andy, ¿qué piensas acerca de que la pata del cuadrante inferior derecho tenga el coaxial y el conductor central invertidos en la unión inferior del híbrido?

Respuestas (1)

Están analizando diplexores de antena de diferentes satélites que no tienen el mismo diseño.

En general, al leer hojas de datos comerciales maduros y documentos de la NASA, es mejor ASUMIR que no comprende , ANTES DE ASUMIR que el documento es incorrecto .
(mi opinión de 40 años de experiencia)

Sin embargo, esta lógica no se aplica a los esquemas web aleatorios que están mal documentados y luego puede asumir un alto riesgo de error debido a especificaciones deficientes y suposiciones faltantes.

  • El diagrama que muestra en esta pregunta es para Explorer 34 , mientras que el texto agregado de la pregunta anterior es para Explorer 32, que son diseños completamente diferentes.

  • el texto del Explorer 32 se indicó correctamente.

  • una impedancia de entrada del orden de 80 ± 45 ...para igualar la impedancia a 50 o 100 ohmios según los requisitos del sistema".

    (Esto se debe a que ¼λ invierte la impedancia y es muy sensible para sintonizar Z por longitud).

    • Explorer 32 usa un divisor ¼λ en fo=c/λ, produce una diferencia de 90°. fase o ± 45° de un solo extremo a cada antena. Usó un divisor de 90 ° con 2 diff. Antena stripline para hacer una antena de 4 puertos en cuadratura.
    • Explorer 34 utiliza un divisor híbrido coaxial de 70 Ω en cuadratura para cuatro (4) antenas de 100 Ω en cuadratura. Usando una combinación de divisores de dirección, diversidad y fase para que cada antena sea coherente en fase en la longitud de onda resonante
      • (ya debería saber por la teoría de la línea de transmisión que ½λ produce 180° con la misma Z en cada extremo en fo.)

Para los que no lo saben ya; combinador , divisor y acoplador son sinónimos en los componentes de RF, ya que pueden usarse en cualquier dirección, por lo tanto, los nombres únicos implican uso. El acoplador tiene un significado más universal, bidireccional. por ejemplo, dir. acoplador, DC-3 es también un divisor o un combinador.

¿Qué número crees que es mejor y por qué?


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Nota personal


En 1976, tuve que diseñar una antena de telemetría VHF para uno de los cohetes más pequeños de nuestra empresa, el Black Brandt VI, todos destinados a la investigación de plasma y llevados a cabo experimentos para la atmósfera superior desde 50 a 1000 km de altitud. Esta antena debía enrollarse durante el lanzamiento y luego expulsarse después de alcanzar la velocidad supersónica máxima mientras giraba alrededor de 5 ~ 10 Hz. Luego, el cono de la nariz se expulsó y expuso mi cable trenzado enrollado plano en un carrete de nailon que, por fuerza centrípeta, giró como un dipolo perfecto en el vacío del espacio y luego descendió en paracaídas una vez que se alcanzó el aire. Hubo una prueba de giro oficial en el laboratorio para mi antena de cono de nariz donde la giran y luego expulsan las conchas y el cono de nariz. Funcionó. En vuelo desde Churchill, la estación terrestre utilizó una antena de seguimiento automático quad Helix. Las señales fueron perfectas hasta que se acercó al horizonte donde el giro sería ortogonal y, por lo tanto, tendría datos nulos cada 1/10 de segundo cuando los extremos de la antena apuntan directamente hacia nosotros. Afortunadamente, todos los datos necesarios eran anteriores a este tiempo. Tuve varios viajes muy interesantes de 2 semanas a Churchill, también Aurora muy chula y "apagones" en los que apenas puedes ver las luces traseras frente a ti y rastrear osos polares que saltan sobre vertederos de basura protegidos con alambre de púas de 14 pies como si fuera una simple cuna. . (También diseñé sistemas de seguimiento Dopper Azimuth para BB-IV, BB-V, etc.)

ps los diagramas de bloques deben combinarse con la longitud de la antena, el acimut y el ángulo de elevación junto con; plano terrestre; balun de ferrita y sintonización reactiva LC para obtener > 15 pérdidas de retorno y obtener (buena) pérdida de transmisión para diferentes antenas receptoras (polares y lineales) como se muestra en los diagramas polares.

Las razones que especifica son por qué decidí publicar aquí, y no incluí la respuesta que fue editada por Marcus. Mi aplicación es similar a cada caso, utilizando un acoplador híbrido de 90 grados de montaje en PCB. Todavía no he participado en una misión BB, pero he volado cargas útiles en tres misiones Terrier-Orion fuera de WFF. Los cohetes sonoros son una plataforma genial para la investigación en el espacio bajo.
Entendido... Debes mostrar tu experiencia en tu perfil para que otros se conecten contigo. Científicos de todo el mundo utilizaron nuestras cargas útiles con instrumentos muy interesantes. Uno con una madre hija separando la neblina de agua pulverizada de la carga útil y realizando un análisis espectral en la ionosfera como un Vector Network Analyzer en el '78. Mi primer avistamiento de un BB4 con un Nike Booster estaba tratando de tomar imágenes con 35 mm. Creo que obtuve 5 clics rápidos antes de que se perdiera de vista, excepto el rastro de humo, directamente hacia arriba alcanzando Mach 7 y subiendo más de 1,000 km y luego bajando 30 minutos después...
Lo añadiré a mi lista de pendientes. Mi experiencia es bastante profunda para un estudiante de último año. Ver despegar los cohetes sonoros es impresionante, un destello y se van antes de que el sonido llegue.
La ganancia y la dirección son siempre una compensación con el riesgo de que los nulos en las direcciones fuera del eje pierdan contacto. Dado que una antena isotrópica solo existe en teoría y la verdadera ganancia unitaria omnidireccional es imposible en todas las direcciones, la mejor antena evita los nulos y brinda la menor pérdida en todas las direcciones con un compromiso mínimo de ganancia. Esto es contrario a la antena fija donde la ganancia máxima se compensa con la dirección. La analogía isotrópica más cercana para ganar con la luz, podría ser una vela visible desde todos los lados excepto el candelabro.
La combinación del ángulo de acimut reflejado en el panel solar y la antena de impedancia adaptada en cuadratura con un divisor de cuadratura en Explorer 35 parece tener los mejores gráficos polares en 3D.
Estoy trabajando en el modelado del sistema en 4nec2. Nuestro cubesat necesita acercarse a la radiación isotrópica debido a la comunicación con la tierra y otros dos satélites en constelación desde un sistema de antena. Los modelos más cercanos que tengo son solo -3.6dB en los nulos, lo cual es aceptable para la mayoría de nuestros presupuestos de enlace.
No pensé que sería posible