Yagi-Uda Dizisinin Kökenleri ve Mühendisliği

Yagi anteni, Yagi-Uda serisi olarak daha resmi olarak bilinen, 1926 yılında Shintaro Uda ve Hidetsugu Yagi'nin işbirliği ile işbirliğine dayalı olarak, temel elektromanyetik ilkeler bugün radyo mühendisliğinin ilk günlerinde olduğu gibi kalır; Bir standart Yagi, merkezi bir destek patlaması boyunca paralel metalik elementlerden oluşur: tek tahrikli bir element, genellikle yem hattına bağlanırken, genellikle bir veya daha fazla yansıma elementi yeniden şekillendirir; bir veya daha fazla yan yanarıtılmış bir şekilde yeniden şekillendirir;

Bu tasarımın güzelliği basitliği ve verimliliğinde yatıyor. İleri kazanç, dBiy'de izotropik radyatöre göre 10 ila 20 dBi'den elde edilen elementlerin sayısı ve spacing arasındaki hassaslık. Çok optimize edilmiş Yagi, uzun bir patlama ve birden fazla yönetmen ile ulaşım, mekanik olarak daha basit ve hafife alındığında, ölçeklendirme sistemleri için gerekli olan derece basit ve hafif hale geldiğinde çok daha kolay hale gelir.

Parasitik Elements Fiziği

Parasitik elementlerin radyasyon kalıbının nasıl şekillendiğini anlamak, bir fazla radiateşin olması gerektiğini anlamak, bu, yakınlardaki yansımaları ve yönetmenleri yönlendiren elektromanyetik bir alan yaratır.The reflector, being little more than the net impact, offer an inductive responseance that causes it to radiate with a step, effective canceling radyasyon to the correct intervals, being soon, a current cleive responseance with a stage.The net impact, reinforcing radyasyon forwarding the net effect is a focus to a focus to a focus to a focus to a focus to a focus.

Polarizasyon Özellikleri ve Onların Etkisi OTH Radar

Polarizasyon, Yagi'nin OTH radarı için kritik bir parametredir. Skywave, ionosphere aracılığıyla rastgele kutuplaşma rotasyonunu Faraday rotasyonu ile tanıtmaktadır, ancak iletileri iletmek ve antenleri minimum düzeyden daha iyi bir şekilde kullanmak için eşlemek gerekir.In yüzeysel olmayan OTH radarı, kutuplaşma çiftleri düşük yükseklik açılardan verimli bir şekilde tercih edilir ve yerel arazi algılamalarından daha verimli bir şekilde farklı zemin ayarlamalarını sağlar.

Ionospheric Propagation ve OTH Radar Konsepti

Konvansiyonel çizgi-görüler radar, Dünya'nın eğriliği ile sınırlıdır. Yüksek güçle mikrodalga frekanslarında bile, radyo ufuk sadece birkaç kilometrelik yüzey hedefleri için ve belki de yüksek çözünürlükte birkaç yüz kilometre uzaktadır. aşırı-horizon radarı bu kısıtlamayı öncelikle ionosphere, yüksek enerjide yüksek sıcaklık dalgaları yeniden finanse edebilecek üst atmosferde bir iyonize edilmiş plazma yüzeyinin bir bölgesi haline getirir.

Skywave OTH radarı, düşük bir yüksekliğe doğru bir HF enerjisinin bir kirişi iletiyor, genellikle ufukta 5 ve 20 derece arasında. kiriş vericiden 1000 ila ionospheric katmanına kadar uzanır.

Frekans Bağımlılığı ve Ionospheric Variability

Ionosphere statik bir ortam değildir. Özellikleri güneş aktivitesi ile değişir, gün, mevsim ve coğrafi konum.Dörtülen bir yol için en yüksek frekans, D tabakası absorpsiyonunun en az 10 ila 25 MHz arasında değişirken, D tabakasına nüfuz etmek için çalışır. OTH radar operatörleri sürekli olarak işletim frekansının 3–8 MHz aralığındaki frekansları sabit bant genişliğine sahip olmalıdır.

Kazan, Beam genişlik ve Radar Range Equation

Monostatik sistemler için radar aralığı, maksimum algılama aralığının, verici gücün dördüncü köküne göre orantılı olduğunu, anten kazanımı, hedef radar kesiti ve entegrasyon zamanı, aksine sistem gürültülerine karşılaştırıldığında, bu parametrelerin dördüncü kısmında, tespit aralığının sabit kalması durumunda güçte on altı kat artış gerektirdiğini belirtir.

Beam genişlik doğrudan angular çözünürlüğünü ve dağınık reddedilmeyi etkiler. 20 dB ile tipik bir Yagi, bir fazlı dizide birden fazla Yagis'i birleştirerek, hassas bir hedef yerelleştirmeyi sağlamak için 90 derecelik bir endüstri için, bu, alan genişliğinin dört ila beş bağımsız kirişin temeline ihtiyacı vardır: kirişin artışını artırmak için birden fazla Yagis'i tek bir dizide birleştirin.

Pulse Essay ve Coherent Entegrasyon

Yüksek çözünürlüklü Yagi dizilerinin modern sinyal işleme ile kombinasyonu, daha fazla performans elde etmek için radarın uzun vadeli dalgalar ile yüksek enerji ile yüksek çözünürlükte olmasını sağlar. Yagi'nin yüksek kazancı, ancak sadece anten istenen yönde yoğunlaşırsa ve zayıf yankıları yakalamak için aynı doğrudan fayda sağlar. Birkaç saniye boyunca sıkıca baskı oranlarının arttırılması ve yüksek orandaki basıncın arttırılmasına yardımcı olur.

Yagi Dizileri Kullanan Binbaşı OTH Radar Sistemleri

Avustralya'daki Jindalee Operasyonel Radar Ağı, Yagi tabanlı OTH radarının en sofistike örneklerinden birini temsil ediyor. JORN'in üç birincil sitesi Alice Springs, Laverton ve Longreach her özelliği, bazı aksaklıklar, ekspektif yapılarda birkaç kilometreler arası aralıklarla kullanılan Yagi elementleri kullanarak, 5-30 MHz bandı için optimize edilmiş, demiryolları üzerindeki bireysel elementleri 20-30 metre uzunluğundaki en kısa sürede genişletiyor.

Rusya'nın konteyner radar sistemi, Kovylkino'ya yakın bir şekilde dağıtıldı ve ek sitelere uzatıldı, hem iletim hem de resepsiyon için büyük Yagi tipi antenler kullanıyor. Raporlar, sistemin Avrupa ve Orta Doğu'nun tüm bölgelerine uçak takip edebileceğini gösteriyor, yagi elementlerini belirli frekans alt bandında yükselterek, 1990'larda, bu tür bir dizi gölgenin ikiyüzlülükteki yerinin bir araya geldiğini gösteriyor.

Yüzey-Wave OTH Radar ve Yagi Uygulamaları

Gökyüzü OTH radarı uzun menzilli gözetime hükmediyor olsa da, yüzeysel hava radarı, ufkun alt HF bandında farklı bir havayolu uçağı kullanıyor ancak yüzeysel olarak yüksek deniz yüzeyinin yüksekliğini artırmak için yüzeysel olarak yüksek radyasyona dayanıyor.

HF Yagi Design'da Mühendislik Meydanları

Yagi antenlerini OTH radarı için tasarlayın, amatör radyo veya televizyon resepsiyonu için küçük diziler inşa etmekten önemli ölçüde farklıdır. HF frekanslarında, elementler 5 metreye kadar 30 MHz'den 25 metreye kadar, yüksek rüzgar yüklerine dayanan mekanik yapılar gerektirir, buz inşa etmek ve uzaktan ortamlarda korozyon. Element çapındaki stabiliteye direnmek için önemli olur; kalın elementler daha geniş bant genişliği sağlar ve rüzgar yüklemelerini sağlar ve ağırlığı arttırır.

Impedance eşleştirme kalıcı bir meydan okuma sunar. Katlı dipole tahrik elemanı, serilerdeki elementin başına gelen 10 kilovattan fazla bir akışa sahiptir, ancak standart koaksif yem hatları 50 ohms sunar. A balun veya kumar maçı gerekli kesintiye uğratabilir, ancak bağlantı ağı yüksek tepelerde yüksek güçlerle başlanmalıdır, ancak parmak izi değiştirme sistemleri sabitlenmiş durumdaki 10 kilovatları otomatik olarak dayanıklı hale getirir.

Ground Effects and Yapay Ground Ekranlar

Yagi serisi ile zemin arasındaki etkileşim, radyasyon kalıbını güçlü bir şekilde etkiler, özellikle de OTH radarı için kritik olan düşük yükseklik açısına sahiptir. Aşırı iletken toprak, bakırın oluşturduğu yüzeysel ekranları doğrudan dalgayla genişletir, ufktayı yükselterek, permafrost veya rocky arazisinin üzerindeki yüksek çözünürlükte, desen bozulmasına ve düşük tavanlı radyasyona neden olabilir.Performasyonlar, büyük OTH radar siteleri, bakırın altındaki ekranları kaldırarak, bakırın yüksek çözünürlükte bir dizisini genişletir.

Çevresel Etkileri ve Uzun Süreli Stability

Güneş radyasyonu, ultraviyole maruz kalma ve termal bisiklet zaman içinde anten malzemeleri gerektirir. alüminyum alaşımlar, uzun süre boyunca UV ışığına maruz kalma ile çekmeli, periyodik inceleme ve değiştirme gerektiren. Paslanmaz çelik donanım, montaj sırasında korozyona karşı dayanıklı çelikler, tozları dikkatli tork kontrolü ve anti-seize bileşikleri gerektirir. etkili zeminin altında bulunan zemin ekranları yıllarca korozyona karşı dayanıklı ve sürekliliği korumak zorundadır.

Dijital Signal Processing ve Yagi Dizileri: Bir Synergistic Kombinasyon

Bir Yagi serisinin ham RF performansı, elde edilen sinyal işleme teknikleri için temel sağlar. Adaptif bir kiriş bilgisi, fazı ve amplitüd ağırlıklarını ayarlarken, herhangi bir Yagi öğesi ile yapılan sabit bir diziye ilgilendirmeye devam edebilir.Bu yetenek özellikle de HF grubunda değerlidir, spektrumlu ortamlardaki gelişmelerle paylaşılır.

Birden fazla puls arasındaki tutarlı entegrasyon, bilinen konumlarda referans vericileri kullanarak kesin bir aşama stabilitesi gerektirir. Sıcaklık değişiklikleri, patlama ve elementlerin mekanik genişleme ve sözleşmelendirilmesine neden olabilir, faz merkezleri ve yüksek çözünürlükte koherens. Modern yüklemeler JORN gibi sistemlerde geliştirilir, geostations kullanan her birkaç dakika otomatik olarak yapılır.

Frekans Yönetimi ve Gerçek Zamanlı Adaptasyon

Ionospheric ses sistemleri, element uzunluğuna uygun olarak monte edilen veya farklı frekans grupları için sürekli olarak elemanları ölçen ve mevcut koşullar için en uygun frekansı belirler.Demokratlı değişiklikler, Yagi serisinin performansı önemli ölçüde değişebilir. Bazı sistemler, elektriksel olarak yeniden yapılandırılabilir bir şekilde şarj edilebilir bir ağ kullanarak, farklı frekans grupları için bir araya gelen bir dizinli anahtarlama sistemi kullanarak, genişleyen bir şekilde otomatik olarak doğrulayıcıya doğrulayıcı bir şekilde kontrol edilebilir bir şekilde otomatik olarak doğrulayıcıya geçiş yapabilir.

Alternatif Anten Tipleri ile Karşılaştırma

Log-torik dipole dizileri, Yagis'den daha geniş bir bant sunar, genellikle 3-30 MHz bandı tek bir antenle kapsar. Ancak, bir günlük-dönüşüm anteni kazançları genellikle 5–8 dB daha düşük, ancak aynı boğma uzunluğu ile karşılaştırılabilir Yagi'ye ihtiyaç duyar.For OTH radarı için, Yagi'nin yüksek frekanslı genişliğine sahip olduğu daha yüksek frekanslı antenler de genişleyen radarlar için, daha yüksek frekanslara kıyasla daha yüksek oranda açık ve dağınık bir güç gerekir.

Geçimli dipoles veya monopoles dizileri, sabit Yagi elementlerini bir dizide birleştiren sabit bir çözümle ilişkilendirir, tam fazlı bir HF fazdının maliyeti ve karmaşıklığı tam bir şekilde yönlendirilir.Bu yaklaşım, sabit bir elektriksel kiriş kullanarak sabit bir Yagi serisi ile genişletilir.

Bakım, Yaşam döngüsü ve Upgradability

OTH radar siteleri genellikle sert, uzak ortamlarda bakım erişiminin mevsimsel kısa pencerelerle sınırlı olduğu yer almaktadır. Yagi serisi, basit mekanik inşaatlarıyla ve hareketli parçalarla, en az müdahale ile yıllarca çalışabilir. Sıcak-dip çelik yapılarında korozyon direnci sağlar.

Yagi serisini yükseltmek basit çünkü bireysel elementler sistemi genişleten ve 1990'larda kurulan birçok JORN serisini, gelişmiş balunları ile değiştirme veya tüm yem ağının değiştirilmesine olanak sağlar. Yagi dizilerinin doğasının doğasının iyileştirilmesi, rüzgar yüklemesi için gerçek zamanlı veriler sağlar, besleme sistemleri ve dijital geri yüklemeleri sağlarken, temel Yagi yapısını değiştirir.

Trendler ve Gelecek Yolları

Varactor-tuned Yagis, frekans-agile OTH sistemleri için umut verici bir araştırma alanı temsil ediyor.Her bir element boyunca stratejik noktalarda varactor diyotları yerleştirerek, elektrik uzunluğu, gruptaki 2 dB'den daha az sayıda varyasyonu elde edebilir. Araştırmacılar ayrıca tek bir Yagi serisini tek bir mekanik konfigürasyonu kapsayabilirler, gerekli ve basitleştirilmiş lojistik elemanları azaltırlar[0)

Pasif OTH radarı, ticari yayın vericilerini bir başka büyüme alanı sunar. Bu sistemler, alıcının saturasyonunu önlemek için anten deseninde yüksek hacimli görüntüler alıyor.Yagi'nın yönü, Yagi'nin pasif operasyon için kritik, çünkü aydınlatmak için çok yakın olan hedefler tespit edilir ve genellikle yakınlarda bulunur, Alaska FairFL'nin satışını önlemek için derin çıplaklar gerekir.

Makine öğrenimi anten tasarımı ve optimizasyonudur. Neural ağları, birincil gözetim sektörüne doğru kazanıldığında geniş ölçüde daha büyük tasarım alanları keşfedebilir, belirli coğrafi dağınık ortamlar için üretilen Yagi konfigürasyonlarını keşfedin. Örneğin, bir dağlık bölgede bir radar sitesi, kasetli veya katlanmış yönetmenler gibi, bu da bantlı veya katlanmış kanallara doğru artış yapmadan, yüksek bantlı tasarımlar için bir araya gelebilir.

Kurulum ve AlanEn İyi Uygulamaları

Büyük bir Yagi serisini takip etmek dikkatli bir anket ve hizalama gerektirir. Her bir element diğerlerine paralel olmalıdır ve sabit toleranslarda patlamaya karşı perpendicular, genellikle her bir elementin 1 derecesinden daha azını hatadan kaçınmak gerekir.Yukarıdaki üst düzeye çıkarmak için ayarlanmış olan elementler, GPS tabanlı anket araçları kullanarak doğrulayıcı ve yerleştirme ağları kullanarak, sabit tutma ağlarının ayarlanması ve uygun zaman ayarlanma ağlarının belirlenmesi için otomatik olarak sabit tutma işlemlerinin sağlanması gerekir.

Yeraltı etkileri radyasyon modelini önemli ölçüde etkileyebilir. Aşırı iletken toprak, etkili zemin uçağı düşük düz radyasyonu geliştirir, bu da OTH radarı için faydalıdır. Ancak, toprak iletkenliğindeki değişimler, zemin iletkenliğinin düşük ve değişkenli bir metal örgüyü yükler ve güvenilir bir performans için gerekli olan bir zemin ölçümler için tasarlanmıştır. Ekran genellikle üst üste 0.1 ila 0.2 to 0.2 to 0.2s yüksek çözünürlükte yer alır ve en azından bir dalga boyun eğir.Bir süre boyunca bir yüzeysel iletkenliği yükler ve değişkeni yükler.

Yagi Antenleri Hakkında Yaygın Yanlışlar

Birkaç yanlış anlamalar, deneyimli mühendisler arasında bile Yagi antenleri devam ediyor. İlk olarak, Yagis sinyalleri doğrulamıyor; elde edilen enerjiyi dar bir kirişe yönlendirerek elde ederler. Tüm güç, sıfırlanmış bir eşitleme gücü eksi ohmik kayıplarla birlikte, bu tür optimizasyonlar tamamen elde edilir.İkinci olarak, ön geri dönüş oranı aynı değildir; Yagi, belirli bir uygulama için yüksek kazanç elde edilebilir; Yagi, mütevazı bir ön geri dönüş oranıyla yüksek kazanç elde edebilir.

Başka bir yanlış anlama, daha fazla elementin her zaman performansını artırdığıdır.Her ek yönetmen geri dönüşler ve 10-12 elementin ötesinde, element başına kazanç artışı önemli ölçüde artarken, mekanik karmaşıklık ve rüzgar yüklemesi önemli ölçüde artar.En iyi sayıda elementin uzunluğu ve frekansı grubuna bağlıdır. HF Yagis için, 3-6 elementin genellikle elde edilmesi gereken en iyi dengeyi sağlar, bant genişliği ve radar uygulamaları için mekanik pratikliği sağlar.Büyük kazançlar, birden fazla Yagis'ı bireysel antenler birleştirmek yerine, her türlü özelliğinin sabitlenmesi veya sabit olması gerektiği fikrine bağlıdır.

Ayrıca okuma ve Teknik Kaynaklar

Daha derin teknik bilgi arayan okuyucular için aşağıdaki kaynaklar Yagi tasarımı ve OTH radar sistemleri üzerinde yazarlık bilgi sağlar.TheurFLT:0)ARRL Antenna Book), Yagi teorisi ve inşaat teknikleri için kesin referans olarak kabul edilir, kamuya erişilebilir olan ayrıntılı bölümler.For ionospheric Science and Technology Group[Döneticileri)

OTH radarındaki Yagi anteninin hikayesi kalıcı teknik bir ilgidir. Onun kökenlerinden bir Japon üniversite laboratuvarında, kıta sınırlarını ve küresel nakliye şeritlerini izleyen, Yagi-Uda tasarımının, bir sonraki radar dizilerini tasarlayabildiğiniz ve güçlü bir elektronik savaş geliştikçe, JORN'in altyapısını genişleten basit metalik elementlerin evliliği, dünya çapındaki savunma ve güvenlik sistemlerinin yeteneklerini şekillendirmeye devam edecektir.