P4 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 3

о (, о) 3 Рассчичать максиматьную фазов)ю ошибку Н- и Е-секчориальных рупоров 7, 2, 3 и сравнить полученные резулыагы с допусти люй величиной. х о О Ъ 1 'х о О о 1 Оо о х О О х х О О х О,Х х Х ОО хо О аХ хоД Ф х >,с. ха х хо е хо о х ~,а х х С'3 ж о х х о Р о. ~ц а а 1 х о х Ф х О х о 'х о х х оо о х х хо х О О х О, ОХО а х о ,. о х хо а 3 о х.-„С О. х б о х х О. о х о х о О,~ (Р1акснмальгггнй сдвщ фазы поля и раскрывс Н-сскчорпальиого рупора относительно его середины (или максимальную фазовую ошибку) на краях раскрыва рупора рассчитать по формуле аа У 4 ~т.тР ' где Рх — длина рупора. Для Е-секториального рупора я (та л„, р ' мах— допустимые отклонения фазы в раскрыве для Н- н Й.сеито- 3 '~ьных рупоров составляют соответственно — к и —. 4 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ а Описание установки и ее схема Лабораторная установка позволяет снимать диаграммы направленности различных рупорных антенн.

Электрическая схема установки представлена на рис 6. 3, 11рн снягии диаграммы направленности исследуемые антенны используются как приемные. Рис 6 3. Электрическая схема лабораторной установки Лабораторная установка (рис. 6. 4) для снятия диаграмм направленности состоит из металлической стойки, на которой крепится исследуемая антенна с детекторной секцнен, передаюн1его рупора, прикрепленного с помощью кронштейна к стене; гс- "Р Р Р * Р У ' Каагдаи бригада студенгов выполняет эксперименты на стенде с номером работы, индекс которой соответствует заданному варианту, 2Р 19 Рис 6 4. Схема установки для исследования рупориыт антенн: 1 - генератор типа ГЗ-14А; 2 — перелодная секгия ог волна- кода к коаксиальному кабелю; 8 — коаксиальный кабель; 4 — -кронштейн; 5 — - дерткатель передающей антенны, б — пирамидальный ичлучаюгпий рупор, 7- — исследуемая рупорная оп~сина.

8 — плаиныи волповодный перекодник с квадратного сс шпик иа прямоугольное, 9 — детекторная сскгиа 1Π— винт плстропки детелторпои секции; Л вЂ” измерительный усилитель типа 22-4 (28ИМИ 22 — стойка, И вЂ” шьала для отсчета угловоыг поведения аятенны; 14 — - направляющий кронштейн; 15 — йгиксируюлинй вьи.гуп исследуеыого рупора Рис 6.5. Сскторилльные рупоры: а — П.секгориальный; б — Е-секториальвый 20 В работе исследуются секториальные рупорные антенны и ускоряющая металлопластинчатая лииза Рупорные антенны (), 2, д, рис.

6 5, табл 6. 1) отличаются друг от друга длиной рупора ут' при одинаковых размерах раскрыва Следовательно, фазовыс искажения в раскрыве у этих рупоров различные. Горловина каждого рупора имеет кнадратпое сечение В связи с этим между прямоугольным волноводом детекторной секции 9 (рис. 6. 4) и рупоров> 7 нключен плавньш волноводный переходник 8, который имеет отверстия во фланцах и может свободно перез>ещаться по горизонтальному направляю>цему кронштейну !4, состоящему ьз двух параллельных металлических прутков. Отверстия во фланцах переходника располо>иены на двух смежных сторонах, вследствие этого переходник с детекторной секцией ьюжет бы>ь )с>ановлен иа направляющем кронштейне для приема воли, либо с вертикальной поляризацией, либо с горизонтальной Поэтому исследуемый рупор при неизменном положении может быль использован как (!-секториал»нь>й илн как Е-секторпальный.

Для изменения поляризации поля излучаемой волны передяющпи пирамидальный рупор б вместе с верхней часть>о гибко>о коаксиального кабеля '> может поворачиваться на 90 вокруг осп рупора в держателе 5, закрепленном на стенде с помощью кроп(рзейна 4, Рис 6 6 Л!егаллопласгипча гав линза Ускоря>ошая металлопласп>нчатая линза (рпс. 6. 6) используется для коррекшш фазовых искажений в раскрыве рупора Для правильной с>иковы> рз пора с .шнзои на боковой стенке рупора имеется металлический выступ, соответствуя>ший пазу в линзе.

Порядок выполнения эксперимента >. Исследовать диаграмму направленности в зависимости от вида амплит>диого распределении поля в расирыве антенны Для этого снязь диаграмму направленности 1>упора ! при Использовании е>о сначала как 44-секторияльного, а затем как Е-свкзориального рупора. При выполнении данного пункта к фланцу волноводного переходника 8 присоединить исследуемый 1-й рупор так, чтобы его широкая стенка находилась бы в плоскости широкой стенки волиовода детекторной секпии У.

Далее исследуемый рупор вместе с волноводным переходником 8 и детекторной секцией 9 надеть иа направляющие прутки кронштейна 14 стойки 12 и довести рупор вперед по этим пруткам до упора выступа 15 снизу рупора в поперечину кронштейна. Положение исследуемого 1-го рупора и передающего рупора б (см. рис. б. 4) при этом должно соответствовать вертикальной поляризации излучаемого поля. Вращая рупор в горизонтальной плоскости, добиться максимальных показаний на приборе усилителя 28-ИМ. Зафиксировать положение антенны, подстроить винтом 10 детекторную секцию 9 по максимуму показаний прибора усилителя.

Затем проверить установку стрелки прибора 28-ИМ на нулевое деление. Для этого выключить на усилителе тумблер «Вольтметр» и установить ручкой «Установка О» выходной прибор усилителя на нуль. После этого вклк>нить тумблер «Вольтметр» н регулировкой величины усиления установить стрелку прибора на 90 — 95 делений шкалы. Повернуть исследуемый рупор в горизонтальной плоскости в сторону от направления максимального излучения до уменьшения показаний стрелочного прибора усилителя 28-ИМ до уровня 0,0! относительно значения в направлении главного максимума. Вращая рупор в обратную сторону, снять диаграмму направленности в плоскости Н. Показания прибора записывать через каждые 2,8' угла поворота антенны в пределах, соответствующих расчетным диаграммам направленности.

Затем исследуемый рупор вместе с волноводным переходником и детекторной секцией снять с направляющего кронштейна Отсоедгшить исследуемый рупор от волноводного переходника; полноводный переходник вместе с детекторной секцией повернуть на 90' для приема волн с горизонтальной поляризацией и опять присоединить рупор так, чтобы его широкая сторона осталась бы в горизонтальной плоскости. Рупор в сборе снова надет на кронштейн. После этого также изменить поляризацию поля, излучаемого антенной, путем поворота ее в держателе 5 на 90'. Аналогично предыдущему снять диаграмму направленности н плоскости Е теперь уже для Е-секториального рупора, поворачивая антенну в горизонтальной плоскости.

По полученным данным построить нормированные диаграммы направленности по напряженности поля двух исследуемых рупоров на тех же рисунках, где имеются теоретически рассчитанные диаграммы. По экспериментальным кривым определить ширину диаграммы направленности и сравнить результаты с теоретически вычисленными. 2. Исследовап, диаграмму направленности рупоров в зависимости от величины фазовых ошибок в раскрыве для двух видов амплитудного распределения Лля этого снять по две диаграммы направленности 2-го н 3-го рупооов.

Рупоры использовать как Н- и Е-секториальные согласно методике, изложенной в пункте 1. При выполнении данного эксперимента, как и предыдущего, исследуемый рупор вместе с волноводным переходником 8 доводить по пруткам направляющего кронштейна 14 вперед до упора выступа 15 снизу рупора в поперечину кронштейна. По полученным данным в декартовой системе координат построить по напряженности поля четыре нормированные диаграммы направленности 2чо и 3-го рупоров соответственно по две диаграммы для Н- и Е-плоскостей. На одном рисунке привести диа1раммы направленности в Н-плоскости, а на другом в Е-плоскости. По экспериментальным графикам сравнить диаграммгл направленности рупоров Е 2, 5 и дам выводы, к каким пзмененияи в диаграмме приводят фазовые ошибки в раскрыве рупора ГН- и Е-секториального); связать эти изменения с видом амплитудного распределения поля в раскрыве рупора.

3. Исследовать влияние корректирующей металлопластинчатой линзы на диаграмму направленности рупорной антенны Для этого снять диаграмму направленности 3-го рупора с металлопластинчатой линзой Для обеспечения точного положения линзы на боковой стенке 3-го рупора имеется металлический выступ, а в линзе паз, прн совпадении которых линза свободно надевается на рупор.

Рупор использовать как Н-секториальный. По полученным данным в декартовой системе координат построить по напряженности поля нормированную диаграмму направленности поля и сравнить ее с диаграммой направленности 1-го и 2-го рупоров в той же плоскости. По этим данным сделать заключение о величине фазовой ошибки в раскрыве 3-го рупора с линзой. Требования к отчету Оформление отчета должно отвечать трсбованиям, изложенным в разделе 1 части 1 Руководства к лабораторным работам. В отчете должны быль представлены: !.

Электрическая схема лабораторной установки. 2. Таблицы с расчетными и экспериментальными данными для построения диаграмм направленности исследуемых антенн; пример расчета диаграммы для любого направления в пространстве. 3. Графики с двумя расчетнгими и ссмьиз экспериментальными диаграммами направленности исследуемых антенн. 4. Расчетные данные по КНД н ширине,туча псследуемых антенн. 5.

Выводы по каждому пункту работы. Контрольные вопросы !. Перечислите типы рупорных антенн и поясните принцип нх действия. 2. Какова структура поля внутри секториальных и пирамидальных рупоров? 3. От чего зависит и как меняется фазовая скорость волны в Н (Е) -секторпальном рупоре? 4. Чем определяется завпсцмость формы диаграммы направленности антенны с плоским раскрывом от амплитудного и фазового распределения поля по ее раскрыну? 5.

По какому закону изменяется фаза по раскрыву рупора и о! каких параметров рупора она зависит? 6. Какова величина максимально допустимых фазовых искажений (фазовых ошибок) в Н- и Е-секторпальных рупорах? ?. Как зависит диаграмма направленности антенны с плоским раскрывом от амплитудного и фазового распределения поля по ее раскрыву? 8. Каков закон амплитудного распределения поля в раскрыве П- и Е-секториальных рупоров и чем он определяется? 9. При каких допущениях выведены формулы для расче~а диаграмм направленности рупорпой антенны в Н- и Е-плоскостях (см. формулы (б.