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

19130. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВС И ОБЪЕМНЫЙ СОСТАВ РАБОЧЕЙ ЯЧЕЙКИ 320 KB
  ЛЕКЦИЯ 10 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВС И ОБЪЕМНЫЙ СОСТАВ РАБОЧЕЙ ЯЧЕЙКИ В предыдущей лекции представлена методика определения диаметра твэлов и числа ячеек для их размещения в ТВС. Целью настоящей лекции является компоновка ТВС расчет ее геометрических х
19131. ТЕПЛОГИДРАЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТВС 529.5 KB
  ЛЕКЦИЯ 11 ТЕПЛОГИДРАЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТВС Теплогидравлический расчет ТВС реактора на быстрых нейтронах Рассмотрим ТВС реактора на быстрых нейтронах распределение тепловыделения в активной части которой подчиняется закону косинуса. Пусть даны геометрия ТВС
19132. ДОПУСТИМАЯ МОЩНОСТЬ ТВЭЛА И ТВС 374.5 KB
  ЛЕКЦИЯ 12 ДОПУСТИМАЯ МОЩНОСТЬ ТВЭЛА И ТВС Допустимая мощность твэлов и ТВС в стационарных условиях эксплуатации определяется: предельными температурами эксплуатации оболочки твэла и элементов конструкции ТВС: предельными температурами эксплуатации
19133. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТВЭЛОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ 536 KB
  Лекция 13 АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТВЭЛОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ Основы расчета на прочность Расчет на прочность важнейший этап конструирования элементов активной зоны ядерного реактора: на его основе выбираются их основные размеры ге
19134. Приближенные методы анализа напряжений и деформаций в оболочке в стационарных условиях эксплуатации твэла 663 KB
  ЛЕКЦИЯ 14 Приближенные методы анализа напряжений и деформаций в оболочке в стационарных условиях эксплуатации твэла В стационарных режимах эксплуатации при наличие зазора на оболочку действует давление равное разнице давлений теплоносителя и смеси газов внутри т
19135. Устойчивость оболочек твэлов энергетических реакторов 177 KB
  ЛЕКЦИЯ 15 Устойчивость оболочек твэлов энергетических реакторов Проблема устойчивости оболочек твэлов актуальна для реакторов с повышенным давлением теплоносителя а именно для реакторов с водяным и газовым охлаждением. Потеря устойчивости возможна при наличие за...
19136. Глобальные проблемы человечества. Мировое потребление энергии. Источники энергии. Экологические проблемы 1.33 MB
  Лекция 1 Глобальные проблемы человечества. Мировое потребление энергии. Источники энергии. Экологические проблемы. Преимущества ядерного топлива. Текущее состояние и тенденции развития ядерной энергетики в мире. 1.1. Глобальные проблемы человечества Глобальными п...
19137. История развития ядерной отрасли в мире и России. Текущее состояние ядерной энергетики в России. Предприятия ядерного топливного цикла 725 KB
  Лекция 2 История развития ядерной отрасли в мире и России. Текущее состояние ядерной энергетики в России. Предприятия ядерного топливного цикла. Планы на развитие ядерной энергетики в России. Проблемы ядерной энергетики. 2.1. История развития ядерной отрасли в мире и ...
19138. Состав атомных ядер. Ядерные силы. Энергия связи. Формула Вайцзекера. Радиоактивный распад. Типы распадов. Закон радиоактивного распада 221.5 KB
  Лекция 3. Состав атомных ядер. Ядерные силы. Энергия связи. Формула Вайцзекера. Радиоактивный распад. Типы распадов. Закон радиоактивного распада. 3.1. Состав атомных ядер. В 1932 г. Иваненко высказал гипотезу что в состав ядра атома входят только два вида элементарны