P7 (560776), страница 6
Текст из файла (страница 6)
гйатрица рассеяния такого ИРФ имамат вид (6), причем Применяя правило объединения многополюсников в обшую схему (10), получим дпя матрицы рассеяния ДОС в Й -м состоя- нии ! ( . зг 'е г ,/- (1О) Г 1 Каждьй столбец матрицы [3 (определяет АФР поля в решето ке, т,е. Аг гл !2 . !г е Ф l -.!'- гг е г 1 1 0 —,, ' 3 Я ж; [а )=- [а )=- 1 я 1 ! [!!3 1 ! Ы-2 (11 ) ,а7 р" Р Тогда, например, для [б ) а соответствии с (5) получим е (У;! г'-1l'— гг, ж ',ггг !е ' 'е г !е и:,, я ! ° я е ~ ! 1 (е !е / .! ! .и е г !Е "! 1 (е Г .тж, .
9г ° 1г е г 'е ,е ,е (12) Подставляя значения [Я ) из (10) и [5 Д из (12) а (9), найдем матрицу рассеяния управляюшего многополюсника в первом состоянии: ЛГ— 0!О!О!р — — — ! — — -! — — т— 0 0 0!а ,19) !- — — !— 0 ~О!0 0 — — — 1- 0~0!0,'0 чно, можно найти митрию| [А ] [А ~н (гА [А ) Рассуждая аналоги 1 .гг 1 е .Рг .I ' г1г -l'— р г -'г и юг ' тг ",!— е 'е --- — т — — —— . 37!. г .! — ! -1— ! е .!г .1-, т1- — —— гг ! Р (4„) = 'о 'о Г ,а о а~а а~а а,а а'а 'а лг' — -. у ) ~о е,о о а !о;о) о,'о о,о .Фт--,' а,гу' и о о,о о~о о,о' ,а', а — - — ч — - -ь -— ,'о,' о,'а ---т-ь-т-- и (о оо г'е,'о,' о о ! ! ! ! Таким образом, в рассматриваемом случае управляющий многополюсник может быть реализован в виде совокупности отрезков линий передачи злектрнческой длины Зтг /4, Х вЂ” пиркуляторов и коммутируемых нагрузок.
На рис. 3 изображена электрическая схема передающей активной антенной решетки с использованием в качестве ИРФ параллельной ЙОС, прнчем Х— ш1ркуляторы включены в разрыв линий передачи, соединшс- Г Г щих ее зеркальные входы. Свободные плечи циркуляторов 1 подключены или к согласованной нагрузке (козффициент отражения Г = О) или к коротЧ5 ч5' козамыкателю.
Рассмотрим подробнее ра- . ЗЗБ Ъдб боту такой антеяны. Как випяо из рис. 3, автогенераторы отдают знергию в излучатели (н далее в свободное простран! ство) и в ((ОС, которая предназяачена для синхронизации автогенераторов как по частоте, так н по фазе. Пусть в началь! Г) ный момент времене ко всем входам ИРФ по клеммам ту к, к, к, подключены согласоваянье яагрузки. Тогда автогеяераторы никак не связаны между собой и генерируют колебания разной частоты с произвольными случайными фазами, так как ИРФ по клеммам р~ и ~'у' является согласованяым н развязанным, При этом решетка будет формировать некоторую диаграмму направленности, соответствуюшую данному случайному фазовому распределению.
Положим ! что все автогенераторы работают в общей полосе синхронизации. Это означает, что любой отдельный автогенератор можно засинх- 36 ронизировать посторонним синхросигнапом в полосе д> +Д<,> о" где щв- частота генерации аьтогенератора, а Доз — полоса синхрониэапии. Перекпючим один из коммутаторов управпяющего многопопюсника, например я , в попоженне короткого замыкания. При этом, как Г Г Г Г видно из рис. 4,а, воины на вхо;ах 2 и 3 поглощаются согласо- и р а ванными нагрузками.
Волна., вы- т ходящая иэ входа 4, пройдя пиркупвтор, также погдощается согласованной нагрузкой. Волна, выходящая из входа 1, через пиркулятор подается на вход 4. Это озяачает, что ЙОС отражает падающие волны в фазовых соотношениях, соответствующих определенному лучу антенны. Отражевные волны синхронизируют автогенераторы и за счет этого амплитуда Г Г Г Г волны на входе 1 растет. Следовательно, увеличивается амплиту- й) ИРУ да волны н на входе 4, а на вхо- й в Ф шх 2 и 3 уменьшается.
Этот переходный пропесс будет продолжаться до тех пор, пока вся падающая на ЙОС мощность не сосредоточится иа входе 1. Прн етом на входах 2 и 3 мощность будет отсутствовать. Наступит устойчивый режим, при котором Рис. 4. Схемы, поясняюавтогенераторы взаимно синхрощие процесс перекпючеяия лучей: визируются по частоте, а фазовые а — установление пуча, со- соотнощепия определяются фазами ответствующего четвертому отраженных от ЙОС волн, соответ- входу ЙОС; б — устансвлествующих определенному лучу ан- ние пуча, соответствующетенны. Таким образом, в установив- го пеРвому входу Й го первому вход ЙОС щемся режиме в идеально согласованной и развязанной ЙОС потери иа взаимную синхронизацию отсутствуют, однако прн переходных пчоцессах некоторая доля мощности теряется в согласованных нагрузках.
37 Рассмотрим работу антенны при смене луча. Лля этого переключим коммутатор ~,, (см. рис. 3) в попожение согласованной нагрузки, а ~с — в положение короткого замыкания. Тогда вод- 7 на, выходящая нз входа 1 (рис. 4,б), пройдя циркупятор, будет поглощаться согласованной нагрузкой. Из-за отсутствия волны, падающей на вход 4, начнется расфазировка автогенераторов, обусловленная воздействием на их работу случайных факторов.
Это приведет к тому, что появится выходящая нз входа 4 волнах которая через циркулятор (рис. 4,б) попадет на вхоп 1. Начнется процесс синхронизации автогенераторов с новыми фазовыми соотношениями. Переходный процесс закончится тем, что на вход 4 будет поступать вся мощность, падающая на ЛОС, и эта мопшость будет передаваться на вход 1. Сформируется новый дуч. Конструктивно ЙОС ддя активных антенных решеток могут быть выполнены, в зависимости от рабочего диапазона ца основе различных линий передачи, например волноводов, коаксиалов, полосковых пиний и т.п.
Самыми разнообразными могут быть способы включения автогенераторов между излучателями н ЛОС: н,пример: для ламповых (транзисторных ) автогенераторов излучатели удобно подключать к анодным (колдекторным) контурам, а ЛОС вЂ” к мепомощным сеточным (базовым) контурам. Авто- генераторы, явпяютциеся двухполюсниками (кпистроны, ЛОВ, ЛБВ) можно вкшочить в схему с помощью тройников; при этом соотношение мощностей, подаваемых в ЙОС и в излучатели, зависит от тре буемой мощности синхронизации выбранного типа автогенератора.
Автогенераторы на диодах Ганна, туняепьных или павинпо-пролетных диодах можно вкшочать непосредственно в линию, соединяющую излучатепи и ДОС. Расчетная часть При подготовке к работе необходимо выполнить расчетное задание к работе Ъ 1 9 (пп. 1 и 2 ). Экспе нментальная часть Описание лабо о ной становкн Лабораторная установка (рис.
5) состоит из передающей активной антенной решетки, выполненной на основе четырехканальной параддельной ЛОС, блока питания активных элементов антенны, приемной рупорной антенны, соединенной г помощью гибкого коаксиального кабеля с анализатором спектра. Функциональная схема лабораторной установки приведена ца рис. б, Передающая активная ангенная рчшетка построена на 38 Рис.
5. Обший внд лабораторной установки: 1 — сменные отрезки волноводов с вентилями; 2 — кли- строны; 3 — ручки регулирования частоты клистронов Рис. 6. Функниональная схема лабораторной установки основе четырехканальной ЛОС параллельного типа в волноводиом исполь.нии. Электрическая схема антенны изображена на рис. 7. Автогенераторы включаются между излучателями, которыми служат открытые копны волноводов, и ДОС с помощью полноводных тройников.
Авто- генераторами являются малогабаритные отражательные клистроны типа К-73. Коэффициент деления мощности между выходам и тройника составляет 1:3, т.е. 25'й мощности клистронного генератора лахвб правляется в ДОС для обеспечения взаимной син- хронизапии. Зеркальные входы соединены между собов отрезком волновода с вентилем 1 (рис. 5). Остальные входы нагружаются на согласованнще нагрузки. Это имитирует управляющий многополюсник в Л -м состоянии . о Разворот вентиля на 180 соответствует переключению двух зеркальных лучей антенны.
В установке предусмотрена замена отрезка аб 40 волновода, соединяющего средние входы ЙОС, на Э о пэк НЭО ь з "9" волн овод, соединяющий крайние входы, что обеспеРис. 7. Электрическая схема пере- чивает возможность формидающей активной антенной решетки рования одного из четырех лучей антенны, Используемые в работе поглошающие нагрузки выполнены из ферроэпоксида и обеспечивают модуль коэффипиепта отражения не более 0,05. Блок питание предназначен для получения накальных и анодных напряжений, необходимых для активных элементов.
С помощью ручек с пифрами 1,2,3,4 на передней панели блока питания можно менять отрицательное напряжение на отражателе каждого клистрона; при етом выбирается нужная зона генерации и частота излучения. в д~дкп Запрещается изменять частоту клистрона путем изменения размеров резонатора. Электромагнитная энергия, излучаемая исследуемой антенной, принимается рупорной антенной и подается на высокочастотный вход анализатора спектра. Апалиаатор спектра предназначен для наблюдения спектра колебаний, излучаемых исследуемой антенной, для наблюдения процесса синхронизации автогенараторов и для измерения диаграмм направленности. Диод детекторной секции анализатора спектра работает в режиме квадратичного детектирования, поэтому значение амплитуды спектра в режиме синхронизации пропорционально квадрату диаграммы направленности антенны в соответствующем направлении.
Активная антенная решетка установлена на стойке с поворотной головкой и может вращаться относительно вертикальной оси. Отсчет угла поворота производится с помощью вертикальной риски и шкалы с делениями, расположенными на неподвижной и подвижной частях головки. Поворот антенны на угол, заключенный о между соседними делениями, равен 5 . По я ок выло ения аботы По прибытии в лабораторию бригаде студентов необходимо с разрешения преподавателя или лаборанта включить приборы устновки для их предварительного прогрева. 1, Синхронизация автогенераторов активной антенны а) Поместить поглощающие нагрузки во входы 2 и 3.
Входы 1 и 4 соединить между собой с помощью изогнутого отрезка волновода с вентилем. Фланцы изогнутого отрезка волновода закрепляются к фланцу ПОС круглыми гайками. б) С помощью ручки Смещение" анализатора спектра совместить горизонтальную ливию на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) с горизонтальной осью координат. в ) Поставить тумблер "СпектрУОбл. генерации 1Г гетероднна" в положение "обл. генерации П гетероднна" и ручками "Смешение", "Ампл. развертки", "Част. масштаб", "Част.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
