P4 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 2

ручка некалиброванного аттенюатора «Начальн уровень», 20 н 22 — ручки калиброванных атченюаторов «Аттенюаторы выхода», 2! — ручкз подстройки напряжения отражателей клистронов «Отражатель», 25 — волноводный выход (28,5 Х 12,6 мм) Гн«эд Ю««ш «««Зу» Рис 0 4 Блок схема тенер~тора и органы тпрлвления 1 — переключатель «Род работы>, 4 — волповодпын переключа тель «Лиапазон», 5 — 9 — ручки перемещения короткова»гыьа~оших поршней «Коррекция», 7 — ручка л~еханнческой перестроики частоты кчншронов «Частота», 11 — ручка регулировки чувстннте чьи ос ги волночерэ «Чувст вит волне мера» 12 — тумблер «Терни стор волноиср», 15 н 16 — ручки потснциометров термисторного моста соответственно «Уст нуля птавно» «Уст нуля грубо>, 15 — ручка перестройки волномера, 17 — ту»~баев включения при бора в сеть «Сеть», 15 — ручка аттенюатора на два положения (при переключении ручку яа приборе необходимо нажать от себя) «Выход — тЮ, Нй», !Π— ручка некзлибоованного атте~поазора «Нича чьи уровень больше — меньше», 20 и 22 — ручки калибро нанныл аттепкыторон «Аттешоаторы выхода», 21 — ручк~ под стройки напряжения отражателеи ьлистропов «Отражатель» вращении ручки 21 точнов подстройки частоты в небольших пределах изменяется папрян.ение на отражателях клистронов Для установки калиброванного уровня мощности на выходе генератора, а также для индикации его работы служит термнсторный мост в совокупности со стрелочным прибором, подключаемым к мосту тумблером (2.

Термистор моста типа ТВ-'2-250Л помещен' в плечо разветвителя тракта с делением мощности между термпсторным и выходным плечами 1 4 При поглощении высокочастотной мощности термистор изменяет свое сопротивление, что вызывает разбалансировку моста и отклонение стрелки прибора Для балансировки термисторного моста !установки стрелки прибора на нуль) при по~ти полном гашении высокочастотной мощности аттепюатором 19 служат потенциометры с ручками 13 и 16 В волноводном тракте помимо некалпброванного аттенюагора 19 имеется калиброванныи аттенгоатор 18 на даа поло,кения, причем и положении н!т%'в затухание увеличивается на 16 дБ Ручки двух одинаковых аттенгоаторов 20 и 22 с затухани м до 30 дБ каждый имеют шкалы, которые позволяют с помощью градуировочных графиков, прилагаемых к генератору, определгпь вносимое' ка кдым аттенюатором затухание с точностью -Р- 1 дГ>, типовые графики показаны на рис О. 5.

хо Фе но ан ига н йвао $ мз ,то Ъь Е о го Фа ао до Хне Лее" ~ х нтха гн нгнтенманмрч рис О 5 !!римерный ход градунровои. ньы графиков выходных аттенюаторов генератора ГЗ-!4Л Модулятор генератора обеспечивает работу клистронов а режиме непрерывной генерации и в режиме модуляции меандром с частотой 1000 Гц Прн работе от внешнего ьгодулятора импульсы с частотой следования 200 — 10000 Гц положительной полярности с амплитудой 40 В и длительностью не менее 2 мкс подаются в гнездо 3. Схема режимов работы производи~ся переключателем 1.

!О Блок питания состоит пз двух стабилизированных выпрямителей и стабилизаоора накала. Стабилизация питающего напряжения позволяет сохранять стабильность частоты генератора в преоелах ' 0,05»1о при изменении напряжения питающей сети на + 5 оо, — 10 о1о Порядок работы с генератором при некалиброванной выходной мощности 1 Шкалы «Ат~еиюаторы выхода» с помощью ручек 20 и 22 установить на 100 делений (максимальное затухание), а атгенюаоор «Выход--тЖ' — р)уг» с помощью ручки 18 установьть в поло- кение «тФ'» 2 Включить тумблер 17 «Сеть», поставив его ручку в положеяие «Вкл.»; при этом должна загореться лампочка подсвета шкалы волномера. 3 Переключатель 1 «Род работы» установить в положение «Непр» и дать время прогреться прибору (при точных работах и течение часа).

4. Ручками 4 «Диапазон» и 7 «Частота» установить ориентировочно требуемую частоту по таблице генератора (или по таблицам, имеющимся на стендах лабораторных работ). 5 Повернуть ручку 19 аттенюатора «Начальн уровень» до конца вправо (в направлении «меньше») 6 Переключить тумблер 12 в положение «Тергяистор» 7. Ручками 15 «Уст нуля грубо» и 13 «Уст, нуля плавно» усгановпть стрелку прибора на нуль 8. Ручку 19 «Начальи уровень» повернуть влево; ручками б (9) Коррекция» и 21 «Ооражатель» добиться генерации максимальной мощности (наибольшей мощносги соответствует наибольшее отклонение стрелки прибора) 9 Переключить тумблер 12 в положение «Волпомер» 10 Ручкой 15 установить волиомер на основе данных специального графика или табл 1, приведенной в данном описании, в полоокение, соответствующее необходимой частоте 11 Ручками 7 «Часточа», 21 «Отражатель» и 5 (9) «Коррекция» подстроить частоту генератора под частоту волномера по максимальному отклонению стрелки прибора, ручкой 1! «Чувствит.

волномера» установить удобные показания прибора; перестройкой волномера убедиться в правильности установки частоты. 12 Переключатель 1 «Род работы» установить в положение «Внутр, манин» и вновь произвести подстройку частоты, при необходимости ручкой 1! увеличить чувствительность волномера. 13 С помощью ручек 20, 22 «Аттенюаторы выхода» и ручки 19 «Начальн.

уровень» установить необходимуко выходную мощность. Для установки на выходе генератора ьалиброваннои мощности необходимо иметь специальный график. Однако если после выполнения пункта 8 ручкой !9 «Начальный уровень» стрелку прибора тстановигь па 100 делений, а затем РУчкУ 18 аттеиюатоРа поставитЬ в положение «рУ'», то прп установке ручек 20 и 22 «Аттенюаторов выхода» в положение «0» на выходе генератора будет мошность порядка 1ОО мкВт (с точностью Гч 40ето) 3.

ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ РУПОРНАЯ ПЕРЕДАЮЩАЯ АН ГЕННА Основным элементом рупорной антенны является стандартный пирамидальный рупор с размерами раскрыва 90Х 135 см, длиной 160 см, с входным эолноводом сечением 23 У 1О мм на длине волны 3,2 см коэффициент усиления рупора равен примерно 90. Высокочастотная энергия от генератора к антенне подается с помошью гибкого коаксиального кабеля с вол~новодным выходом сечением 23.'410 мм Вспомогательная рупорная передаюшая ангенна нмест два варианта крепления к стене (рис. 0 6) н (рис О. 7). Рис О б Первый вариант вспомогательной пере да~витей рупорной антенны ! — вту жа, укрепленная на стене 2 — гибкий коаксиальный кабель Э вЂ” волноводный выход кабеля, 4 — крепежные гайки, б — пнрамидальныи рупор Варианты рупорной антенны отличаются друг от друга констРукцией узла крепления В первом варианте (с'л.

Рис 0 6) фланеп Рупора 0 фланец волповодного выхода коаксиального кабеля посажены на двух шпильках неподвижной втулки, укрепленной на стене В этом варианте для изменения пчоскости поляризации излученно~о поля на 90" необходимо отвернуть две круглые с накаткой крепежные ганки, снять оба полноводных фланца со шпилек и после их поворота вокруг продольной оси на 90 надеть другими отверстиями на шпильки н затянуть крепежнымн ганками Во втором варианте антенны ~рпс 0 7) рупор и вопповодшай выход коаксиально1о кабеля посажены цз шпильки вращающеися втулки специальной головки В данном варианте для изменения Рис 0 7 Второй вариант вспомогательной передающей рупорной антенны 1 — головка с вращающейся втулкой, 2 — кронштейн, укрепленный на стене, 3 — волноводный вывод гибкого коаксиальь~ого кабеля, 4 — гибкий коаксиальный кабель, Б — пирамидальный рупор плоскости поляризации излучаелюго поля на 90' необходимо сам рупор с некоторым усилием повернуть на четверть оборота, Вращающаяся втулка головки через каждые четверть оборота стопорптся специальными пру,кинными фиксаторами с западающими шариками )Заздцд 11.

ОПИСАНИЕ ЛАБ1.тяеУА10кеУКЦХ РАЙЩ Работа №6 ИССЛЕДОВАНИЕ РУПОРНЫХ АНТЕНН И МЕТАЛЛОПЛАСТИНЧАТОН ЛИНЗЫ Цель работы ! Изучить принцип работы рупорных антенн н металлопластин. чатой линзы 2, Изучить влияние амплитудного и фазового распределения поля в раскрыве рупора на форму его диаграммы направленности. 3 Исследовать влияние размеров рупора, а также металлопластинчатой линзы в раскрыве рупора на его диаграмму направленности Теоретическая подготовка к работе. Для выполнения работы необходимо изучить теоретический материал по рупорным н линзовым антеннам, изложенный в лекциях по курсу антенн Этот же материал можно найти в учебниках 11], гл ХП1, Х1т' и 12], гл.

11, 12. Расчетные знлнння н расчетные формулы При подготовке к лабораторной работе необходимо: 1 Рассчитать диаграммы направленности в плоскости магнитного вектора для Н-секториального и в плоскости электрического вектора для Е-секториального рупора при условии отсутствия фазовых искажений в раскрыве. Оценить по приближенным формулам ширину главного лепестка диаграммы направленности этих двух рупоров Размеры Н- и Е-секториальных рупоров !рис.

6 5) и рабочая длина волны генератора задаются различными а зависимости от варианта лабораторной работы; значения длин волн и размеры рупоров даны в табл 6 1. В таблице буквенные обозначения, взятые в круглые скобки, означают, что при переходе от Н-секториального к Е-секториальному рупору размеры ан и Ь„ меняются местами При выполнении данного пункта задания расчет вести для рупора 1 при использовании его сначала как Н-секгорнального, а затем как Е-секториального с одним и тем же размером раскрыва по расширяющейся стороне, т, е !пр'и- « =-(Ьр)в- ест. ' 15 Таблица 6 ! >(оче > исс>е >уемого руиора вари а,(ь,), ь,(о,), ~ >ч см Ь (ор), см Ьр(ир), см о (ь) см и,>(Ьр) см а>па 29 14,> 14,5 19,0 2,3 2,3 2,3 50 14,25 2,3 2,3 2,3 23 2,3 19,0 1125 23 36 5 145 2,3 27,5 12,5 14,> р 6 2,"> 2,3 1Ч,о 2,3 2„3 14,25 Диаграмму направленности Н-секторналы>ого рупора в плоскости вектора Н в предполо>кении синфазного поля в раскрыве, меня>юн(егося по амплитуде по закону косинуса, рассчитать по формуле соз — „" 5)п 9 Е(9) 1+ соз д Е,х 2 (6.

1) 1 — — — 51п 9 Е(9) >де — — величина относительной напря кенности поля в дальпеи Еахх зоне, 6 — угол, отсчить>ваемый от нормали к раскрыву рупора в плоскости Н, ар — размер раскрыва рупора в плоскости Н; ). — длина волны генератора Диаграмму направленности Е-секториального руп>ра в пло скости векгора Е в предположении синфазного и равномерног> аа>плнтудного распределения поля по его раскрыву определить по формуле (' пьр 5>П ( —. 51П >Р Е(1>) )+сов р Е(р) = Емхх 2 (6 2) иЬ, — '5(пср где 9> — угол, отсчитываемый от нормали к раскрыву рупора плоскости Е, Ьр — размер раскрыва рупора в плоскости Е, При расчете диа> рамы направленности угол 9 (или гр) изменят> через 3 — 4' в пределах -~35' 29 125 3,2 14,5 3 2 12,> 3,4 14,5 3,4 12,5 36,"> 11 5 27 5> 365 145> 27,г> !2 '> Ввиду спмметр!щ формы диаграммы направленности относительно направления главного максимума (д — — О', гр=О") рассчи~ывается только одна ее половина Вторая по.ювпна строится как зеркальное изображение первой Диаграммы направленности пос~роить в декартовой системе координат па двух отдельных рисунках Ширину диаграммы направленности в радианах О = 2 Ооп в плогкостп Н для косинусоида окно~о амплитудного распределения расгчитать по формуле ), 6 = 26оа = 1,18 — рад ар (6.

3) нли в градусах Х В = 26ол = 68 — град ар (6. 8) Соответственно в плоскости Е при равномерном распределении дуя ). Ф = 2<реп = 0,89 — рад (6. 4) / Ф = 2~роа = 51 — ~ рад (6 4') 17 2 Рассчитать коэффициент направленного действия 0 рупоров 1, 2 и 3 прп использовании их в качестве Н- и Е-секгорпальных рупоров соответственно При вычислении использовать 1рафики рис 6 1, 6 2, показывающих зависимость К!1Д от размеров Н- и Е-секториальных рупоров Графилн построены для случая, когда отношение наименьшего Ь„ размера рупора ь длине волны — (для Н-секториального) или о ар — (для Е секторпальяо1о) равно единице Если же — "оь! ~или l о ар — ~ 11!, ~о шглучеппое пз соотвечг ызующс~о ~рафика значение ) Ьр 7 ар! К!1Д следуез умиожигь на опюшенне — ( или — ) .