Описание лабораторной установки

Функциональная схема лабораторной установки показана на рис. 11. Она включает в себя две антенны – передающую и приемную, которые образуют радиолинию. Антенны обеспечивают работу в диапазоне 500 -1000 мГц.

В качестве передающей используется логопериодическая антенна (1), а в качестве приемной – антенна «Волновой канал» (2) с устройством симметрирования и согласования (3).

Обе антенны крепятся с помощью соединителей (4) к диэлектрическим штангам (5). Нижний конец штанг (5) фиксируется в поворотных устройствах (6).

Более подробно конструкция перечисленных элементов макета будет рассмотрена ниже

Питание передающей антенны осуществляется от генератора высокой частоты (7) типа Г4-144, Г4-76. Антенна соединяется с выходом генератора ВЧ кабелем (8).

Приемная антенна с помощью ВЧ кабеля (9) соединяется с детекторной секцией (10).

Продетектированный секцией сигнал поступает на вход регистратора (11). Выход синхронизирующего сигнала регистратора соединяется со входом синхронизации генератора (7).Последние два соединения выполняются с помощью соединительных шнуров (12) с разъемами СР-50.

На рис. 12 приведен эскиз, поясняющий конструкцию логопериодической антенны. Показана только часть антенны, включающая один симметричный вибратор из семи, короткозамыкатель и узел крепления к диэлектрической штанге.

Основой является двухпроводная соединительная линия, образованная полыми алюминиевыми трубками (1). В одной из этих трубок проложен кабель питания.

Соединитель (2) изготовлен из диэлектрического материала. В нем выполнены отверстия, через которые проходят трубки двухпроводной линии. В боковых стенках соединителя также имеются два отверстия, в которые по резьбе ввернуты оси плеч вибраторов (3).

Отверстия выполнены таким образом, что при вворачивании осей в соединитель правая имеет омический контакт с верхней трубкой двухпроводной линии, а левая – с нижней. В соседних вибраторах положение осей изменено на противоположное (правая с нижней трубкой, левая – верхней). Этим обеспечивается питание вибраторов с дополнительным сдвигом фаз равным 180 градусам (рис.9).

Оси на конце, обращенном к соединителю, снабжены утолщением, которое позволяет ослабить крепление соединителя на трубках двухпроводной линии. Этим обеспечивается возможность передвижения соединителей вдоль линии и изменения геометрии антенны.

Плечи вибраторов (4) наворачиваются по резьбе на оси (3). Предусмотрена возможность изменения общей с осью длин плеч вибраторов, что позволяет менять их резонансные частоты.

Положение короткозамыкателя (5) на трубках фиксируется двумя винтами (на рис. 9 они не показаны).

Крепление логопериодической антенны к диэлектрической штанге (5) на рис. 11 осуществляется с помощью узла (6). В его боковой поверхности имеются отверстия, через которые проходят трубки соединительной линии. В нижнем основании имеется отверстие, в которое вставлена диэлектрическая штанга.

На рис. 13 приведен эскиз, поясняющий конструкцию антенны «Волновой канал». Показана только часть антенны, включающая один директор и активный петлевой вибратор Пистолькорса.

Основой является алюминиевая траверса квадратного сечения (1). На ней фиксируются скобы (2). Со скобами соединяются оси вибраторов (3), на которые по резьбе наворачиваются плечи (4). У всех пяти директоров и рефлектора антенны оси фиксируются на скобах гайками (5), а сами скобы на траверсе – винтами (6).

Имеется возможность перемещения скоб с соответствующими элементами вдоль травесы и изменения длин плеч вибраторов.

Активный петлевой вибратор дополнительно включает две оси (7), которые вместе с основной крепятся к плате (8). На ней жестко закреплена скоба (2), связывающая его с траверсой. Верхняя и нижняя оси активного вибратора соединяются планкой (9).

Длина петли активного вибратора может изменяться за счет перемещения вдоль осей (3) плеч (4), соединенных планкой (9). Положение осей фиксируется на осях гайкой (на рис.13 не показана).

В плату (8) по резьбе ввернуты две полых алюминиевых трубки (10), которые образуют двухпроводную линию устройства симметрирования и согласования. Между этими трубками и осями (7) имеется омический контакт.

Через одну из трубок проложен кабель питания. С ней соединяется его оплетка. Центральный проводник кабеля соединен со второй трубкой.

Для настройки устройства симметрирования и согласования используется короткозамыкатель (11). Он может перемещаться вдоль линии. Положение его фиксируется винтами (на рис.13 не показаны).

На рис.14 приведен эскиз поворотного устройства для вращения антенн (поворотные устройства (6) на рис. 11). К основанию 1 крепятся стойки 2. Стойки располагаются на двух противоположных сторонах основания и имеют различную высоту. К основанию крепится внешняя обойма подшипника (4), в которой вращается ось фланца (3). На нее одеты два кольца (5), положение которых на оси фиксируется винтами (6).

В эти кольца вворачиваются две штанги (7) (на рис. 14 показана только одна из них). Микрометрические винты (8) перемещаются по резьбе в стойках (2) и толкают штанги (7). Если соответствующее кольцо (5) зафиксировано на оси фланца (3) с помощью винта (6), то перемещение микрометрического винта приводит к повороту фланца вокруг оси. Размеры элементов подобраны таким образом, что полный оборот микрометрического винта приводит к повороту фланца на 1⁰.

С противоположной (относительно микрометрического винта) стороны штанги (7) расположена пружина (9) с направляющей (10), которые обеспечивают возвращение кольца со штангой в исходное положение при выворачивании микрометрического винта.

Поворот фланца может осуществляться вручную, без применения микрометрических винтов. При этом оба фиксирующих винта (6) должны быть ослаблены. Отсчет угла производится по шкале на боковой поверхности фланца.

При использовании для поворота фланца микрометрических винтов, фиксируется только одно кольцо. Второе должно быть ослаблено. Поворот фланца с помощью одного микрометрического винта не должен превышать 7⁰. При достижении предельного значения угла поворота необходимо:

-максимально вывернуть второй микрометрический винт;

-зафиксировать второе кольцо на оси фланца;

-ослабить первое кольцо;

-продолжить вращение фланца с помощью второго микрометрического винта.

Отсчет угла при этом производится по угловой шкале на боковой поверхности фланца (единицы градусов) и шкале на боковой поверхности микрометрического винта (десятые доли градуса).

На верхней поверхности фланца закреплена планка (11), вдоль которой может перемещаться опора (12). К ней крепится диэлектрическая штанга (13), на которой размещается исследуемая антенна.

Опора может перемещаться вдоль планки по направляющим (14), роль которых выполняют алюминиевые трубки. В опоре имеются отверстия, через которые они пропускаются. Трубки крепятся к стойке (15), которая соединяется с планкой (11). Положение опоры на направляющих фиксируется винтами (16).

Перемещение всего узла вдоль направляющих позволяет при необходимости совместить фазовый центр исследуемой антенны с осью вращения фланца. Кроме того, весь узел может поворачиваться вокруг оси фланца независимо от него, что позволяет устанавливать исследуемую антенну в исходное положение при исследовании характеристик направленности не меняя отсчета угла. Для фиксации углового положения узла используется фиксирующий винт (17).

На рис. 15 приведен эскиз детекторной секции, которая служит для регистрации принимаемого антенной сигнала. Ее основой является латунный корпус (1), внутренность которого образует оболочку коаксиальной линии. Центральный проводник (2) фиксируется фторопластовым заполнением (3).

В корпус (1) ввернут цилиндр (4), являющийся основанием детекторной секции. Внутрь цилиндра (4) помещен изолирующий диэлектрический стакан (5), который фиксирует положение держателя детекторного диода (6). Диод (7) помещен в держатель (6), который представляет собой полый металлический цилиндр. Диаметр нижнего отверстия в основании цилиндра держателя (6) соответствует диаметру керамической части детекторного диода и меньше, чем диаметр положительного вывода. Детекторный диод (7) фиксируется в держателе винтом (8), который ввернут в него по резьбе на внутренней поверхности.

Рис 15.

На верхнюю часть внешней поверхности основания (4) по резьбе навернут металлический держатель (9) блочной части разъема СР-50 (10). Корпус его соединен с держателем, а контакт для центрального проводника коаксиала с помощью металлического штыря (11) – с винтом (8). Таким образом фиксируется положение детекторного диода и обеспечивается омический контакт между его положительным выводом и центральным проводником разъема (10).

Отрицательный вывод детекторного диода вставлен в отверстие в боковой поверхности центрального проводника (2), чем обеспечивается омический контакт между этими элементами. В боковой поверхности фторопластового заполнения (3) имеется отверстие, совпадающее по размеру с диаметром керамической части детекторного диода.

При соединении с помощью соединительного кабеля 9 (рис.8) блочной части разъема СР-50 со входом регистратора, через его входное сопротивление протекает выпрямленный детектором ток.

Воздушный зазор между основанием детекторной секции (4) и винтом (8) образует конструктивную емкость, через которую замыкается СВЧ составляющая тока детектора. Для исключения короткого замыкания между положительным выводом диода и корпусом основания проложена фторопластовая пленка толщиной 0,1 мм. На рис.15 она не показана.

Для настройки детекторной секции на заданную частоту служит короткозамыкатель (12). Он обеспечивает режим стоячей волны в коаксиальной линии. При его продольном смещении происходит перемещение узлов и пучностей относительно детекторного диода. Детекторная секция считается настроенной тогда, когда диод помещен в пучность электрического поля.

Для измерения уровня мощности электромагнитной волны, поступающей на приемную антенну, служит регистратор (11) на рис. 11. Входным сигналом для него является ток детекторного диода, который расположен в детекторной секции. Значение этого тока пропорционально мощности электромагнитной волны, поступающей на приемную антенну.

На рис. 16 изображена лицевая панель регистратора. Индикация принимаемого уровня мощности производится цифровым четырехразрядным индикатором. Его показания соответствуют напряжению на выходе усилителя тока детекторного диода. Поскольку детекторный диод работает без смещения, его вольт-амперная характеристика квадратична. Как следствие, показания индикатора пропорциональны уровню принимаемой мощности.

На лицевой панели расположен кнопочный переключатель переключения пределов измерения. Включение соответствующего предела производится простым нажатием соответствующей кнопки.

Ток детекторного диода поступает на регистратор по соединительному кабелю, который подключается к блочному разъему СР-50 с надписью «вход». Второй блочный разъем СР-50 с надписью «синх» служит для подключения модулирующего сигнала к генератору СВЧ. В качестве такого сигнала используется прямоугольный меандр с частотой 7кГц.

Включение регистратора производится тумблером «сеть» на лицевой панели. При включении загорается подсветка тумблера.

Дата добавления: 2015-06-04