Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti

Antena Cassegrain pentru 24 GHz

Viorel Țepeluș YO4RHY

Pentru că am testat îndelung transverterul de 24 GHz, trebuia să optez pentru o antenă. Am ales reflectorul Cassegrain, prime-focus întrucât prezintă câteva avantaje:

- Geometrie simplă.
- Convenabilă în regim portabil terestru.
- Echipamentul montat în spatele parabolei.
- Câștig bun, asociat cu posibilitatea controlului gabaritului beam-ului și orientarea precisă.
- Feedline este simplu, fără complicații constructive, fie rectangular (WR42) fie circular.

Pentru o parabolă oarecare, începem prin a evalua câstigul având în vedere diametrul aperturii, și lățimea beam-ului la 3db.


Click pentru varianta largita

Primul pas, este determinarea focarului f, măsurând diametrul util și adâncimea parabolei în centrul ei, f =D2/16c


Click pentru varianta largita

f - distanța focală a parabolei.
DP - diametrul util al aperturii.
c - adâncimea parabolei.
DS - diametru subreflector.
Fv - distanța focală a parabolei virtuale.
Dv - diametrul parabolei virtuale egal cu a parabolei.
cv - adâncimea parabolei virtuale.
n - distanța subreflectorului față de focarul parabolei.
m - distanța (critica) subrefelectorului fata de focarul virtual.
l feed - lungimea (critică) a ghidului în parabolă.

Urmează de stabilit diametrul subreflectorului, care trebuie să aibă:
DS > 5 lambda,
DS < 0,3DP

Aceste două limitări, conform RSGB, au fost stabilite în timp, ca urmare a experimentelor. DS/DP(1) - proporționalitatea geometriei poziției subreflectorului. fv/DV - raportul parabolei virtuale (în practică se ia mai mare de 0,5...0,6)

(1) Raportul de proporționalitate este format în triunghiurile asemenea determinate de (f-c), Dp/2, Ds/2 și dreapta imaginară a reflexiei din marginea aperturii

Feedline și montajul:


Click pentru varianta largita
Feedline și montajul în centrul parabolei,
nivela care indică polarizarea orizontala.


Click pentru varianta largita
Subreflectorul, piesa alunecătoare și șurubul de blocare


Click pentru varianta largita
Montajul pe feedline al subreflectorului


Click pentru varianta largita
Antena în timpul unui QSO cu YO8ROO cu transverterul SP8XXN, pe vârful Tașbuga – Puricani la 123km


Click pentru varianta largita
Orizontul de vizibilitate terestra pentru QSO Vârful Tașbuga - Puricani

Antena Cassegrain prime focus, de 650 mm la care am montat feedline circular de 10/12 (F cutoff 17,5 GHz) din alamă.

Distanța maximă a unui QSO a fost de 144 km pentru parabola de 650 mm, între Muntenii de sus și Ceahlău, condițiile de recepție au fost 55 la 56 fiind prezentă ceața pe traiectul QSO-ului știut fiind, că umiditatea absoarbe bine frecvențele în jur de 23 GHz. Vezi și studiul YO3GNF.


Click pentru varianta largita

Asociat modului de calcul de mai sus antena de 450 mm diametru și 90 mm adâncime, s-au montat două, pe fiecare port RX, TX al transverterului SP8XXN.

În imagine Cassegrain prime-focus 450mm. În timpul montarii antenelor pe transverterul SP8XXN, de către YO8ROO.

Cele câteva QSO-uri cu YO7CW, YO3CYR, YO4RHY, YO4RXX au fost făcute fără un reglaj riguros.


Click pentru varianta largita


1) Parabola are 450 mm diametru și 90 mm adâncime. (38 dBi la beamwidth 3 dB de aprox. 2°)
2) F = D2/16c 450 x 450/16 x 90 = 140,6 mm
3) Stabilim diametrul subreflectorului la70 mm
4) Raportul de proporționalitate 70/450 = 0,155
5) Se stabilește distanța, n = (f-c)0,155 (140,6-90)0,155 = 7,8 mm
6) Stabilim fv, fv/Dv = 0.6, fv = 450 x 0,6 = 270mm
7) determinăm cv 270 = 450 x 450 /16cv, rezulta 46,75mm
8) m = (fv-cv)0,155 (270-46,75)0,155=34,6
9) Lungimea tronsonului în parabolă, l feed= f – (m+n) 140,6-(34,6+7,8) = 98,3mm

Rezultă un tronson ghid fie rectangular (wr42) fie circular de lungime 98 mm (critică), fixat în centrul parabolei cu șuruburi. Pe feedline se montează subreflectorul la distanța (critică) de 34,5 mm.

Pe piesa de alunecare se pune un șurub de blocare și se lipesc trei montanți la 1200 (bara sau țeava de alamă de 4 mm) pe care se suspendă centrat discul subreflectorului de 70 mm, (tabla de alamă de 1mm). Vezi din nou foto2. Avem astfel posibilitatea reglării fin a distanței m.

Pentru construcțiile care opteaza pe o trecere SMA-WR42 optimizată industrial, este suficient prelungirea cu un tronson WR42 de lungime care rezulta din calcul.

Reglajul parabolei consta în a găsi poziția optima subreflectorului pe feedline, fie ascultând o baliza de câțiva mW la o distanță cât mai mare (în jur de 18km în cazul meu și vizibilitate directă), fie cu fieldmeter caz în care se poate urmări și gabaritul beam-ului la 3db.

Cei care doresc să construiască, în imaginea alăturată (preluată de pe https://www.cbjilemnice.com/index.php?page=24) trecere de la SMA la R220=WR42, la care singurul reglaj necesar fiind poziționarea precisă a pistonului.


Click pentru varianta largita

Tranziție coax – WR42 pentru a experimenta în privința adaptării.


Click pentru varianta largita

FEEDLINE CIRCULAR:


Click pentru varianta largita

Este de construcție proprie. Am avut în vedere studiul lui W1GHZ publicat(3) în QEX din 2001.

Nu prezintă dificultăți în abordare. Este o țeava de alama 10/12 lustruită bine la interior, în care, prin înfiletare intră un piston cu cinci porțiuni de șocuri RF, pentru adaptare optimă. Proba RF este innerul cablului UT141. Este un detaliu caruia trebuie acordată multă atenție, în sensul că trebuie păstrată geometria impedanței cablului. Tot ansamblul înainte de montarea definitivă trebuie cositorit. Nu am prevăzut un conector SMA (ar fi introdus pierderi suplimentare) astfel lungimea cablului UT141 este de aproximativ 3 cm pana la releul coaxial.


Click pentru varianta largita

Despre măsurători:

Având în vedere schema bloc a transverterului, a fost relativ simplu de a-l include într-un bloc de măsură.


Click pentru varianta largita

Astfel, deconectând IF-TX al 23X1008-XP am introdus 1ST LO al analizorului.


Click pentru varianta largita

Sunt trei etape. Toate trei etape le-am însoțit cu fieldmeter. Directivitatea(2) a fost mai bună de 31 dB.

a) Doar feedline fără subreflector. Directivitate bună, câmp puternic la 6m.
b) Feedline cu subreflector montat, față de reglajul anterior a trebuit rotit pistonul 15% CCW șurub de adaptare rămas în poziție inițială. Câmp mai slab, la 1m distanță în spatele reflectorului a revenit la indicația de la prima etapă.
c) Cu întregul ansamblu montat. Măsuratoare făcută direct în TX – OUT (fără releu coaxial). Rotit tot CCW aprox 10% și corectat din șurub de adaptare puțin prin CW, pentru o aceeași directivitate. Câmp aproximativ 45...50 % față de prima etapa, lat de aprox. 70 cm la distanța de 6m.

BALIZA:

Este pe fudamentala de 12024,050 MHz cu un nivel de 8 dBm, (în urma multiplicării cu 6 a unui PLL pe 2004,01 MHz cu ADF 4106) dublată cu o dioda BAT015 direct în antena omni.


Click pentru varianta largita

Antena este inspirată de https://croatia-microwave.blogspot.com/2012/06/


Click pentru varianta largita

Primul test a fost la 5,3 Km. Semnal consistent. Reglarea distanței subreflectorului nu a avut un rezultat decelabil. Al doilea test la aprox. 18km distanță și vizibilitate directa am obținut o îmbunatațire prin schimbarea distantei “m”. Deplasarea a fost de aproximativ 1,5mm în sensul creșterii lui ”m” fața de poziționarea rezultată din calcul.


Click pentru varianta largita


Click pentru varianta largita

(2)nota de la GAUGE THE ACCURACY OF SNA MEASURAMENTS – PRODUCT TECHNOLOGY Scalar-network-analysis accuracy depends on the quality of associated signal generators and measurement hardware (3) Understanding Circular Waveguide—Experimentally by W1GHZ

O modalitate pe care am experimentat-o la 3cm, împreuna cu YO4HFU, pentru a verifica adaptarea tranziției, este următorul aranjament:


Click pentru varianta largita

Mai multe aspecte practice legate de partea de masură se pot găsi aici.

Imaginea pe ecranul analizorului, după conectarea tranziției WR90 la portul D.U.T


Click pentru varianta largita

În imagine se observă S11 la 10,334 GHz și aproximativ -28 dB.

O alta tranziție. Punctul albastru reprezintă S11


Click pentru varianta largita

Notă:
Cei care au optat pentru transverterul SP8XXN vor avea probleme cu recepția. În arhitectura internă a transverterului, dupa primul MMIC, filtrul are banda de trecere mult mai jos decât banda de lucru destinată radioamatorilor. Astfel, atenuarea filtrului este în jur de -19 dB, pentru frecvența de 24.048 GHz.


Click pentru varianta largita

73 și succes!
Viorel, YO4RHY

Viorel Țepeluș YO4RHY

Articol aparut la 9-12-2025

65

Inapoi la inceputul articolului

Nu exista comentarii postate.
Comentarii (0)  

Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "Antena Cassegrain pentru 24 GHz"
Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse iar dupa caz se va ridica dreptul de a posta comentarii.
Comentariu *
 
Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Regulamentul portalului | Contact