P2 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 3

В про- грамме предусмотрена корректировка исходных даниил. Для этого в ответ на сообщение ЕСЛИ НЕОБХОДИМА КОРРЕКТИРОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ, НАБЕРИГЕ 1, ЕСЛИ НЕГ, НАЙМИП ВВОД нужно ввести в ЭВМ чисяо 1, задать режим ввода отдельного парамет- ра и ввести величину корректируемого параметра, В зависимости от номера этапа работы вычисляются и выводлтся на экран дисплея различные величины, но общим дяя всех случаев яв- яяется расчет диаграымы направленности (ДН) исследуемой антенны в Ф -пяоскости (в плоскости, перпендикулярной осям вибраторов) . В програмее предусмотрен вывод на экран ДН в Н -плоскости, построенной в полярных координатах в виде точек из символов «или 4~.

Для оценки численных значений ДН на экране имеются горизон- тальная и вертикальная оси с указанием около них числовых масюта- бов. В том случае, когда производится исследование влияния того или иного параметра антенны (например, меняются расстояние между вибраторами, длина вибратора), то на экране отображается ДН теку- щего и предыдущего вариантов, Наличие двух графиков позволяет их сравнивать и оценивать влияние отдельных параметров антенны на ха- рактеристики излучения. Одновременно в верхней части экрана выво- дится информация о параметрах этих двух антенн. 15 Перед келдыш расчетом ДН на экран выводится сообщение, описывашлее особенности отобрэкения графической инфорыации в данной программе.

Дия вывода графика ДН на экран дисплеи необходимо ншкать клавишу ВВОД. Одновременно с ДН в строке Ш 23 экрана появляется сообщение: ДАН ПЕЧАТИ ГРАФИКА НАБЕРИТЕ 1, ЕСЛИ РА(ПЕЧАТКА НЕ НИНА, НАЕМИТЕ ВВОД Ввод чисяа 1 в ответ на данное сообщение позволяет вывести на печать результаты расчетов данного варианта антенны, вкяшчая график ДН. ВНИМАНИЕ! На печать следует выводить наяболее характерные для данного этапа результаты исследованиЯ, необходимые для обоснования выводов, приводиыых в отчете к лабораторной работе.

Допускается выведение на печать не более лвтх графиков на кшкдый этап работы. Э Если в ответ на предыдущее сообщение быка наката клавиша ВВОД, в строке ш 23 экрана появитси информация: ДАН ПРОДОЛЕЕНИЯ РАСЧЕТОВ ПО ДАННОМУ ЭТАПУ НАБЕРИТЕ 2, ЕСИИ НЕТ, НАЙМИТЕ ВВОД отвечая на которуш, мокно либо повторить расчеты с новыми параметреыи в решках данного этапа, либо перейти к новому этапу работы, ь Ю Р Р Р Ю " э 1 четов (расчет токов в вибраторэх решетки иэ двух вибраторов и ее направленнж свойств) работы аналогично этапу Ш 1 и отяичаетси лишь количествоы вводимых и рассчитываемых параметров. Начало третьего этапа лабораторной работы сопровокдается появлением сяедукщеЯ инфорыации: Этап й 3 - Исследование диагрэым направленности директорных антенн. Вводимые параметры 1. Ф - число вибраторов в антенне. 2.

~1Ф) - длина вибратора с нсыерсы Ф . 3. Х(Ф) - координата вибратора с номером Л/. Вначале вводитси число вибраторов директорноЯ антенны, а затеи длина и координата келлоге вибратора. Координату первого вибратора мокно принять равной нулю, а координаты остальных вибраторов необходимо предварительно вычислить, исходя иэ заданных рас- стояниЯ меиду вибраторами (см.

табл. 3.2). Следует помнить, что первый вибратор в антенне является рефлектором, второй - активным вибратором, остальные - директорами. После ввода параметров многовибраторной директорной антенны (макета телевизионной антенны) ЭН( производит расчет амплитуд и фаз токов в ее вибраторах, Д( и козффкциента направленного действия.

Инфо(вищия о расчетах дается на зкране дисплея, для отчета ее необходимо вывести на печать. Об окончании работы с программой студенты долины сообщить преподаватели или оператору ЛЦ и получить от них распечатки с результатами численных исследований. Зкспе иментальная часть Описание установки и ее схема. Лабораторная установка (рис. 3,10) состоит из стойки, привинченной к полу, на которой установлена исследуемая антенна передали(его илейф-вибратора, укрепленного на стене, измеритеяьных генератора и усилителя. Направленные свойства антенн определяптся в ремиме приема, Рис, 3.11 Рис.

3.10 Дия устранения влияния других аналогичных установок выход исследуемой антенны через коаксизльный кабель нагрулен на частотный фильтр в виде высокодобротного резонатора. Резонатор содериит кристаллический детектор, сигнал с которого подается на вход усилителя, 17 имеющего стрелочный прибор. Вследствие нелинейной характеристики детектора показания прибора усилителя пропорциональны примерно второй степени напрякенности измеряемого поля антенны. Измерительный генератор выдает напряжение высокой частоты, промодулировзнное меандром с частотой 1000 Гц.

Внешний вид двухвибраторной антенны показан на рис. 3,11. Пассивный вибратор, который удерживается пружинной защелкой, макет находиться в любом из трех отверстий стрелы. В каждой установке прилагаются три пассивных вибратора различной длины: длина среднего соответствует длине пассивного вибратора, указанной в расчетном задании, а длины двух других вибраторов отличаются от расчетной примерно на б%. Расстояние (в миллиметрах) от центра пассивного вибратора до центра активного вибратора указано цифрами нзд каждым иэ трех отверстий. Пассивный вибратор может быть удален из стреяы и: и вставяен в нее при приложении небольшого усилия, направленного вдоль его оси.

Активный вибратор выполнен в виде шлейф-вибратора для поиучения лучвего согласования с кабелем питания за счет увеличения его входного сопротивления. Сиьметрируюлий переход от козксизльного кабеля ко входу антенны выполнен в виде " ЕГ -колена". Антенна закреплена в гояовке с лимбом, позволякщим поворачивать ее в горизонатльной плоскости и, следоватеяьно, снимать в этой плоскости диаграюяу направленности.

Нроме двухвибраторной ан- тенны на стойке стенда может ! быть установлен тзкке макет те- 1 левизионной антенны неразборС~=---О ный - вибраторы закреплены в нем тК путем пайки. Рис. 3.12 Электрическая схема лабора- торной установки, которая должна быть приведена в отчете, показана на рис. 3.12. По ок выполнения экспе имента В начале занятия каждой бригаде студентов необходимо с разрешения преподавателя или лаборанта включить приборы установки для их предварительного прогрева перед началом эксперимента.

1. Снять иаг амм на вленности в виб то ной антенны. Па стойке стенда устанавливают двухвибраторную антенну; вилку кабеля антенны соединяют с розеткой резонатора. В среднем отверстии 18 стрелы антенны закрепляют пассивный вибратор, имеющий длину в соответствии с заданием (средний по длине из трех имеющихся в установке), а антенну поворачивают в нулевое полояение по лимбу азимутального угла. После этого измерительный прибор подготавливают к измерениям, для чего его усиление регулируют таким образом, чтобы максимальные показания прибора составляли 0,9...0,95 его шкалы; далее проверяют установку прибора на нуль при отсутствии сигнала (например, путем отсоединения от входной розетки усилителя вилки кабеля). Данные для построения диаграммы направленности определять через квидые 10 в пределах от 0 до 180о (данные для второй половины диаграммы направленности вследствие ее симметрии мелко не определять) при неизменной чувствительности измерительного усилителя.

Полученные данные необходимо обработать — пронормировать и извлечь квадратный корень. После этого экспериментальную ДН строят в тех ие координатах, что и теоретическую. 2. Иссле рвать влияние сстояния сивность потока м ости в нап еленин максим изл ения в виб ато ой антенны. Исследование влияния расстояния производят путем установки вибратора средней длины поочередно в кэхдое иэ трех отверстий стреяы. Для этмх трех полошений вибратора записывают показания прибора для двух направлений стрелы антенны: Оо и 180 . Затем по трем точкам строят графим отношения интенсивности потока мощности в направлении максимума излучения к интенсивности потока мощности в противополоином направяении:П~ у/у,л„ = '~ / ~,,лл, где с — показания прибора в зависимости от относительного расстояния меиду вибраторами и'/Л . 3.

Иссле рвать влияние ины пассивного виб то на интен- сивность потока мо ности в на авяении максим а изл ения в виб ато ной антенны. Исследование влияния длины пассивного вибратора производят путем поочередной установки в среднее отверстие стрелы антенны вместо вибратора расчетной (средней) дяины двух вибраторов, отличающихся по длине от расчетного примерно на 6%. Показания прибора для всех трех вибраторов записывают для двух полсщений антенны: Оо и 180о.

Далее на отдельном графике по трем точкам строят график отношения интенсивности потоков мощности l~, /~у,л~ = ~,/.С~~~ в зависимости от относительной длины пассивного вибратора Г~,/Л. Зкспериментальные зависимости //!П,~~ от расстояния мщцду вибраторами а/Л и длины пассивного эибратора Л'~/Л сравниваются 19 с аналогичными зависимостями, пояученными в и. 2 моделирования на ЭВМ.

4. Снять иа на авленности макета теяевизионной ием- ной антенны и вычисяить ее ко цент на авленного ействия. На 878 90 4 80 Рис. 3,13 Т бования к отчет Оформление отчета должно отвечать требованиям, предьявляемым к отчетам о первой и второй лабораторных работах. В отчете должны быть представлены: 1) электрическая схема лабораторной установки (рис. 3.13); 2) результаты выполнения расчетного задания; стойке стенда устанавливают макет приемной телевизионной антенны АТЕК-7/5-12.

После подготовки иэмеритеяьного усилитеяя к измерением (так же, как в п. 1) снимают диаграмму направленности в горизонтальной плоскости через каждые 5 в секторе 0~...90~. В секторе 90о...1ВОо проверяют наличие яепестков, которые отмечают, если их интенсивность составит заметную долю от интенсивности в главном направлении (порядка 1...2ь). Полученные данные нормируют,и на отдельном рисунке в прямоугольной системе координат строят ДН "по мощности". Вторую ДН "по полю" после извлечения из нормированных данньщ квадратного корня строят в тех же координатах, что и 7 Р Кмэч7 теоретическую; вторая ДН не строит) си, если для расчетов не использо(- в валась программа 5. 453АГО3, 1 Первая ДН используется для ! и, определения КНД по (3.14) .

Интегри- рование в этой формуле проще всего 0 выполнить графическим путем. Для этого на рисунке рядом с ДН "по мощности" строят график функции » ((»)5угг(~ и подсчитывают величину площади Я», ограниченную построенной кривой и осьв ф (рис. 3.13). В формулу (3.13) под'.у г ставляют относительное значение площадки ( Г (((7)5577 оп((7» »/8~. где Х5 - величина единичной площади (прямоугольник величиной 1 х 57,3о) в те ке единицах измерения, что и,У» . Полученное значение КНД сравнивают с теоретическим, пояученным при расчете на ЗВМ. 3) четыре таблицы с данными измерений; 4) пять рисунков с графиками (дза с ДН, два графика интенсивности излучения, один с вспомогательной кривой для интегрирования); 5) результаты определения КНД макета телевизионной антенны; Б) краткие коммднтарии и выводы, Конт ольные воп сы 1.

Что такое собственное сопротивление вибратора и от каких параметров оно зависитт Чему равно собственное сопротивление зибратора длиной (/Я т Какие изменения произойдут в собственном сопротивлении полуволнового зибратора при его укорочении или удлинениио 2. Что такое взаимное сопротивление двух вибраторовь От чего зависит эта величинат Изобразите графически изменение взаимного сопротивления от расстояния мекду вибраторами в пределах а/ О...Я /2, 3. Чем отличается наведенное (вносимое) сопротивление от взаимногоо 4. В чем заключается принцкп работы директорной антенныт 5.