P7 (560776), страница 4
Текст из файла (страница 4)
7 гра- Ф пчески показана завпсимость КПИ второго канала тут как функпня Р, прп различных Йля равноэффс ктивных каналов Я лз (8) и (9) следует, что < 1 .(10) )гш ) Рис йй5 О 5 ОР5 "гг 7. Зависимость КПЛ двухканальной антенны от и 21 Эта зависимость показана на рис. 7 пунктирной кривой. Как видно, если а выбран достаточно высоким, например (т > 0,9, м 7 то а~ быстро уменьшается уже при небольших значениях ММА на основе па плел ой ОС Параллельная ЛОС предназначена дпя возбуждения линейных и плоских эквидистантных антенных решеток. Основными элементами такой ЛОС являются трехдецибельные мосты, отрезки филеров и статические фазовращатели. Число входов в полной (невырожденной) схеме равно числу излучателей.
На рис. 1,б показаны электрические схемы двух- и четырехлучевой антенн, выполненных на основе трехдецибельных волноводно-шелевых мостов. Лвухлучевая ЛСС состоит из одного моста. В силу его свойств возбуждению входов 1 или 2 соответствуют фазовые распределения в излучателях (О, Л" /2) или ( Л' /2, 0). Антенна формирует два широких луча, симметрично отклоненных от нормали. Четырехлучевая антенна состоит из четырех мостов и двух фиксированных фазоврашателей с фазовым сдвигом яг /4.
Фазовые распределения поля в решетке при возбуждении различных входов ЛОС приведены в табл. 1. Таблица 1 Нумерация соответствуюших диаграмм направленности показана па рис. 1,б. Амплитудные ра пределения, формируомые параллельной ЛОС, для т.сех каналов равномерны, а фазовые линейны.
Таким образом, диаграммы направленности такой ММА артогональны. Это обусловливает высокой КПЛ антенны, так как ЛОС пе содержит поглошаюших нагрузок, все каналы согласованы и развязаны между собой. Лругим положительным качеством параллольной ЛОС является широкополосность — следствие равенства геометрических путей от входов к излучателям. Кроме того, число элементов параллельной ЛОС минимально по сравнению с другими матричными схемами.
22 Недостатком параллельной ЛОС является ес бинарность, т.е. число излучателей У должно быть представимо в виде Ф И = 2 (и= 1,2 ...). Это создает определенные трудности при реализации требуемой ширины диаграммы направленности. Кроме того, с помошью таких схем затруднена реализация в решетке специальных амплятудных распределений, соответствуюших оптимальным в том ипи ином смысле диаграммам направленности.
Практически КПЛ параллельной ПОС будет отличаться от 100% из-за наличия тепловых потерь в НОС и неидеальности работы мостовых устройств (неидеальные направленности и согласование входов мостов). КПЙ параллельной ЛОС, обусловленный только тепловыми потерями, определяется формулой 16) - - я и~2уХуу'тт 1б =е (11) где Я вЂ” длина волны в свободном простренстве; и — коэффициент затухания в волноводе; М вЂ” число лучей; у — коэффициент, определяемый конструкцией )1ОС. Оценим коэффициент усиления ст ММА; для этого воспользуемся формулой ~=Юу гл где )) — КНП ММА; примем КНЙ ММА равным числу излучате лей „т=,И, тогда получим для о с учетом (11) 'ге б =,Нь' (13) (12) (14) Прн этом направленность определяется как отношение мошности Р, прохадяшей в плеча 2 моста, к мошности Р, просачиваю- шейся в плечо 4 (рис.
8): 23 Из этого выражения следует, что зависимость (г от /И имеет экстремальный характер, т.е. сушествует оптимальное число лучей,Ие й, при котором Д максимален. Рвачеты показывают, что при Я = 38 мм. ~И„,~ = 750, прп этом о"., „= 280, а ~ = 37%. КПП параллельной ЛОС, ~~ах тл обусловленный неидеальной направленностью т мостов, определяется формулой 16) 2 р (15) р для используемых на практике мостовых устройстэ значения направленности лежат в пределах 30...1000(15...30 дБ). 1. Испопьэуя формулу (3), рассчитать значения диаграмм направленности ММК дпя ти= 1 и та= 2 при Ф= 4; результаты расчетов оформить в виде табл.
4 (см, требования к отчету). Прп этом диаграмма направленности одиночного излучатепя определяется формулой сот ~ — туп Ю) Йа У у ) с ~ э Ц 2 г' и' г у- ( — — тс'п,8, где А= — „; 2 — ' 39 мм; й = 28,5 мм. В формуле (3) полоногть Ы = 30 мм; значения (т вычислить с помощью (4). ЗпаО ' о ~ение угпа о в (3) н (16) берутся от -90 до +90 через 5 Лиаграммы направленности для ьч= 1 и хи= 2 должны быть построены па отдельных графиках в прямоугольной системе координат. 2. Используя выражения (5) и (6), рассчитать дпя ~о= 1 и '~ОЬ= 2 значения угла и уровень пересечения сосодпих диаграмм направленности. 3. Используя выражения (.1 1), (14) и (15), рассчитать (6)Л параллельной ДСС. 1!ри этом положить ж - 9 10 1/мм; дпя вопповодной конструкпни )' = 3; ~аправпенность мое~он принять равной 15 дБ, т.о.
10 (у'х = 15 лБ, откуда т' = 31,622. РЗ'51 91рч р,рлр р Экспе иментапьная часть Опи ание лабо атомной стан вки. Лабораторная установка (рис. 9) состоит иэ генератора, передающей рупорпой антенны, соединенной с генератором гибким коаксиальным кабелем, прием- ной четырехлучевой антенны, к выходам которой подсоединены детекторная секпия и согласованные нагрузки, изме и~тельного усидителя, соединенного с детекторной секпией.
Бдок-схема ла- бораторной установки пр дставлена на рис. 10, Де аеччрцк сскчч к Рис. 9. Общий впд лабораторной установки кн еячая кпик Рнс. 10. Функш1опальная схема лабораторной установкл В данной установке четырехлучнвая антенна используется как приемная антенна. Электромагнитная зпергня, поступающая нз генератора в передающую рупорную антенну, модулировала по амплитуде прямоугольлымп пмпульсамн. Высокочастотлый сигнал, принятый четырехлучевой антенной, поступает на се выходы, к одному нз которых присоединена зщтекторная секдня, а к остальным — согласовн|ппне нагрузки.
После детектирования сигнал усигн1ноотся в измерительном уснлн теле н ого величина может быть опреденона по покозопям стрелочного прибора. Диод схемы является применение вопно- водно-шепевых мостов с полной связью. Это позволило исключить ББ Б из схемы пересечения вопноводов, что в конечном счете значительно упростило конструкпию антенн. 1(опопнгтепьно в схему включены о Рис. 11. Электрическая статические фазоврашатепи на 180 иссдсдуе компенсирующие фазовый сдвиг мой в работе волны при прохождении моста с полной связью, по сравнению с фазовым сдвигом волны при прохождении отрезка волновода одинаковой с мостом длины (см. Рис. 1 1).
Статические фазоврашатели выполнены из полистнропа ( б = 2,5) и размешены внутри ДОС (рис. 12). Используемые в лабораторной работе поглошаюшне нагрузки выполнены из ферроэпоксида и обеспечивают модуль коэффициента отражения не более 0,05. детекторной секпип работает на квадратичном участке вольтамперной характеристики, поэтому показания стрелочного прибора усипитепя пропоршБонапьны квадрату амплитудной диаграммы направленности четырехлучевой антенны. Исследуемая антенна установлена на стойке и может врашаться относительно вертикальной оси.
Отсчет угла поворота производится с помошью вертикапьной риски и шкапы с делениями, расположенными на неподвижной и подвижной частях стойки соответственно. Угол, заключенный между соседними депениями подвижной части о стойки, равен з . Электрическая схема четырехлучевой антенны, исследуемой в работе, представ.шна на рис. 1 1 (сравните с рис.1,б). Отдичитепьной особенностью этой нзлнч етелв йра в 1аО' ъай авварвщагввм и из в О Вхоаы Рис. 12. Продольный разрез етырехпучевой антенны По я ок выпопненпя аботы Г!о прибытии в лабораторию бригаде студентов необхошрмо с разрешения преподавателя ипи лаборанта вкпючить приборы установки дпя нх предваритепьного прогрева.
1. Исспечование диаг а им нап впепностп. Г!оместр ть погпсшаюшие нагрузки во входы 2,3 и 4. К входу 1 подсоели~шть с пол.ошью струбпин детекторную секппю. Вращая антенну вокруг вертикальной оси, найти главный максимум диаграммы направпепности. С помощью ручки "УСИЛЕНИЕ" измерив епьиого усишш епя установить отклонение стрелки па 90 депепии. Измерить диаграмму направпеиности, соответствующую первому входу антен- „о ны, через 5 . Значения нормированной диаграммы направпепности занести в табп. 2.
Показания прибора пропорпионапьны квадрату диаграммы напоавпенности. Табпица 2 Помещая поглошающие нагрузки и подкпючая детекторную секцию к соответствующим входам, измерить диаграммы направленности антенны по входам 2,3 и 4. Речультаты измерений также эанестц о табл. 2. 2. Оп е сиенце КП по канапам Поместить погпошаюшие нагрузки во входы 2,3 и 4.
Ко входу 1 подсоединить детекторную секцнкц Установить антенну в направлении главного максимума. С помощью ручки "УСИЛЕНПЕ" пэмеритепьпого уснлитепя установить откпоненне стрелки иа 100 делений. Падве, не меняя положения антенны, аккуратно отключить детекторную секцию от входа 1. Нагрузку из входа 2 поместить на вход 1. Подключить детекч орную секцию ко входу 2. Зафиксировать показание измерительного уснпитепя Р . Дапео по аналогии измерить мощность ца входах 3 /" и 4 Р . Определить КПД первого канала по 11 ' формуле юа — УИ ~~о га 73 7Ф Аналогично опредепить КПЛ оставшихся канадов. Результаты измерений ц вычиспеций занести в табл.
3. Табпнца 3 28 Т ебования к отчет Оформление отчета должно соответствовать требованиям, изложенным в равд. 1 руковолства ~1~. В отчете должны быть представлены: 1. Функдиональная схема установки (рис. 10). 2. Электрическая схема исследуемой антенны (рис. 11). 3. Результаты выполнения расчетного задания, вкпючаюшие в себя расчетные формулы и таба. 4, содержашую значения расчетных диаграмм направленности. Таблида 4 4. Графики расчетных диаграмм направленности в прямауг,льной системе координат. 5. Табл. 2 и четыре экспериментальные диаграммы направленности на одном графике в прямоугольной системе координат. 6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
