P6 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 5

В данной лабореторной рвботе исследовании хервктеристик излучения обоих кенелов ведутся в режиме приема. Для этого к выходем суммврного и разностного езимутвльного каналов подсоединены детекторные секции, продетектировенный сигнвл с которых поступвет нв прибор 28-ИМ вЂ” свой для квждого канвла. Кожух со вспомогательным зерхалом крепится к норпусу антенны с помощью специальных винтов. Источник питании в данной устиновне используетси для подачи управляющего напряжения нв р~и - лионы фазоврвщателей.

Фазирование осуществляется дискретно- коммутвционным способом по минимальной фазовой ошибке аппроксимации требуемого фазового распределения от ревлизуемого; дискрет фазнроввнин Д чз = л' . Фвзировение осуществляется'путем переключения тумблеров на пульте управления. При отклонении лучв от нормали к плоскости решетки нв некоторый угол в горизонтальной плоскости фезовые сдвиги в излучателях, образующих вертикальный столбец, одинаковы. Поэтому пульт управления выполнен так, что переключение одного тумблера приводит к изменению фвзового сдвиге в целом столбпе излучвтелей. Тумблеры нв пульте управлении устанавливаются в соотвотствии с табл.

2 в оцно из двух положений; '3" (звмкнуто) — через диоды фвзовращателей соответствующих столбцов излучателей протеквет ток; Р" (разомкнуто) — ток через диоды не протекает. Номера тумблеров отмечены ие пульте управления; положении "3 и 'Р - ручки тумблеров соответственно в верхнем и нижнем положениях. Порядок выполнения эксперимента В лаборвторни бригаде необходимо с разрешения преползнателя или лаборанте включить приборы установки для их ~ едварительного прогреве.

1, Исследование с мма ной и азностйой наг амм найр рйеннс.~ и. '.~е; ед нвчалом исследования убедиться в том, ч-.о ~" юрэто;, роен на звданную длину волны Л 3,2 см. '. со о «"ь ~тмблеоы нв пульте упревления фазовращателяб ~ г ..... 12), которые должны находиться в с:« ; учки тумблеров в нижнем псложении; «:.«ь,:,пия фазоврвщателей 7 выключен, Устеновить тумблен суньте упрвьления фазовращателями в соответствии с о : .ол. 2 для д = О, Блох питания фвзовращателими включить . Вращан аытеныую решетиу относытельно вертикальной оси, сыить одновремеыно суммарную и разностную диагр8ммы направпенности.

Ииаграммы сыкмаются для угпоов +40 от пав правления гпавыого максимума с шагом 2ь4 . В силу квадратичной характеристыки детехторной секции диаграммы снимаются по мощности. Табпыца 2 3 — замхнуто (ручка тумблера в верхыем положении) Р— разомхыуто (ручка тумблера в нижнем попожении) Показания прибора измерительного усилители в направлении максимума излучения (своего для суммарной и разностыой диаграмм) должно быть 30-100 делений; при выключенном геыераторе — 0 депеыий (не забывать о необходимости "Устаыовки нули" усилитепя перед измеренными).

Блок пи— таныя фазовращатепями выключить; все тумблеры разомкнуть (ручхи в нижыем попожениы). о Установить тумблеры для Фм 33 в соответствии с табл. 2; включить блок питаыия. Вращая антенну в интервапе 9 + 30 от направлении гпавного махсимума, снять суммарную диаграмму. Разностнаи диаграмма не снимается, так как коыструхтивно-технологичесхая асимметрии, присущая макету, а также писхрет фазырования Л Ф тг проиводят к существенному искажению ее чормы дпя 8„36 . Выключить блок питаыия фазовращатепей; тумблеры разомкнуть. Пронормировать измеренные для 8, = 0 суммарную н ревностную диаграммы (каждую к своему максимуму) и наыести ых на рисунки с соответствуюшыми теоретичеохими харахтеристихами (см, расчетное задание). Постоооить нормированыую суммарную дыаграмму для дм 33 на отдельном рисунке.

2. Япце3еление коз и цента сидения антенны по с мма ыюааж""'"'""*з б ~ т з~ о соответствии с табл. 2 длн д 0 детекторную секцию соединить со входом эталонной рупорной антенны. Вращая рупорную антенну по азимуту (вращение осуществляется вместе с вращением всей моноимпульсной антенны), добиться максимальных показаний стрелочного прибора усилители. Установить стрелку прибора в положение сг, в Е 80-100, г т переключая входной аттенюатор 28-ИМ. и м Присоединить детекторную секцию к выходу Г. облучатели (отсоединив ее предварительно от эталонной антенны). Включить блок питания фазоврашателей. Вращая антенну, добиться максимального показании стрелочного прибора измерительного усилителя си~а Е 2 х Максимальный коэффициент усилении моноимпульсной антенны по суммарному каналу определить как г Ег '~г б = — б = — Е к Ег зт ас эт' У где б' 100 — коэффициент усилении эталонного рупора.

Измеренный коэффициент бг сравнить с расчетным (для варианта 1 работы), Выключить блок питания фазоврашателей, все тумблеры разомкнуть. 3. Оп еделение к тизны азностной диаг аммы нап ав- ленности. Измерить коэффициент усиления ревностной диаграммы в направлении главных максимумов Ол макс (если значении различны в каждом из максимумов — определить оба) аналогично проведенным выше измерениям длн суммарного канала; при этом соответствующие манипуляции проделывать м м с выходом Р~ облучателя.

Затем определить положение нуля (минимума) ревностной диаграммы и для этого положения записчть показание прибора измерительного усилителя к . Повернуть антенну на угол 2,5 по часовой стрелке и с ' записать вновь показания прибора ас . Вращая далее антенну по часовой стрелке, записать показания ас „„Е в макс направлении максимума излучения ревностной диаграммы. Определить крутизну ревностной диаграммы направленности в равноси "нальном направлении по формуле 1~а, — р 1'г 1 градус ' макс Аналогично определить, вращая антенну против часо-l взй стрелки; и н,и, вообщае говоря, могут оказаться различными в силу некоторой несимметрии антенны. 34 Измеренные,сс' и,и сравнить с расчетным значением (для варианта 2 работы).

Т ебования к отчет Оформление отчетов должно отвечать требованиям, изложенным в равд. 1 руководства 13) . В отчете должны быть представлены: 1, Схема установки (см. рнс. 13). 2. Результаты теоретического расчета диаграммы пав правленности облучателя в виде таблицы и графика.

3. Результаты теоретического расчета н аппроксимации амплитудного распределения в апертуре решетки в виде таблицы и графиков. 4, Результаты теоретического расчета суоммарной (ревностной) диаграммы направленности ( су,, = 0 ) в виде таблипы и графиков. 8, Результаты теоретического расчета Ы (и) и экспе- Е / риментвльные данные этих величин.

8. График суммарной диаграммы направленности антенны для д„„- 38'. 7. Краткие пояснения, замечания и выводы. Конт ольные воп осы 1. Какие факторы влияют на выбор расстояния между излучателями в сканирующей решетке? 2. В чем заключается преимущество гексагонального разме.иения излучателей в сканирующей антенной решетке? 3. Каким образом рассчитываются суммарная и ревностная диаграммы направленности исследуемой решетки? 4. От чего зависит коэффициент усиления суммарной и крутизна ревностной характеристики моноимпульсных антенных решеток (исследуемого макета в частности)? 5. Описать принцип работы исследуемой моноимпульсной фазированной антенной решетки.

8, Описать принпип формирования суммарной и разностной диаграмм трехканальным моноимпульсным облучателем. 7. Описать принцип работы дискретного отражательного фазовращателя на коммутируемых руа — диодами щелях в круглом волноводе с основным типом волны. 8. Йля чего нужно изменение плоскости поляризации вопо ны в излучателях исследуемой антенны на 90 ? 9. Чем опредепяется ориентация проволочек зеркала исследуемой антенны? 1О.

Какое назначение диэпектрической пластины в изпучающих элементах исспедуемой антенны? 11. В чем преимущество дискретного режима фвзирования, в чем его недостатки? 12. В чем преимущество возбуждении излучателей в ис— ледуемой ФАР с помощью вспомогательного зеркала; в чем недостатки? 13. Обьяснить преимущества моноимпульсного метода пепенгации целей. Работа 1е 17.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОММУТА11ИОННОГО ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ С УДВОЕННЫМ ЧИСЛОМ ДИСКРЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ФАЗЫ ель вботы 1. Изучение схем построения и принципа работы коммутационных фазовращателей. 2. Получение навыков расчета некоторь х параметров вопноводного проходного коммутационного фазоврашвтепя с удвоенным числом дискретных значений фазы. 3. Экспериментальное исследование полноводного проходного коммутационного фазоврвщвтеля с удвоенным чиспом дискретных значений фазы.

Тео етнческая часть Длн выполнения лабораторной работы достаточно изучить теоретический материал, изложенный ниже. Дополнительный материал можно найти в [9, ч. Ш), [10, с. 14-18; 62-150), В [9) дается описание аналоговых и дискретных полупроводниковых фвзовращателей. Подробно рассматриваются различные схемы построении таких фвэоврвшателей и принципы их работы. Приводится порядок расчета и конструирования полупроводниковых фазоврвщателей. В [10 ) приведены различные типы фазовращателей (електромеханические, попяризационные, ферритовые, полупроводни- ковые, плазменные, бегущей волны), Рассмвтриваются схемы построения, конструкция и особенности рвботы квждого типа фазоврашателя.

Приводятся их электрические, механические и габвритные хврвктеристики. Введение Электрически управляемый фазоврвшатель является од— ним из основных элементов фазированной антенной решетки (ФАР) и служит для создвння требуемого фазового распределения в раскрыве ФАР и изменения этого фазового распредепения при элехтрическом упрввлении положением главного лепестке дивграммы нвпрввленности ФАР. Формироввние ивправленных свойств ФАР основвно нв явлении интерференции электромагнитных волн. В том направлении, в котором волны, нзлученные Отдельными излучателями решетки, складываются в благоприятных фээовых соотношениях (в идевле синфазно), обрвзуется глввный максимум излучения.

В других пав правлениях волны от отдельных излучателей частично или полностью гасят друг друге. Йля получении главного максимуме излучения в требуемом направлении и осуществления квчвння луча в пространстве необходимо управлять фазами полей, излученных отдельными излучателями. Г!ри быстром сканироввнии это может быть сделано только с помощью электрически управляемых фазоврашвтелей, рвсположенных в трактах питвния излучателей. Существуют различные типы фаэоврашвтелей (10), отличвюшиеся друг от друга по принципу действия, конструктивному исполнению, дивпвзону рвбочил чвстот и прочим параметрам. Ь частности, по методу управления фазой все фазоврашатели можно разделить нв фазоврашатели с непрерывным измене— нием фазы (аналоговые фазоврешатели) и дискретные фазоврашатели, на выходе которых фазе электромагнитного поля может принимвть только )у дискретных фихсироввнных значений, например, (О,л'), или (О, —, л, — ж ), или (О,; ж 3 Л *г 3 Х 3 7 — л., л' — ц' — л — л ) и т.д.