Для моих первых экспериментов по наблюдению нейтрального водорода на длине волны 21 см в качестве облучателя параболической антенны с отношением f/D=0,38 была использована антенна Харченко. Облучатель был помещен в фокусе параболического зеркала расчетное значение которого равно:
F=D2/16d (1), где D – диаметр параболического зеркала,
d – глубина параболического зеркала.
Из (1) →F= 1802/16·29.5=68.6 см.
Коэффициент усиления используемой параболической антенны при этом равен (dBi):
Ga=20log(10D·F) (2), где D – диаметр рефлектора (м),
F – рабочая частота (ГГц).
Из (2) →Ga = 20log(10·1.8·1.4204)=28.15 dBi
Вместе с тем потери в усилении есть всегда. Это и амплитудная неравномерность зеркала, а также фазовые ошибки. Таким образом суммарные потери для большинства любительских конструкций составляют от 2.5 до 3.5 дБ. Разность этого значение со значением полученным по формуле (2) необходимо учитывать при оценке реального коэффициента усиления антенны радиотелескопа.
Также одной из ключевых особенностей при конструировании облучателя является тот факт, что площадь облучателя должна быть небольшой, чтобы исключить затенение зеркала, а так как у параболических антенн с глубоким зеркалом коэффициент усиления сравнительно невысок и если есть возможность исключить дополнительные потери, не использовать возможность их снижения было бы в нашем случае контрпродуктивно.
В общем, проведя необходимые изыскания, я решил попробовать сконструировать петлевой облучать по конструкции DL4MEA.
Длина петли = длине волны.
Диаметр рефлектора = 0.65λ.
Расстояние между активным элементом и рефлектором = λ/8
Очень полезным оказался интерне-ресурс w1ghz.org. Здесь я нашел очень много информации о различных типах облучателей. Так вот, согласно номограмме ниже, эффективность параболического зеркала при f/D=0,38 составляет 70% (Для облучателя конструкции DL4MEA). Также его геометрические размеры меньше чем у облучателя Харченко (Фото 1).
Идем далее. В качестве рефлектора я использовал медную пластину. Разметил маркером геометрический центр, место установки активного элемента.
Позже в под нижней частью петли добавил регулировочный винт. Это для подстройки резонанса облучателя на рабочую частоту, так как при размещении последнего в фокусе антенны резонанс может уйти.
Устанавливаем облучатель в расчитанном по формуле (1) фокусе антенны и подключаем к нему антенный анализатор.
Значение КСВ на рабочей частоте 1.1. Активная составляющая комплексного сопротивления на рабочей частоте 49.8 Ом, реактивная составляющая 8.6 Ом.
Далее. МШУ и полосовой фильтр я решил расположить в распределительной коробке.
Конденсатор С1 и дроссель L1, выполняют функцию помехоподавления по цепи питания МШУ. Светодиод HL1 – подсветка облучателя. Для того, чтобы минимизировать механические повреждения входного ВЧ раъема МШУ, вызванных возможными работами по юстировке облучателя, я разместил МШУ на отдельной пластине из стеклотексталита, установленной на основную пластину посредством двух медных шин (На фото выше (1)), которые выполняют роль демпфера.
Штанги крепления облучателя крепятся к диэлектрической пластине (стеклотекстолит (1) рис. ниже).
Облучатель установленный в фокусе антенны радиотелескопа.
Теперь у нас всего готово. Ждем наступления хорошей погоды и начинаем проводить радионаблюдения.
P.S. но пока у нас по прежнему зима……