P4 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 15

Количество излучателей — 25. 2. Шаг излучателей — 1,9 см. 3. Рабочая длина волны — 3,2 см. 4. Дискрет изменения фазы 6=90'. 5. Размеры поперечного сечения питающего волновода 2,85Х1,25 см. 6. Размеры поперечного сечения отрезков волнонода 2,85 Х Х 1,25 см. 7. Количество р(п-диодов 100. 8. Ток управления всей антенны 5 А (ток управления одного р1п-диода О,1 А). 9, Мощность управления всей антенны 35 Вт.

(Мощность рассеяния на одном диоде 0,1 Вт, а мощность рассеяния на включенном последовательно с ним балластном сопротивлении — 0,6 Вг.) Фазиронаиие коммутационной линейной антенной решетки Для формирования узкого луча в направлении д „необходимо, чтобы фаза возбуждения излучателей изменялась по линейному закону = — йх в(пВ +фо (10. 9) 2к Р где й — — волновое число; Л л„— координаты и-го излучателя; тра — некоторая постоянная, зависящая от положения точки начала отсчета фазы. При использовании дискретных фазовращателей требуемое фазовое распределение реализуется с некоторой погрешностью, т.

е фаза на выходе фазовращателя может принимать только определенные фиксированные значения. Фазовое распределение, реализуемое в коммутационной антенной решетке, определяется следующим соотношением: вр рева = фо в + тлей (10. 10) л где тро„--начальная фаза возбуждения и-го излучения, за которую принимается фаза колебаний на выходе соответсгвующего фаэоврашателя, когда последнии находится й позиции, принятой за исходную (например, 1Й в исследуемой решетке); и„— число последовательных переключений а-го фазовращателя от позиции, принятой за исходную, с наименьшим дискретом. В исследуемой антенной решетке ф, „= — йтх, (10. 11) где у = $~ 1 — ~ — ~ — коэффициент фазовой скорости волны, '1га~ распространяющейся в питающем волноводе.

Фазирование антенны выполняется путем подбора величины таким образом, чтобы отклонение реализуемого фазового распределения от требуемого было наименьшим. Нетрудно установить, что максимальная величина возникающих при этом фазовых ошн- Ь бок не превышает —. 2 Таким образом, величина т„может быть найдена из неравенства 1Ф.т — Фа 1~ Ь Решая это неравенство относительно ш„получаем гп„=еп11ег~ +0,5 > /Ф т '>>а (10. 12) где еп(1ег(А) — наибольшее целое число, не превышающее А. На ЭВМ М-220 по приведенной выше формуле были определены позиции фазовращателей исследуемой решетки для направлений луча, лежащих в секторе ~й~(75'.

Расчеты выполнялись для значении 6 = 90' и 6= 180'. Результаты расчетов представлены в табл. 10. 3 и !О. 4. Порядок выполнения работы Перед началом работы необходимо убедиться в том, что генератор настроен на заданную частоту, и произвести юстировку установки. Проверка настройки производится градунровочиой таблицей волномера генератора, Юстировка установки выполняется следующим образом; антенная решетка разворачивается так, чтобы направление линии„ лежащей в плоскости расположения излучающих щелей и проходящей между верхним и нижним рядом этих щелей, совпадало с направлением на центр раскрыва приемного рупора. При этом стрелка на угломерном диске должна находиться против отметки +90' (или — 90').

Если стрелка находится в другом положении, то, вращая диск, необходимо совместить стрелку и указанные отметки, 7 и> и 3 Ф 3 г, и й о х в о с~ ~, 1. Исследование изменения формы диаграммы направленности в секторе сканирования Вращая антенную решетку относительно вертикальной оси, снять диаграмму направленности коммутационной антенной решетки по мощности для трех положений луча в секторе сканирования.

Направления луча определяются значениями углов Оа „„, От „, Оз „из п. 2 расчетного задания. В пределах главного лепестка диаграммы направленности измерения следует выполнять с шагом в ! . В остальных случаях регистрируется лишь максимум лепестков и минимумы, определяющие их ширину у основания; лепестки, уровень которых меньше 1Омз, по мощности не регистрируются. Фазнрование антенны необходимо производить с дискретом Л= 90' по табл. 10.

3. По построенным графикам определить ширину диаграммы направленности на уровне половинной мощности. Сравнить результаты измерений с результатами расчетов (см, п, 2 расчетного задания). Результаты измерений и расчета записать в виде табл. 10. 5. Таблица 10.5 Е=2аоз Направления луча Рмах = бх мах Змах = Зх мах рмах = Зз мах Теория Эксперимент 2. Определение уровня (по мощности) и направления боковых лепестков диаграммы направленности, обусловленных коммутационными фазовыми ошибками Снять диаграмму направленности коммутационной решетки для направления луча, лежащего в секторе однолучевого сканирования, при фазнровании антенной решетки с дискретом изменения фазы Л= 180'.

Фазирование антенны производится по табл. !О,, направление луча Оз „=О,х выбирается согласно табл. 10. 1 расчетного задания. Сравнить результаты расчетов направления и уровня лепестков с результатами измерений и занести их в табл. 10. б. Таблица 1О.б бра Направление и уровень боковых лепестков д +1;р= а= — 1; р= и=+1; р= Теория ! Эксперимент 3. Исследование зависимости формы дмаграммы направленности от положения луча вне сектора одиолучевого сканирования Снять диаграмму направленности коммутационной решетки для направления луча, лежащего вне сектора однолучевого сканирования (табл. 10.

7). Таблица !0.7 Направление и уровень днфракцнонного максимума Теория Эксперимент Направление максимума диаграммы направленности определяется по табл. 1О. 2 расчетного задания. Зафиксировать направление и уровень дифракционного максимума. Сравнить результаты расчета и эксперимента. 4. Определение коаффиниента усилении (КУ) коммутаннонной антенной решетки Измерение коэффициента усиления производится при О ,„ = 1О' для двух вариантов фазированпя антенны: 1. 1=90' (табл. 10.1); 2, Л=!80' (табл. 1О. 2). Для измерения КУ необходимо снять детекторную секцию с коммутационной решетки и соединить ее с эталонной рупорной антенной.

Вращая рупорную антенну, добиться максимальных показаний стрелочного прибора измерительного усилителя, Переключая входной аттенюатор, установить стрелку индикатора на деление Е,' = 100. Присоединить детекторную секцию к приемной коммутационнои антенне. Вращая антенну, добиться максимальных показаний стрелочного прибора измерительного усилителя Е ~ Еэ где Кӄ— КУ эталонной рупорной антенны. В данной работе КУ, „= 100. Требования к отчету Оформление отчета должно отвечать требованиям, изложенным в разделе ! части 1 Руководства к лабораторным работам. В содержание отчета включается следующее: 1. Блок-схема установки.

2. Результаты выполнения расчетного задания. 3. Три диаграммы направленности, соответствующие п. 1, стр. 113 экспериментальной части. Диаграммы направленности 101 изображаются как семейство кривых в одной координатной системе. Поскольку диаграммы направленности нешироки, то целесообразно использова~ь декартову координатную систему. 4. Одну диаграмму направленности, соответствующую п. 2 ст. 1!4 экспериментальной части. 5. Одну диаграмму направленности, соответствующую п.

4, стр. 115 экспериментальной части. б. Три таблицы с результатами теории и эксперимента. Контрольные вопросы 1. Что называется сектором однолучевого сканирования? 2. Какие параметры решетки определяют величину сектора однолучевого сканирования? 3. Какие факторы влияют на выбор расстояния между излучателями в сканирующей антенной решетке? 4. От чего зависит количество фазовращателей, используемых в сканирующих антенных решетках? 5.

Как изменяется ширина луча и уровень боковых лепестков диаграммы направленности антенной решетки при сканировании в зависимости от формы диаграммы направленности отдельного , излучателя? * 5. Как измеяяется форма диаграммы направленности при отклонении луча за пределы сектора однолучевого сканирования? 7. Какими преимуществамн и недостатками обладают дискретные фазовращателн с р1п-диодами? 8. Как влияет дискретный характер работы фазовращателей на 'форму диаграммы направленности? 9.

Как влияет дискретный характер работы фазовращателей на величину к. н. д. антенных решеток? 1О. Какие методы используются для уменьшения влияния дискретного характера работы фазовращателей на форму диаграммы направленности решетки? 11. Как зависит точность установки луча коммутационной решетки от величины дискрета изменения фазы и числа излучателей в решетке? ЛИТЕРАТУРА !. Др а бк и н Л.

Л., 3 ! вен ко В. Л., К иолов А. Г. Антенно-фндерпые устройства. «Советское радио», 1974. 2. Л аарон Л. С., Рези иков Г. Б. Антенно-фидерные устронства. «Советское радио», 1974. 3. Жук М. С, Молоч кон Ю В. Проектирование антенно-фндерных устройств. «Энергия», 1966. 4. Мякишев Б Я. Антенны сверхвысоких частот. Конспект лекций, Ч 2. МАИ, 1972. 6.

Я н к е Е., Э м д е Ф, Л е ш Ф. Специальные функции. «Наука», 1968 6. Антенны н устройства СВЧ. Сб. под ред. Д. И. Воскресенского. «Совет~кое радпоь 1972. 7. Воскресенский Д. И. Антенны сверхвысоких частот. Конспект лекций, Ч. 1. МАИ, 1971, 102 СОДН жАНИВ Редактор Л, 44. Коршунова Техн. редактор А, П. Бароловслая 6,5 Уч.-изд, л 6,5 печ, л. Тираж 1500 Л !01546 16/У!11 76 г Заказ 377/7866 Цена 26 коп. Типография МАИ Р вздел 1. Измерительные приборы 1 Измерительная линия Р1-4 (ИВЛУ-!40! 2. Генератор сигналов тапа ГЗ-14А (ГС-624М! 3, Вспомогательная рупорная передающая антенна Р а з д е л П.

Описание лабораторных работ Р а б о т а № 6. Исследованне рупорных антенн н металлопластинчатой линзы.....................,, 15 Р а бота № 7. Исследование зеркальной антенны с изменяемой диаграммой направленности........,........, 25 Р а б о т а № 8. Исследование волноводио-щелевых антенн..... 42 Р а бота № 9. Исследование волноводного полупроводникового выключателя с щелевыми модулями.............

52 Р а б о т а № 10. Исследование характеристик коммутационной антенной решетки........,........,.... 89 Литература......................... !02 .