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

76397. Конституция Российской Федерации 32.5 KB
  Конституция Российской Федерации. Конституция РФ является основным источником любой отрасли национального права и в первую очередь конституционного. Специфика Конституции как основного источника конституционного права выражается в следующем: 1 Конституция принимается народом или от имени народа она является высшей формой воплощения государственной воли народа. Российская Конституция 1993 года была принята на референдуме который является высшим непосредственным выражением власти народа; 2 конституционные нормы имеют учредительный характер...
76402. Принцип инвариантности 63.25 KB
  Так как в самонастраивающихся системах функция качества управления может изменяться под действием параметрических и внешних возмущений то компенсируя влияние этих возмущений можно добиться стационарности функции качества и обеспечить работу системы в экстремальном режиме. Пусть система автоматического управления описывается уравнениями вида где регулируемые координаты; дифференциальные операторы полиномы от с переменными коэффициентами;внешние возмущения; или в более компактной форме При действии параметрических возмущений происходит...
76403. Повышение порядка астатизма 40.51 KB
  Увеличение коэффициента усиления разомкнутой системы; 2. Увеличение коэффициента усиления разомкнутой системы является наиболее эффективным методом. Увеличить коэффициент усиления разомкнутой системы можно например за счет увеличения коэффициента усиления электронного усилителя. Увеличение коэффициента усиления разомкнутой системы приводит к уменьшению ошибок во всех типовых режимах т.
76404. Интегральные критерии качества 1.7 MB
  Интегральный критерий дает обобщенную оценку качество переходного процесса одну из достоинств интегральных критериев в том что для их определения не обязательно строить график переходного процесса что иногда является затруднительным. Этот критерий служит для оценки качества не колебательных процессов графически он представляет собой площадь заключенного между графиками переходного процесса и осью времени. Очевидно что этот критерий будет тем больше чем динамическая ошибка и чем больше длительность динамического процесса. Особый интерес...
76405. Точность систем автоматического управления. Коэффициенты ошибок 62.67 KB
  Одним из основных требований, предъявляемых к САУявляется точность воспроизведения задающего воздействия, которая определяется формой установившегося процессауправления (увын.(t)). При этом установившаяся ошибкасистемы будет