Исследование диаграмм направленности и диапазонных свойств антенн типа “Волновой канал” с различным числом элементов

При выполнении данной лабораторной работы в качестве передающей антенны используется логопериодическая. Ее характеристики остаются стабильными во всем диапазоне частот перестройки антенны «Волновой канал». Поэтому можно считать, что уровень излучаемой мощности определяется только регулировкой генератора.

1.Используя расчетные соотношения, приведенные в теоретической части данного описания, вычислить геометрические размеры директоров, активного вибратора, рефлектора и расстояний между ними. Расчет провести для трехэлементной антенны, содержащей активный вибратор, рефлектор и директор. Средняя частота диапазона, в котором работает антенна, задается преподавателем.

2.По определенным в результате расчета геометрическим размерам собрать на траверсе антенну и укрепить ее на поворотном штативе. В качестве передающей антенны в данном случае используется семиэлементная логопериодическая антенна. Она обеспечивает необходимый уровень излучаемой мощности для диапазона частот 550 - 900 Мгц.

3.Произвести предварительную юстировку антенн.

4.Измерить диаграмму направленности исследуемой антенны. Для этого выполнить следующие операции.

4.1.Отметить показания измерительного прибора регистратора q_max, соответствующие нулевому значению угла поворота антенны. В результате проведенной предварительной юстировки оно соответствует главному максимуму диаграммы направленности исследуемой антенны. Показания прибора прямо пропорциональны мощности, которая поступает с выхода приемной антенны.

4.2.Ослабить фиксирующие винты (6) колец (5) передающей антенны. Поворачивать вручную приемную антенну с помощью поворотного устройства по часовой стрелке до тех пор, пока измерительного прибора не уменьшаться в два раза.

4.3.Отметить значение угла поворота антенны. Этот угол определяет ширину диаграммы направленности исследуемой антенны a_0.5.

4.4.Повернуть антенну в положение, соответствующее нулевому отсчету угла (максимальные показания измерительного прибора регистратора).

4.5.Измерить ненормированную диаграмму направленности исследуемой антенны. Для этого снять зависимость показаний измерительного прибора q от угла поворота антенны a. Угол изменять с постоянным шагом, выбрав его так, чтобы в пределах ширины диаграммы направленности уложилось не менее 5 отсчетных точек. Измерения проводить меняя угол от 0 до 180 градусов и вращая антенну по часовой стрелке. Результаты измерений занести в таблицу 1.

4.6.Отметить показания прибора q_min, соответствующие повороту антенны на 180 градусов. Вычислить коэффициент защитного действия КЗД по формуле:

КЗД = q_mах / q_min.

4.7.Повторить измерения ненормированной диаграммы направленности антенны в соответствии с пунктом 4.5., вращая ее против часовой стрелки. Такому повороту соответствует отрицательное значение угла поворота.

Таблица 1.

a (град.)		a1			-a1
q (от. ед.)	qmах
qn(от.ед.)

4.8.Произвести нормировку диаграммы направленности. Для этого определить нормированное значение мощности на выходе приемной антенны q_n по формуле:

q_n = q/ q_mах.

5.Повернуть антенну в положение, соответствующее нулевому отсчету угла (максимальные показания измерительного прибора регистратора).

6.Произвести измерения диапазонных свойств исследуемой антенны. Для этого выполнить следующие операции.

6.1.Изменяя в небольших пределах частоту генератора, добиться максимальных показаний измерительного прибора усилителя. Поскольку определение геометрических размеров антенны производилось по приближенным формулам, а также вследствие неточности сборки антенны, она оказывается не настроенной точно в резонанс. В этом пункте производится ее точная настройка и определение резонансной частоты F_рез, которой соответствует максимальные показания прибора Q_mах. Как и ранее, показания прибора прямо пропорциональны принимаемой мощности.

6.2.Снять зависимость принимаемой мощности (показания измерительного прибора q) от частоты генератора F. Данные измерений занести в таблицу 2. Частоту генератора изменять до тех пор, пока показания прибора не уменьшатся а 2,5 раза. Изменение частоты производить сначала в сторону уменьшения, а затем - в сторону увеличения относительно F_рез.

При изменении частоты генератора может в небольших пределах изменяться мощность на его выходе. Она индексируется с помощью стрелочного индикатора на лицевой панели генератора. Перед началом исследований диапазонных свойств антенны отметить показания этого индикатора и при изменениях частоты производить подстройку выходной мощности генератора с помощью грубого (∆) и точного (∆∆)регуляторов уровня выходной мощности.

Для качественного исследования диапазонных свойств антенны, необходимо получить не менее 10 отсчетных точек.

Таблица 2.

F (МГц)	Fрез
q (от. ед.)	Qmах
qn(от.ед.)

Определять нормированное значение мощности на выходе приемной антенны q_n следует по формуле:

q_n = q/ Q_mах.

6.3.Построить зависимость нормированной мощности q_n от частоты F. По этой зависимости определить полосу пропускания антенны по уровню половинной мощности. На построенной зависимости отметить два значения частоты F₁ и F₂ , соответственно большее и меньшее F_рез. Полоса пропускания DF определиться по формуле:

DF = F₁ - F₂ .

7.Произвести исследования диаграмм направленности и диапазонных свойств пятиэлементной и семиэлементной антенн типа “Волновой канал” по методике описанной в пунктах 1 - 6. Сравнить исследованные антенны по ширине диаграммы направленности, величине коэффициента защитного действия и ширине полосы пропускания. Оценить связь количества боковых лепестков диаграммы направленности с количеством элементов антенны.

Дата добавления: 2015-06-04