Учебное пособие к практическим занятиям по бортовым и наземным Антеннам СВЧ, страница 3

Теоретичеокое а веспервмевтальное изучеаае ддагрваеы ввпраалеввости одностержвеэой дивлектрачвокой антенны. 2» Тесретичесе06 л зеспервмент6льное исследование диаграмФМ вапрвзленвоста а полиризациоввой характерастиеа двухотерквевой автенвы 3. Определевие коз$$нцжевта вапраалеввого дейстзик Одвостерквезой а двухстерквежой дивлектричесеих антена» Тес етическвж подготовка к боте двж выполнении работы необходлыо изучить лекциоавый материал пю теории диэлектрического золвовода, Фазачеоним пранцапам работы дазлектриесеой ввтеввы, а также необходимые теоретичеоеае соотношение дхи расчета длаграммы напрамевнооти, ее вараны и еоэф4ищкеита ввпраклевного действии. Этот материал можно изучить также по «1,стр.

393-3983 а «2, стр.218-2383 Расчетвое задание а расчетные Формулы Пра подготовке к работе каждому студевту необходнмо Рассчктать дваграмыы папразхенессти,еоэ44жциепт вапрнвлеяного дейотэаи сдвостержвезой а дзухстеркнезой ввтенвы, в также жвраву диаграммы напразленвоста одвостержневоЙ автенны» Нормированная дааграиыа напрвзленвоота по ысщвоста одиночвой стержвезсй ввтеввк з В-плосксата оавсывается зыранением «23 Г ® =Г~8~ 1„®-1„'® множитель Гф) = сс~д предстввлиет собой давгрвмыу нвправлеввости элемента тОка сывщенвя з В-плосковти. Второй множитель 14 оивсызает диагрввну направлвввоста круглого даэлектраческого дас- еа» 15 О5 с~л~,„ц рис хе а рэйик Азмбда-Р~"кке1ии Рис. 3.

Коэ4Фициент замедления в~ааы з диэлектрическом старине ( 6 — относительная диалектрическая проницаемость материала стержня) Наконец третий мяокитель ~ М описывает диаграмму яапраялевяости отеркяя о бегущей злектрсмагвитвой иолвой вдоль него ара условии изотропяости излучевая каадого ехо аяемеята. При отсутствии потерь в стеркве (что мокво допустить для кормках стерквей) этот мвоиитель запаается з виде лА ,зарх (~~- сияй) (4) ~'® ы ('у — со.ь" 8 ) Л 3 Формулах (Х)-(4) х О - углоэая координате точки вэблвдевия, отсчитываемая от оси стерквир Л, - ламбда-Фуякцвя, .граФвческа взсбракеввеа яа риоЛ; о' "- ' - ореанаа Лавменр ионаееонше онеривин нае / „,. а а „ — оеонвенонвевно мваоиеелвниа а мввмнвнъниа диаметры; «К= †'""' — иолвоиое число оиободвого прострввстиа» Ъ - длииа стераля; ~' - кое4$кцвевт замедлввия волны з двзлектрвческом отеркве.

Нормироиаввая диаграмма вапраялевяости по мощвости одияочвой стерквеэой автеввы з Н - клосксоти определяется Формулой ~ й-г'~о+~; ® (5) хде ух'ол 8 отсчитывается от оси стерквя в Н-плоскости. Л 40 для расчета вормарояаввой диаграммы вепреалеввости дзухстери вазой автеввы о плоскостьв размещевия отерквей з К-алл Н-плоскостях, веобходимо соотиетстиуащум Формулу ( Х ) вла (5) дсмвокать ва мвокатель реаетки, который дкк двух отерквей ревев лаяй .. Е' =оаа ~' — ее Ы), (6) рн Л где В - расотоявие межлу осика отеркяейф В - угловая коордиввта, отсчитываемая от осеисго вапраялеааи и плоскости располоиавия стеркяей. Шарику диаграмма вапраалеявости з градусах (ва уровне 0,5 мощ- вости) одяастерквезой автеввы мокво оцевать ао Формуле ,;8 =й" = (7) ИозФФицаеят вапраилеявого действия одвостерквеиой ввтеяяы рвссчитызается по Формуле В„=1Я вЂ” ' р Ь, (8) где коз$$ихяхеят А спределяетоя по граФику ряс.

2. КозФФициеят вапраалеввога дейстзая двухстерквеаой аятеввы мокво приблииввво оцевать как З .=Ад, * ('Э) Ркс. 2. Зелксимость ксз4$ициента Я от параметра х ~д -1) Экопериаевтальиал часть Раочетм диаграмм вапрввлеацсста, аириа давгреммн а ковфцивата ввправлеввого действии автеивя по выиеприведеввям формзлам оледует произвести. длк параметров, звдаввых в таблипе дки вариавта, оиредалкемого гра4жксм ваполвеиик лабораториях работ; величава замедлевкк ~' определкетск по средвему диаме~ру стермвк из грв$ика рио.3 дяк диалектрической проааяаемооти Е З,б.

Методика расчета 1. Расчет диаграмма ваправлеваости одаоотерквевой затевая по ( 1 ) п р си з водить в е р е а е ч ем ч е р е з ~ ~ з ~ и ~ е Щ о измевевик угла В ст Оо до ЖР. По рвсчетвым дианам построить диаграмму ааправлеввости на миллиметровой бумаге в прлмоугомьиой системе коордааат в пределах + жс.

3, Расчет диагриаа аапразлеваооти двухотерквевой аатеанм про- извести в Н-плоскости. Длк этого раочетвме зввчевки Форнуля (5), имеиМеск и результатах преднлуЩего расчета по формуле (1)р веоб ходимо домиокить ва мвоклтель 1 рвссчитайамй длз тех ке св мях звачеаий углов 8 (т.е. через калине 1Оо ) ° Расчет произвес- ти длк расстсквак мездру старинами Д Ш ма. Рассчатаваум диаграм- му построить иа миллиметровой бумаге аа отделъаом рисунке и прамо- угольаой системе коо~лваатФ 3. Раосчитать по Фореле (7) имриву диагрмаам и срвввать ее о аиривой диаграаи, получеиаой по давамм Формулы (1).

4. По формулам (8) иЮ раоочатать коэ$$кциевт ваправлевного действии одвостерквевой и диухстерквевой аатевв, Ошсаиие устааоики и ее схема Электрическим схема лаборвторвой уставовки по исследованию дизяектричеокой отерквевой автеваа изобракеав аа рв.4. 3иоокочастотааи ввергал от гевератора Х через коаксиальамй кабель 3 подаетск Рко.4 Злектрическак схема лабопаториой уставовки дии иоследовавик диэлектрической стерквевой аитваяя: Х - геаератор; 2,4,8,9,12,13,14,17 - ваоокочастотвяе рааьемм; 3,10,11,16 - коакоиальияе кабели; б - симмвтрируеиее устройство; 6 - иааучвпцак аатевна« 7- исследуемак автевва; 15 - диод, 18 - измерателъвмй усилитель 38-ИМ Рас.б Лаборатсраав ' с;- зевка дяк асследовавии диэлектрической стерваевой автеввя: 1- исоледуемаи антеваа; 3 — поворотзое устройство; 3 - стойкву 4 - уголок; 8 - лимб; 6 - тройиик; 7,10,12 - коаксаальвме кабели; 8 - азмерительвый усилитель 28-ИЩ 9 — иаиучающак автевва ; 11 - гвввратор 19 к излучающей антенне 6, выполненной в виде симметричного вибратора с контррефлектором и аинвнетрируищим устройством 5.

Исследуемая диэлектрическая стержневая антенна 7 работает в режиме приема аиектромагиатной энергии. Принимаемый высокочастотный сигнал детектируется диодом 15 и по экранированному кабелю 16 поступает к индикаторному прибору 18 (измерительному усилителю 28-ИИ). йсоледумая антенна 1 (рис.5) устанавлавается на поворотном устройстве 3, укрепленном на отойке 3. Уголок 4 поворотного уотройства позволяет установить один или два стержня, а уотройство крепленим допускает возможность ступенчатого поворота каждого из иах вокруг ах продольной оси на 90о. Такая конструкция крепленая стержвя позволяет снимать диаграмму направленности антенны как в плоскости Ж, так и в плоскости Н. Величине поворота исследуемой антенны в горизонтальной плоскости определяется по лимбу 5.

Принимаемая антенной електромагнатная знергия через коаксиальный тройник 6, с вмонтированным в нем детектором поступает по кабелю 7 к измерительному усилителю 28-З$ 8. Излучающей антенной 9, укреплевной на стене и питаемой о помощью коаксиального 4нщера 10 от генератора 11, ивляетоя полуволновый вибратор с дисковым контррефлектором.

В антенне имеется симметрирующий четвертьволковый стакан и предусмотрена возможность ее вращения вокруг оса, перпендикулярной плоскости контрре$лектора,что требуется для изменения поляризации излученного поля. Порядок выполнения эксперимента Перед началом зксаеримента необходимо с разрешения преподаватела или лаборанте включить приборы лабораторной установки для их предварительного прогрева. 1. Исследование диаграммы на авленности односте жеевой антенны в Е-плоскости. В центральное отверстие и уголке поворотного устройства устанавливают одну стержневую антенну таким образом, чтобы возбуидающий штырь у основания стержня был горизонтальным (кабель при етом подходит к стержню сбоку~; вибратор аз~сучившей антенны устанавливается также горизонтально. После этого псдготавлзмют к измерениям усилитель 28-ИМ.

Для этого, кэлраБыв ось исследуемой антенвы иа излучающий вибратор, добиваются с помощью ручек "Входное напряжение " и Усилеиае" уотановки стрелки прибора 28-Им на 90-95 деленай шкалы. Затем, вынув кабель со входа прибора, с помощью ручек уст~нуля~ устанавливают нулевое положение стрелки~ Подключив кабель ко входу усилителя 28-ИМ и позора „н таину в горизонтальной плоокости на + 90о от исходного положения снимают диаграмму направленности в Е - плоскости.

Показания прабора(усилителя 38-Ий) записывают через каждые 5с угла повороте.(В области боковых лепестков от указанного интервала мовзо откиониться, зн4иксировав и записав лишь положения нулей и максимумов). По полученным данным после их нормировки построить нормированную зкоперимевтаньвую диаграмму направленности одностержневой антенны на том ке рисунке, где строилась рзсчетння диаграмма. Следует иметь в виду, что вследствие квадратичной характеристики детектора (вмонтипаванного в тройник) показания прибора 38-Яв пропорциональны принимаемой монности. 2.

Иссле ова и ег аммы на вленности о аосте кневой ан нны в Н-плоскости. Исследуемую антенну устанавливают таким образом, чтобы возбуждающий штырь у основания стержня оказался вертикальным, н кабель подходил бы сверху. Вибратор излучающей антенны также повсрачивают и устанавливают в вертикальное положениее Поворачивая даэлектричесную антенну в горизонтальной плоскости на + 90 от положения максимального приема, снамают диаграмму о направленности в Н-плоскоста таким же образом, как в п. 1. По полученным данным строится нормированная диаграмма направленности в Н-плоскости на одном рисунке вместе с диаграммой направленности однострекневой антенны з Е-плоскости 3.