10426

Исследование рупорно-линзовой антенны

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Экспериментально исследовать влияние ускоряющей металлопластинчатой корректирующей линзы на коэффициент усиления, полосу частот пропускания, ширину главного лепестка характеристики направленности и длину пирамидальной рупорной антенны.

Русский

2014-11-30

194 KB

7 чел.

Министерство образования Украины

НТУУ «КПИ»

Институт  телекоммуникационных систем

   Дисциплина :”Антенны и распространение радиоволн ”

         Отчет о лабораторной работе №2

 Исследование рупорно-линзовой антенны

           Выполнил: ст. гр. ТЗ-31

                                                                                        _________ __________________

                                                                                         защитил работу  «    » мая  2005г.

                                                                                         оценка______________________

______________________

                                                                                      (подпис преподавателя)

Киев 2005

  1.  Цель лабораторной работы

Экспериментально исследовать влияние ускоряющей металлопластинчатой
корректирующей линзы на коэффициент усиления, полосу частот пропускания, ширину
главного лепестка характеристики направленности и длину пирамидальной рупорной
антенны.

         2. Состав и описание лабораторной установки

                 Лабораторная установка содержит (рис. 1):

Передающая рупорная антенна (2) укреплена на АПУ-1 (6) и через КВП (7)
коаксиальным кабелем (8) соединена с выходом генератора качающейся частоты
измерителя АЧХ (1). Исследуемая рупорно-линзовая антенна (3) установлена на АПУ-2  (5) и чёрез волноводную детекторную  секцию СВЧ (4) коаксиальным кабелем (8) соединена с низкочастотным выходом  измерителя АЧХ (1).

  1.  Порядок выполнения лабораторной работы

Собрать, проверить правильность соединений, начальную установку"(ручек и включить   лабораторную установку.

  1.  Вращением   передающей   антенны   в   АПУ-1    установить   вертикальную
    поляризацию излучаемых ею электромагнитных волн (плоскость поляризации
    излучаемой     волны    параллельна     узкой     стенке    питающего     антенну

прямоугольного волновода).   

3) Обеспечить соосность рупоров передающей и исследуемой антенн.

4)  Согласовать     поляризацию     исследуемой     антенны     с     поляризацией

электромагнитной волны, излучаемой передающей антенной.

  1.  Измерить полосу частот пропускания исследуемой антенны по уровню - ЗдБ
    относительно максимума показания индикатора измерителя АЧХ.
  2.  Определить по результатам предыдущего пункта центральную частоту fц
    полосы частот пропускания исследуемой рупорно-линзовой антенны.

Установить на измерителе АЧХ частоту fц.

  1.  Измерить угол между положениями исследуемой антенны в горизонтальной
    плоскости по обе стороны от её положения определённого в позиции 3),
    которым соответствует уменьшение уровня сигнала на индикаторе измерителя
    АЧХ на ЗдБ. Этот угол есть ширина по уровню - ЗдБ т.е. по уровню половины
    мощности главного лепестка диаграммы направленности по мощности в Н-
    плоскости. (ДНА по мощности, а не по полю, потому что вольтамперная
    характеристика детектора квадратичная и  поэтому показания индикатора
    измерителя АЧХ пропорциональны мощности сигнала на входе детектора).
  2.  Повернуть исследуемую рупорно-линзовую антенну в АПУ-2 и передающую
    антенну в АПУ-1 вокруг горизонтальной оси на 90°.
  3.  Измерить по методике позиции 8) ширину главного лепестка по уровню - ЗдБ
    диаграммы направленности по мощности в Е-плоскости рупорно-линзовой
    антенны.
  4.  Снять с исследуемой рупорно-линзовой антенны корректирующую металло-
    пластическую линзу.
  5.  Измерить длину и размеры раскрыва рупорной части исследуемой рупорно-
    линзовой антенны.

13)Выполнить пункты с 2) по 10) для рупорной части.

14)Статистически    обработать    результаты    измерений исследования рупорной антенны.

15)Рассчитать длину и размеры раскрыва оптимальной пирамидальной рупорной
антенны, имеющей ширину главного лепестка по уровню - ЗдБ диаграмм
направленности по мощности в Н и Е плоскостях так же, как исследованная
рупорно-линзовая антенна.

  1.  Сравнить между собой результаты расчетов и измерений. Сделать выводы.

Расстояние, между раскрывом передающей и раскрывом  исследуемой   линзовой антенной должно быть не менее 2L2, где L -   наибольший размер раскрывов любой   из   антенн   (передающей   или   исследуемой)   лабораторной   установки,   что     обеспечивает   пригодность   результатов   измерений   для   характеристики   свойств   исследуемой антенны в дальней зоне. Aпy-1 позволяет вращать передающую антенну (2) вокруг её направления максимального излучения и тем самым изменять в пространстве  положение плоскости поляризации электромагнитной волны.

АПУ-2 позволяет вращать исследуемую антенну (3).

-    вокруг её продольной (горизонтальной)оси и тем самым изменять в пространстве  
положение плоскости поляризации
ф излучаемых ею электромагнитных волн.

вокруг  вертикальной  оси  и тем  самым   изменять  в  пространстве  направление максимального излучения.

Размеры  апертуры  приёмной  антенны:  А=15.2 см ; В=10см; R=6 см.

1 -измерение

2-измерение

3-измерение

 

С линзой

Без линзы

С линзой

Без линзы

С линзой

Без линзы

Fmin(ГГц)

10,26

10,33

10,29

Fmax(ГГц)

11,41

11,58

11,56

Fц(ГГц)

10,835

10,335

10,93

2θ (Н-плоскость)

18

51

25

56

16

54

2θ (Е-плоскость)

23

56

26

62

30

61

 Уровнь сигнала (Дб)

-16,8

-22

---------

---------

-19

-25,5

 

Согласно заданию на выполнение лабараторной работы проведен статистический анализ полученых результатов с учетом того что доверительная вероятность для заданного типа прибора равна Pдов=0.95,число измерений n=10.

 

Определим матожидания и дисперсии для заданых измерений:

Проведем по заданным характеристикам расчет оптимальной рупорной антенны (его раскрыв и размеры) так чтоб ширина главного лепестка по половине мощности равнялась ширине  главного лепестка по половине мощности исследованной рупорно-линзовой антенны.

2θтеор(0,5 Р) = 80°λ/А   (Н-плоскость)   2θтеор(0,5 Р) = 53°λ/В  (Е-плоскость)    λ=0,03м

А=0,04м В=0,026м

Измерить расстояние между пластинами линзы, рассчитать её коэффициент
замедления   и   полосу   частот   пропускания. Сравнить с полученной экспериментально.    

Экспериментальная полоса частот

Выводы: В результате выполнения данной лабораторной работы нами были получены эмпирические результаты для полосы частот пропускания рупорной и рупорно-линзовой антенн. Так же нами были получены значения для ширины главного лепестка по половине мощности. Результатом работы стал рассчет доверительного интервала по заданным измерениям и

расчет размеров рупора для которого уровень главного лепестка по половине мощности  соответствовал бы значению уровня главного лепестка по половине мощности рупорно-линзовой антенны. В результате нами были получены данные позволяющие сделать вывод что для получения сходной по ширене характеристики неободимо значительно увеличить размеры рупора.

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20151. Оптико-механические однокоординатные приборы работающие по принципу сравнения с концевой мерой 73 KB
  Методы исследовательских испытаний на надёжность. для исследования надёжности приборов значение имеют неразрушающие методы испыт: метод акустической эмиссии кот. методы базир. методы базир.
20152. Оптические однокоординатные приборы, работающие по принципу сравнения с концевой мерой 123.5 KB
  Последний может поворачиваться на оси 9 обеспечивая возможность наблюдения необходимого участка шкалы через середину окуляра при минимальных оптических искажениях. При освещении белым светом на фоне шкалы видна одна черная ахроматическая полоса и по обе стороны от нее несколько окрашенных полос убывающей интенсивности. Интерференционные полосы при освещении монохроматическим светом используются для определения цены деления шкалы прибора и для его поверки. Для получения необходимой цены деления с задаются к интерференционных полос и...
20153. Нормативно-правовые акты об охране труда 95.5 KB
  Основные законодательные акты об охране труда. Конституция Украины как основной источник охраны труда. Кодекс законов о труде Украины. Основные положения Закона Украины Об охране труда. Подзаконные нормативно- правовые акты, регулирующие вопросы охраны труда. Локальные нормативно- правовые акты в сфере охраны труда.
20154. Проекторы 61 KB
  Применение совмещенного изображения . проектор оптикомеханический или оптикоцифровой прибор позволяющий при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность расположенную вне прибора на экран. Для поддержания картинки не требуется постоянного питания – энергия расходуется только в момент изменения изображения. Оптикомеханическая система развёртки изображения и система фокусировки расположены в проекционной головке которая соединяется с источником лазерного излучения при помощи гибкого оптоволоконного кабеля.
20155. Микроскопы 111 KB
  1 освещается источником света 1 через конденсор 2 и преломившись в объективе световой поток дает нам изображение которое будет увеличенным действительным но перевернутое. Если в плоскости изображения предмета поместить экран в виде стеклянной пластины то оператор увидит через окуляр в плоскости этой пластины обратное изображение предмета которое по сравнению с изображением будет еще увеличенным но уже мнимым.ИЗО2 ОГУ22 эта головка двойного изображения которая используется для измерений расстояния между осями отверстий. Если...
20156. Классификация КИМ и область применения 74 KB
  1 Ручной трехкоординатный прибор ОУ отсчетное устройство; ЦПМ принтер Все операции связанные с измерением детали на ручном типе КИМ выполняются оператором вручную. Типичными операциями для такого типа машин являются: измерение межцентровых расстояний; определение расстояний между плоскостями; определение координат точек плавных криволинейных поверхностей и др. В настоящее время такой тип машин практически не выпускается. КИМ данного типа обеспечивают высокую точность измерения но обладают низкой производительностью поэтому не нашли...
20157. Узлы координатных перемещений и измерительные преобразователи КИМ 33.5 KB
  Трехкоординатные измерительные приборы предназначены для измерения и контроля размеров корпусных деталей блоки цилиндров корпуса насосов для контроля штампов прессформ для подготовки программ к станкам с ЧПУ. Измерительные системы координатных перемещений предназначены для отсчета перемещения подвижных узлов ТИП при измерении координат точек. Подавляющее большинство ТИП до 80 оснащено фотоэлектрическими измерительными системами имеющими растровые измерительные линейки штриховые меры.
20158. Устройства взаимодействия с измеряемой деталью КИМ 221.5 KB
  Три группы устройств: жесткие щупы; щуповые головки; оптические и проекционнооптические устройства. Щуповые головки являются одним из основных узлов и они в равной степени с измерительным преобразователем и узлами координатных перемещений участвуют в измерении координат точек и определяют точность универсальность и производительность КИМ. Щуповые головки дают возможность автоматизировать процесс измерения на КИМах. Все щуповые головки по принципу функционирования подразделяются на 2е большие группы: щуповые головки нулевыеголовки...
20159. Приборы для измерения угловых величин. Автоколлиматоры. Гоннометры. ОДГ 308 KB
  Изображение секундной и минутной шкал наблюдается с помощью окуляра 6 через полупентопризму 13 которая из мнимого изображения делает действительное. Неподвижный узел – сетка с минутной шкалой и указателем секундной шкалы. Изображение марки отразившись от зеркала 1 попадает между штрихами минутной шкалы и в процессе измерения его совмещают с ближайшим штрихом минутной шкалы. Смещение Δ измеряется по секундной шкале жестко связанной с линзой относительно указателя на минутной шкале и т.