이 밀리미터 파 안테나에서 반사기가 회전하는 이유는 무엇입니까?

와이어드 드론을 통해 인터넷을 발사하기위한 유선 YouTube 동영상 WIRED YouTube 비디오 와 Facebook에서 인터넷에서 레인 인터넷을 비우기위한 첫 번째 노력 기사 (02:00 이후에 시작)는 Cassegrain 보조 반사기처럼 보이는 접시 안테나를 보여줍니다. 비디오 및 기사의 맥락은 항공기에 대한 E- 대역 밀리미터 파 데이터 업 / 다운 링크를 테스트하기위한 것임을 시사합니다 (기사에 따라 약 60 ~ 90 GHz 또는 5 ~ 3 밀리미터 파장).

보조 미러가 회전하고 있음을 알았습니다. 워블을보고 개별 프레임을 확인하면 초당 최소 4 회 회전하는 것으로 보입니다. 훨씬 빠를 수 있으며 앨리어싱으로 인해 느리게 보입니다.

이것이 왜 바뀌는 지 이유를 생각할 수 없습니다. 광축을 중심으로 회전하므로 1 차 및 2 차 혼 위치간에 전환되지 않습니다.

이 밀리미터 파 안테나에서 반사기가 회전하는 이유는 무엇입니까?

위 : GIF이에서 추출 자른 프레임에서 만든 유선 YouTube 동영상 .

위 : 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 크게 볼 수 있습니다. WIRED 에서 밀리미터 파 데이터를 항공기에 연결하는 지상국 . 사진 제공 Damon Casarez.

내가 말할 수있는 것은 원뿔형 스캐닝 안테나입니다. 제한적인 이해로 더 넓은 빔으로 정확한 타겟팅이 가능합니다.

이미지 소스 위키 미디어 공용

미스터리를 해결 한 @GrantTrebbin의 훌륭한 답변 과 @Russell McMahon의 통찰력있는 설명 및 컨텍스트 덕분에 여기에 약간의 추가 정보를 추가하겠습니다.

나는 그것이 무엇을 부르고 무엇을위한지를 배웠으므로 더 자세히 읽었습니다. NASA의 딥 스페이스 네트워크 원추형 스캔 또는 CONSCAN의 경우 1970 년대부터 딥 스페이스 프로브를 계획하고 시작한 이래 오랜 역사를 가지고 있습니다.

에서 딥 스페이스 네트워크; 302, 안테나 포지셔닝 :

2.6.1 감사

CONSCAN은 모든 70m 및 34m 안테나에서 사용할 수 있습니다. 그것은 예상 소스 위치에서 중심과 수신 신호 레벨을 소량, 일반적으로 0.1dB 감소시키는 반경으로 원형 스캔을 수행합니다 (우주선을 볼 때).

X 대역에서 34 미터 안테나의 경우이 값은 6mdeg이고 X 대역에서 70 미터 안테나의 경우 3mdeg입니다.

mdeg는 밀리도를 나타냅니다.

아래는 우주 우주선과 대화하기위한 70 미터 딥 스페이스 네트워크 망원경 중 하나의 사진입니다 . 이것은 Goldstone complex에 있습니다. 이미지의 상대적 크기에서 보조 미러의 직경은 8 미터에 가깝습니다. 이차의 크기와 질량을 고려하면 ( 각 다리에있는 사람을위한 계단 이며, 접시에있는 빨간 선은 "보행을위한 안전한 경로"입니다) 전자적으로 스캔하는 다른 고급 기술이 개발되었지만 개념은 같은.

위 : 사진 크레딧 JPMajor , 크리에이티브 커먼즈 CC BY-NC-SA 2.0.

위 : 에서 commons.wikimedia.org .

다른 답변은 시스템의 목적과 일반적인 용어로 달성 한 내용을 설명하는 데 좋지만 작동 방식을 설명하지는 않습니다. 이것은 일부에게는 직관적 일 수 있지만 아마도 모든 사람들에게 분명하지는 않습니다.

이에 대한 설명은 Keity McClary가 인용 한 Wikipedia Conical Scanning 페이지에 있습니다. 여기에 요약하겠습니다.

Grant Trebbin이 게시 한이 GIF 이미지에서 대상은 축을 벗어난 상태이며 회전 "미러"는 회전시 특정 지점에서 수신 된 신호를 가로 질러 메인 디쉬 포커스 포인트를 스위프하는 역할을합니다. 최대 신호에서의 회전 거울의 회전 각도는 목표물의 축외 방향을 직접 나타낸다. 그런 다음 메인 디쉬는 서보 메커니즘으로 이동하여 수신 된 신호를 중앙에 배치하여 신호가 연속 최대 값을 갖도록합니다.

스캔 된 이미지의 폭은 전형적으로 약 2 도의 아크이고 상기 프로세스에 의해 가능해진 에러 정정 메커니즘은 전형적으로 0.1 도의 아크에 정렬 될 수있게한다.

페이스 북이 대부분의 경우 전자 빔 조향 및 로브 형성 시스템으로 대체 된 매우 오래된 기술이기 때문에이 기술을 사용하고 있다는 것은 흥미 롭다.

독일어 WW2 뷔르츠부르크 레이더는 greatltimprove 정확성 원뿔 스캔을 사용했다. 당국이 보여주는 최소한의 관심으로 1935 년에 시스템에 대한 작업이 시작되었습니다. 1936 년 5km에서 50m의 초기 범위 정확도는 목적에 적합하지 않았지만 (총 부설) 1938 년까지 29km에서 25 미터로 향상되었습니다. 축 정렬은 처음에는 신호 강도 최대화와 보조 접시 (IR)를 이용한 수동 접시 위치 지정 (!)으로 보조 (!!) 한 다음 "오실로스코프"디스플레이 (브레인 스캐닝)를 사용하여 필요한 정렬 변경을 결정하는 작업자가있는 2 로브 시스템입니다. 그리고 1941 년에 원추형 스캐닝을합니다.

Wirzburg "Quirl"(위스콘신) 25Hz 회전 거울.

그들은 말합니다 :

• 뷔르츠부르크 D는 1941 년에 도입되었으며 25Hz에서 회전하는 Quirl (위스키 용 독일어)이라는 오프셋 수신기 피드를 사용하여 원추형 스캐닝 시스템을 추가했습니다. 결과 신호는 접시의 중심선에서 약간 오프셋되어 축을 중심으로 회전하고 중심에 겹칩니다. 목표 항공기가 안테나 축의 한쪽에있는 경우, 빔이 스윕 할 때 신호의 강도가 커지고 페이드되어 시스템이 최대 신호 방향으로 디쉬를 움직여 목표를 추적 할 수 있습니다. 각도 분해능은 안테나의 빔 폭보다 작게 만들어져 방위각이 0.2도, 고도가 0.3 도인 정확도가 훨씬 향상됩니다. 이전 예제는 일반적으로 현장에서 D 모델로 업그레이드되었습니다.

독일군이 모든 개발 작업을 완료 한 후, 영국 코만도는 1942 년 2 월 27-28 일에 "Bruneval raid" 작전 무기를 설치하고 Bruneval 해안 근처에서 (어리석지 만 필연적으로) 작동하는 완전한 뷔르츠부르크 시스템을 수행했습니다.

원추형 스캐닝은 또한 고급 미국 SCR-584 자동 추적 RADAR 에서도 사용되었습니다 .
원추형 스캔 기능은 1940 년에 제안되었습니다-Bruneval이 습격하기 훨씬 전에.

584는 원추형 스캔 시스템을 사용하여 완전 자동 대상 추적 및 대상 검색 및 획득을 제공합니다. 1942 년에 배포되었지만 개발 문제로 인해 1944 년까지는 사용할 수 없었습니다. V1 "Doodlebugs"와 근접한 융합 RADAR 셸과 함께 영국에서 V1 공격 결과와 큰 차이가있었습니다.

• 원추형 스캐닝은 1941 년 해군의 10cm 소방 통제 레이더 시스템으로 채택되었으며, 3 은 1941 년 독일 뷔르츠부르크 레이더에서 사용되었습니다. SCR-584는 시스템을 훨씬 더 발전시키고 자동 추적 모드를 추가했습니다. [4 ] 목표물이 감지되고 범위 내에 있으면, 시스템은 안테나베이스에 장착 된 모터에 의해 구동되어 레이더가 목표물을 자동으로 가리 키도록합니다. 추적을 위해 감지를 위해이 시스템에는 헬리컬 스캐닝 모드가 포함되어있어 항공기를 검색 할 수 있습니다. 이 모드에는 쉬운 해석을위한 전용 PPI 디스플레이가 있습니다. 이 모드에서 사용될 때, 안테나는 수직으로 스캔하기 위해 위아래로 움직이면서 4 rpm으로 기계적으로 회전되었다.

  이 시스템은 2,700 ~ 2,800MHz (10 ~ 11cm 파장) 사이의 4 개 주파수에서 작동 할 수 있으며 초당 1,707 펄스의 펄스 반복 주파수 (PRF)로 지속 시간 동안 0.8 마이크로 초의 300kW 펄스를 전송합니다. 약 40 마일 범위에서 폭격기 크기의 표적을 탐지 할 수 있었으며 일반적으로 약 18 마일에서 자동으로 추적 할 수있었습니다. 이 범위의 정확도는 범위가 25 야드이고 안테나 베어링 각도가 0.06도 (1mil)입니다 (표 "SCR-584 기술 특성"참조). 전기 빔 폭이 4도 (-3db 또는 반 출력 지점까지)이기 때문에, 대상은 실린더의 일부에 걸쳐 번져서 범위보다 베어링 범위가 넓어집니다 (예 : 4 정도) 멀리 떨어진 대상의 경우 기계적 포인팅 정확도에 의해 암시 된 0.06 도가 아닌도)입니다. 범위 정보는 일반적인 A- 라인 디스플레이와 비슷하지만 리턴 지연 시간에 맞춰 방사형 패턴으로 배열 된 두 개의 "J- 스코프"에 표시되었습니다. 한 범위는 거친 범위에 사용되었고 다른 하나는 정밀한 범위에 사용되었습니다.

원추형 스캐닝과 관련이 없지만 최적의 적용과는 매우 관련이있는 것은 영국이 발명 한 캐비티 마그네트론을 사용하는 것으로 584 및 기타 RADAR에서 미국에 널리 배포되었습니다. 이를 통해 훨씬 높은 전력 수준과 훨씬 높은 주파수를 사용할 수있었습니다.