4. Задание и указания к выполнению работы

Программа работы:

4.1. Измерение КСВ ВК1 и ВК2 в полосе частот (2.0 – 3.0 ГГц) .

4.2. Экспериментальное исследование ДН ВК1 в Е- и в Н-плоскости на заданных дискретных частотах из интервала 2.35-2.45 ГГц (по заданию преподавателя), регистрация уровня боковых лепестков (УБЛ) и ширины главного лепестка.

4.3. Расчет основных характеристик ВК на основе электродинамического моделирования в специализированных пакетах (на этапе оформления отчета).

4.1. Измерение ксв вк1 и вк2 в полосе частот (2.0 – 3.0 гГц)

4.1.1. Настройка измерительных приборов

Для измерения частотной зависимости КСВ собирается схема (рис. 9).

Следует включить используемую аппаратуру и установить основные органы управления приборов в следующее состояние:

На блоке ИП Я2Р-67:

а) Ручка «пределы» - 0 дБ.

б) «отсчет» – устанавливается на КСВ соответствующий бесконечности.

в) «метка» – в крайнее правое положение.

г) кнопка «полоса»- широкая.

На блоке ГКЧ:

а) Кнопка М1- нажата.

б) Ручка уровень – в крайнее правое положение.

в) АМ - внутр.

г) Режим перестройки- F1, F2.

д) Время перестройки – 0.08 сек.

е) Ген. СВЧ – включен.

4.1.2. Калибровка прибора я2р-67

Перед измерениями следует провести калибровку прибора, которая выполняется следующим образом: кабель, соединяющий НО2 и антенну отсоединяется от антенны, таким образом на его конце реализуется режим холостого хода, ручка «отсчет» – устанавливается на КСВ соответствующий бесконечности, ручкой «калибровка» добиваются совмещения кривой частотной характеристики с отсчетной линией в рабочей полосе частот.

4.1.3. Процедура измерения ксв

Измерение частотной зависимости КСВ производят, устанавливая метку на заданную частоту (по цифровому индикатору) из рабочего диапазона и совмещая отсчетную прямую с кривой частотной зависимости в точке положения метки. При этом положение ручек «калибровка» в процессе измерений не меняется. Показания о значении КСВ снимаются со шкалы индикаторного блока, в той точке, где остановился визир.

На частотной зависимости КСВ студенты должны определить те интервалы частот, где имеет место удовлетворительное согласование (совсем не обязательно, что на этих частотах будет и остронаправленное излучение) по критерию КСВ меньше или равно 2.0.

Измерения КСВ необходимо выполнить для ВК двух типов.

0. 4.2. Экспериментальное исследование ДН ВК1 в Е- и в Н-плоскости на заданных дискретных частотах из интервала 2.35-2.45 ГГц (по заданию преподавателя), регистрация уровня боковых лепестков (УБЛ) и ширины главного лепестка.

4.2.1. Настройка измерительных приборов

Для измерения ДН схема представленная на рис. 10. На канал «отр.» индикаторного блока подключается кабель от измерительной антенны П6-23. Исследуемая антенна поворачивается по азимуту в направлении максимального сигнала (что соответствует наиболее высокому уровню кривой на приборе).

4.2.2. Калибровка прибора при снятии ДН.

При установке исследуемой антенны в направлении главного максимума установить визир с помощью ручки «калибр.» в положение 0 дБ.

4.2.3. Процедура измерения ДН

Выставить требуемую частоту метки, вращая антенну в азимутальной плоскости с шагом 5 град. последовательно снимать показания по визиру, пользуясь ручками «отсчет» и переключателем «пределы». Выполнить аналогичное измерения для ВК 2.

Для одной из антенн необходимо измерить ДН в ортогональной плоскости, для этого поверните антенну вокруг траверсы на 90 градусов.

0. 4.3. Расчет основных характеристик ВК на основе электродинамического моделирования в специализированных пакетах (на этапе оформления отчета)

Этот пункт выполняется по указанию преподавателя с помощью вспомогательного файла, созданного в программе MMANA, ядро которой основано на решении системы ИУ. Вспомогательный файл и программа MMANA находятся на ПК установленном в лаборатории антенн (ауд. 2233), путь к вспомогательному файлу C:\stud\yagi\model\15elem_yagi.mma, к программе C:\stud\yagi\mmana\mmana.rar.

Далее приводятся рекомендации по анализу антенны в пакете MMANA.

1. На вкладке Geometry отредактировать файл с геометрией антенны, выданный преподавателем. После приведения его в соответствие с экспериментальным образцом, размеры которого приводятся в табл. 1, 2 (Рис.11.), необходимо задать центральную частоту анализа (в выпадающем меню Freq ввести 2400 МГц).

2. Перейти к вкладке View и визуально оценить правильность редактирования геометрии.

3. Перейти к вкладке Compute, запустить расчет модели. При нажатии на кнопку Plot Можно перейти в окно графических зависимостей, в нем задать диапазон анализа характеристик – 1000 МГц. Кнопка All points выводит зависимости на соответствующие вкладки: Z-действительная и мнимая составляющие входного импеданса антенны, SWR - КСВ (для правильного отображения которого необходимо выбрать пункт SWR-ON по правому щелчку мыши), Gain/FB- коэффициент усиления/отношение вперед назад. На вкладку Far Fields выводятся ДН антенны.

Рис. 11. Геометрия ВК.

N	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
d,мм	31,5	31	33	39,65	35,35	39	37,08	40,09	40,09	40,09	40,09	40,09	40,09	40,09	40,09
L,мм	49	49,3	51,4	51,4	49,3	46,3	46,3	46,3	46,3	46,3	46,3	46,3	46,3	46,3	46,3

Табл. 1 Размеры 15-ти элементной АР «волновой канал», размер экрана - 55мм×55мм, радиус вибратора - 1 мм.

N	1	2	3	4	5	6
d,мм	29	30,5	33	39,65	35,35	39
L,мм	49	49.3	51,4	51,4	49,3	49.3

Табл.2 Размеры 7 элементной АР «волновой канал», размер экрана - 55мм×55мм, эквивалентный радиус элемента - 1 мм.

В результате расчета должны быть проанализированы и помещены в отчет следующие зависимости:

1) КСВ в полосе частот.

3) Диаграмма направленности в основных плоскостях на 3 частотах (2.2ГГц, 2.4ГГц, 2.6ГГц).

3) Частотная зависимость коэффициента усиления и отношения вперед/назад ВК.

Анализ необходимо выполнить для ВК двух типов (ВК1 и ВК2).