Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 45
РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра Радиотехники Дисциплина: Антенно-фидерные устройства №2
Тема Исследование рупорных антенн Выполнил:
Е. Оспанов Группа МРСк-04-1 Алматы 2007 Целью настоящей работы является освоение методики измерения диаграммы направленности, поляризационной диаграммы рупорной антенны и коэффициента стоячей волны (коэффициента отражения) в фидерной линии. Домашняя подготовка
рупорная антенна фидерная направленность 1 Изучить принцип действия рупорных антенн. Изучить описание работы и руководство по эксплуатации используемых в работе приборов. 2 Рассчитать диаграммы направленности рупорной антенны на частоте ѓ = 2,4 ГГц. Нормированные амплитудные ДН рупорной антенны можно рассчитать по формулам: – в плоскости Н – в плоскости Е где ар
, bр
– размеры раскрыва рупора (ар
=340 мм, bр
=255 мм); θH
, θE
– углы, отсчитываемые от оси рупора, рад. Построим теоретическую ДН Рисунок 1
– Амплитудные ДН рупорной антенны теоритическая 3 Рассчитать коэффициент усиления рупорной антенны на частоте f = 2,4 ГГц. Коэффициент усиления антенны G связан с эффективной площадью антенны Аэфф соотношением где λ – длина волны, λ =
c
/
f
; Аэфф – эффективная площадь антенны, определяемая на рабочей частоте по частотной характеристике антенны (рисунок А.1 Приложение А). Согласно Приложению А, частоте f = 2,4 ГГц соответствует Аэфф = 590 см2
или 0,059 м2
, значит Рабочее задание 1 Собрать лабораторную установку (Рисунок 2). Измерить диаграмму направленности антенны П6-23А. Рисунок 2
– Блок-схема установки для снятия ДН Исследуемую антенну ориентировать на максимум излучения. Вращая антенну в горизонтальной плоскости в обе стороны, найти положение первого минимума диаграммы θ01
слева и справа. В соответствии с этим углом определить шаг изменения угла, необходимый для измерения главного лепестка ДН. Проведенные измерения в диапазоне углов от –900
до + 900
занести в таблицу и пронормировать. Аналогичным образом измерить ДН в вертикальной плоскости. Определить по построенным зависимостям ширину диаграммы направленности. На основании полученных данных рассчитать коэффициент усиления антенны ( Таблица 1
– Измерение ДН в горизонтальной плоскости 175 0 0 170 0 0 165 0,003 0,088235 160 0,004 0,117647 155 0,0055 0,161765 150 0,0085 0,25 145 0,0225 0,661765 140 0,03 0,882353 135 0,034 1 130 0,025 0,735294 125 0,02 0,588235 120 0,007 0,205882 115 0,005 0,147059 110 0,0025 0,073529 105 0 0 100 0 0 Рисунок 3
– ДН в горизонтальной плоскости Таблица 2
– Измерение ДН в вертикальной плоскости 20 0 0 10 0,015 0,441176 0 0,034 1 -10 0,0125 0,367647 -20 0 0 Рисунок 4
– ДН в вертикальной плоскости Построить нормированные ДН в декартовой системы координат. Определить по построенным зависимостям ширину ДН и УБЛ. На основании полученных данных рассчитать КУ антенны: 2 Снять поляризационную диаграмму антенны. Нормированную поляризационную диаграмму построить в декартовой системе координат. Таблица 3
– Измерение поляризационной диаграммы 0 0,035 1 10 0,0325 0,928571 20 0,025 0,714286 30 0,023 0,657143 40 0,02 0,571429 50 0,01 0,285714 60 0,005 0,142857 70 0,0025 0,071429 80 0 0 90 0 0 Рисунок 5
– Поляризационная нормированная диаграмма антенны 3 Определить коэффициент стоячей волны Измерение коэффициента стоячей волны (КСВ) в питающем фидере антенны П6-23А производится методом минимума – максимума, используя распределение напряженности поля в измерительной линии. Лабораторная установка для измерения КСВ приведена на рисунке 2.4. Измерение КСВ производится при непосредственном подключении входа антенны к коаксиальной измерительной линии Р1-3. Измерение КСВ необходимо провести в 10 – 12 точках частотного диапазона антенны. Результаты измерений внести в таблицу. Рисунок 6
– Блок-схема установки для измерения КСВ Таблица 4 –
Измерение КСВ f, ГГц 2,4 2,41 2,42 2,43 2,44 2,45 2,46 a max, дел 42 22 14 11,5 8 6 4,5 a min, дел 29,5 16 10 6,5 5 4 3 КСВ 1,193 1,173 1,183 1,330 1,265 1,225 1,225 Г 0,088 0,079 0,084 0,142 0,117 0,101 0,101 f, ГГц 2,47 2,48 2,49 2,5 2,51 2,52 2,53 a max, дел 3,5 3 2,8 11,5 8,4 6,5 5,5 a min, дел 2 1,8 1,7 7,5 4,5 3,5 3 КСВ 1,323 1,291 1,283 1,238 1,366 1,363 1,354 Г 0,139 0,127 0,124 0,106 0,155 0,154 0,150 f, ГГц 2,54 2,55 2,56 2,57 2,58 2,59 a max, дел 27,5 12 15 24 37 20,5 a min, дел 15 9 10,5 15 21,5 11,5 КСВ 1,354 1,155 1,195 1,265 1,312 1,335 Г 0,150 0,072 0,089 0,117 0,135 0,144 Рисунок 7
– График зависимости КСВ от частоты 2.4.4 Определить модуль коэффициента отражения Коэффициент отражения в фидерной линии вычисляется по формуле Построить зависимость модуля коэффициента отражения от частоты. Рисунок 8
– График зависимости модуля коэффициента отражения от частоты ВЫВОД
В ходе выполнения данной контрольной работы мы провели измерения диаграммы направленности, поляризационной диаграммы рупорной антенны и коэффициента стоячей волны (коэффициента отражения) в фидерной линии. В результате сравнения экспериментальных данных с расчетными данными мы убедились в том, что они совпадают с учетом погрешностей, допущенных в ходе сделанных нами измерений (а именно на термисторном мосту). Список литературы
1 В.Л. Гончаров, А.Л. Патлах, А.Р. Склюев, А.Х. Хорош. Малошумящие однозеркальные параболические антенны, Алматы 1998; 2 Д.И. Вознесенский. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. М: Советское радио, 1994; 3 Д.М. Сазонов. Антенны и устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1988 4 Г.М. Кочержевский, Г.А. Ерохин, Н.Д. Козырев. Антенно-фидерные устройства.- М.: Радио и связь, 1989; 5 В.Ф. Хмель, А.Ф. Чаплин, И.И. Шумлянский. Антенны и устройства СВЧ. - Киев.: Вища школа, 1990; 6 Марков Г.Т. Сазанов Д.М. «Антенны», М: Энергия, 1975; 7
Айзенберг Г.З. «Антенны ультракоротких волн», М: Связьиздат, 1957;
|