Warum vier Parabeln auf einer bodenseitigen Anordnung statt nur einer einzigen großen
David Tonhofer
Ein Artikel auf RT: Russland soll ab April 2019 keine US-Astronauten mehr zur ISS transportieren , wird von einem Foto einer bodenseitigen Funkanlage begleitet, die aus vier separaten Parabeln besteht, die zu einem ausrichtbaren Element verschmolzen sind und scheinbar die aufsteigende Sojus verfolgen .
Warum sollte man das Array so unterteilen? Es scheint keinen unmittelbaren Vorteil gegenüber einer einzelnen, größeren Parabel zu geben.
Hier sind einige sich überschneidende Möglichkeiten, die ich mir vorstellen könnte:
- Wirtschaftlichkeit: Es kann billiger/schneller/weniger pingelig sein, vier separate kleinere Parabeln zu bauen, anstatt eine einzige große mit der gleichen Oberfläche.
- Technologische/physikalische Einschränkung: Evtl. müssen Sender und Empfänger auf unterschiedliche Parabeln gelegt werden, also braucht man in jedem Fall mindestens zwei Parabeln.
- Redundanz: Sie haben vier, also kein Problem, wenn ein Empfänger oder Sender ausfällt, planmäßig oder aus anderen Gründen.
- Robustheit: Das Stützgitter könnte bei dieser Konstruktion für das gleiche Budget stabiler sein.
- Umwelt: Wind- oder Temperaturschwankungen verursachen zu viele Probleme mit einer großen Parabel.
Antworten (3)
Dr. Sheldon
Es ist eine sehr einfache Phased-Array-Antenne . Weitere Beispiele sind Handyantennen,
diese französische Satelliten-Tracking-Antenne,
und das berühmte Very Large Array (VLA) in New Mexico.
Sie erstellen ein Phased Array, indem Sie mehr als eine Antenne in regelmäßigen Abständen platzieren. Die einzelnen Antennen können fast jeder Art sein: Dipolstäbe (Zellmast), spiralförmig (französisches Beispiel oben) oder Schalen (VLA und der russische Tracker). Es gibt mehr als eine Möglichkeit, die Antennen anzuordnen: eine einfache Linie, ein rechteckiges Gitter, ein Stern (VLA), ein Dreieck (Zellmast) oder eine Raute (Französischer Tracker, Russischer Tracker). Die Antennen können in fester Ausrichtung (Mobilfunkmast), einzeln steuerbar (VLA) oder als Gruppe steuerbar (Französischer Tracker, Russischer Tracker) montiert werden.
Der Vorteil für empfangene Signale besteht darin, dass die Richtung des Signals lokalisiert werden kann. Dies liegt daran, dass eine der Antennen ein bisschen näher an der Funkquelle ist als eine andere Antenne. Dadurch ist das Sinussignal einer Antenne gegenüber dem einer anderen Antenne leicht phasenverschoben. (Deshalb wird es als "phasengesteuertes" Array bezeichnet.) Durch Vergleich der Phasen der empfangenen Funksignale kann man die Richtung der Funkquelle berechnen. Auf diese Weise wissen Mobilfunkmasten, wo sich Ihr Telefon befindet, selbst wenn Sie GPS ausschalten. Die primäre Verwendung dieser Arrays beim Verfolgen von Raumfahrzeugen besteht also darin, den Ort des Raumfahrzeugs zu bestimmen.
Für gesendete Signale vom Array können Sie im Wesentlichen den umgekehrten Vorgang ausführen und den Funkstrahl elektronisch lenken . Für das russische Array in Ihrer Frage ist es nicht ganz so wichtig - da das gesamte Array mechanisch gesteuert werden kann -, aber Sie können die Ausrichtung viel schneller elektronisch als mechanisch ändern.
Sie erwähnen die Vergrößerung einer Parabolantenne. Das ist in der Tat hilfreich, um schwache Signale zu verstärken. Bei einer Antenne so nahe am Startplatz ist das jedoch kein großes Problem.
Rory Alsop
SF.
Rory Alsop
Heopps
Ich habe in russischen Medien recherchiert und das hier gefunden (auf Russisch)
Sieht so aus, als ob die Antwort von @Dr Sheldon in Bezug auf die Form der Antenne richtig ist.
Es ist eine Verfolgungsantenne zum Empfangen der Telemetrie der Rakete.
Zitat aus dem Link:
А сейчас телеметрию стартующих "Союзов" принимают на комплекс МКА-9 с антенной "Ромашка"
Übersetzung:
In der heutigen Zeit wird die Telemetrie von Sojus-Raketen vom MKA-9-Komplex mit "Romashka" -Antenne empfangen ("Romashka" bedeutet "Kamille")
Die Antenne befindet sich südlich von Gagarins Start auf Baikonur, ich nehme an, sie ist hier:
Koordinaten: 45.909721, 63.334086
Ich habe auch eine Frontalansicht einer ähnlichen Antenne gefunden:
PS Habe noch ein schönes Foto gefunden
äh
Heopps
äh
David Tonhofer
Heopps
äh
Aha! aktualisieren
Ich habe ein weiteres Quad-Parabolspiegel-Array gefunden, das elektronisches konisches Scannen verwendet!
Aus dem NASA Technical Note TN D-6723 Apollo-Erfahrungsbericht: S-Band-Systemsignaldesign und -analyse , den ich hier gefunden habe
Die High-Gain-Antenne besteht aus einem breitstrahlenden Horn mit 11 Zoll Diagonale, das von einer Anordnung aus vier Parabolreflektoren mit 31 Zoll Durchmesser flankiert wird, wie in Abbildung 5 gezeigt. Sendekeulenbreiten von 40,0°, 11,3°" und 4,4 ° sind durch manuellen Schalter wählbar.Empfangs- und Sendegewinne, die diesen Strahlbreiten entsprechen, sind in TabelleI aufgeführt Diese Fehlerinformationen werden innerhalb des USB-Geräts durch einen kohärenten Schmalband-Amplitudendetektor extrahiert und an das Antennensystem zurückgeleitet, wodurch eine Winkelverschiebungssteuerung bereitgestellt wird.
Ich werde auf der Hypothese von @DrSheldon und dem Kommentar von @Hobbes aufbauen, dass durch die Unterteilung einer einzelnen Schüssel in vier eine kleine Menge schneller elektronischer Steuerung durch dynamische Phaseneinstellung jedes der vier Signale ermöglicht wird, bevor sie kombiniert werden, um die zu verfolgen Bewegungsrichtung der Rakete.
Das macht sehr viel Sinn, da sich das Ziel bewegt und auf eine Weise, die unvorhersehbar sein könnte.
Diese ausgezeichnete Antwort beschreibt die Verwendung von konischem Scannen , um die Größe und Richtung des Versatzes zwischen der tatsächlichen Position einer Funkquelle und der aktuellen Ausrichtungsrichtung einer Antenne zu bestimmen.
Sie können sich dies als eine Form von Dithering vorstellen, um den lokalen Gradienten der Signalstärke in Bezug auf den Ausrichtungsversatz zu erfassen.
Das GIF unten zeigt einen sich drehenden Sekundärreflektor einer Cassegrain-Schüssel, und in dieser Antwort erwähne ich, wie sogar die größte 70-Meter-Schüssel des Deep Space Network CONSCAN verwendet ( https://deepspace.jpl.nasa.gov/dsndocs/810-005/ 302/302C.pdf Abschnitt 2.6.1 Seite 17), um ein Ziel "einzuschießen", auch wenn es weit entfernt ist und sich daher nicht so schnell in seiner Position am Himmel ändert.
unten: GIF von hier :
unten: GIF von hier :
unten: Von hier :
Wie wird sich die Schließung der Arecibo-Schüssel auf die Weltraumkommunikation auswirken?
Haben Deep-Space-Raumfahrzeuge immer irgendeine Form von Spread-Spektrum für den Daten-Downlink verwendet?
Ist es praktisch, die HF-Himmelswellenausbreitung für die Fernsteuerung von Robotern zur Weltraumforschung zu nutzen, wenn sie sich außerhalb des Mikrowellen-/mm-Wellenbereichs befinden?
Warum sind die Annahmen des Fermi-Paradoxons so stark? Müssen sie überhaupt sein?
Gekaperte Weltraumdaten, bemerkenswerte Fälle der Wiederherstellung von Bildern oder andere Goodies von der Weltraummission eines anderen?
Welche Art von Signalen und Codierungen wurden verwendet, um Neigungs-/Schwenkbefehle an Fernsehkameras auf dem Mond (bis durch Apollo) zu senden?
Echtzeitkommunikation im Weltraum
Wie tief könnte ein Kommunikationsnetz eines Gasriesen vordringen?
Machbarkeit der interstellaren Sondenkommunikation
Wie viel HF-Sendeleistung benötigt DSN, um Befehle an Voyager zu senden?
Hobbes
David Tonhofer
äh
David Tonhofer
äh
äh