- •1.1. Введение, теоретические сведения
- •1.2. Экспериментальная установка
- •1.3. Лабораторный эксперимент
- •1.4. Контрольные вопросы
- •1.5. Содержание отчета
- •2. ИССЛЕДОВАНИЕ СПИРАЛЬНОЙ АНТЕННЫ
- •2.1. Введение. Теоретические сведения
- •2.2. Экспериментальная установка
- •2.3. Проведение измерений
- •2.4. Контрольные вопросы
- •2.5. Содержание отчета
- •3. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ РУПОРНОЙ АНТЕННЫ
- •3.1. Теоретические сведения
- •3.2. Методика измерения коэффициента усиления антенны
- •3.3. Лабораторный макет
- •3.4. Проведение измерений
- •3.5. Обработка результатов измерений
- •3.6. Контрольные вопросы
- •3.7. Содержание отчёта
- •4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ
- •4.1. Введение. Принцип действия зеркальной антенны
- •4.2. Теоретические сведения
- •4.2. Экспериментальная установка
- •4.3. Эксперимент
- •4.4. Обработка результатов эксперимента.
- •4.5. Контрольные вопросы
- •4.6. Содержание отчета
- •5. ВЛИЯНИЕ ПРОВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕНН
- •5.1. Идея метода зеркальных изображений
- •5.2. Применение метода зеркальных изображений к антеннам, размещенным над проводящей плоскостью
- •5.3. Обобщение на антенны с произвольно поляризованным излучением
- •5.4. Интерференция полей антенны и ее зеркального изображения
- •5.5. Частные случаи
- •5.6. Интерференционные множители
- •5.7. Экспериментальная установка
- •5.8. Проведение измерений
- •5.9. Обработка результатов и теоретические расчеты
- •5.10. Контрольные вопросы
- •5.11. Содержание отчета
- •6. ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ «ВОЛНОВОЙ КАНАЛ»
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Математическое описание вибраторных антенных решеток
- •6.2.1. Система связанных интегральных уравнений для многоэлементной антенной решетки ВК
- •6.2.2. Решение системы связанных ИУ
- •6.2.3. Метод наведенных ЭДС
- •6.3. Описание лабораторного макета
- •6.4. Задание и указания к выполнению работы
- •6.4.1. Измерение КСВ ВК1 и ВК2 в полосе частот 2…3 ГГц
- •6.4.2. Экспериментальное исследование ДН ВК1 в Е- и в Н-плоскостях на заданных дискретных частотах из интервала 2.35…2.45 ГГц
- •6.4.3. Расчет основных характеристик ВК на основе электродинамического моделирования в специализированных пакетах
- •6.5. Требования к содержанию отчета
- •6.6. Контрольные вопросы
- •7. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПОЛОСКОВОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Математическое описание МПА
- •7.3. Лабораторный макет
- •7.4. Программа работ
- •7.4.1. Измерение КСВ МПАР в полосе частот 3.0…4.0 ГГц
- •7.4.2. Экспериментальное исследование ДН МПАР
- •7.4.3. Расчет ДН МПАР на основе приближенной модели
- •7.4.4. Измерение отношения «вперед/назад»
- •7.4.5. Измерение ДН по кросс поляризации (выполняется по указанию преподавателя)
- •7.4.6. Расчет характеристик МПАР на основе моделирования в специализированном пакете
- •7.5. Требования к содержанию отчета
- •7.6. Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Оглавление
7.5. Требования к содержанию отчета
Отчет должен содержать:
1.Формулировку цели работы.
2.Структурную схему установки в режиме измерения ДН и КСВ, геометрию исследуемой МПАР.
3.Результаты измерений частотной зависимости КСВ и ДН на нескольких частотах.
4.Расчетную(формулы (7.1)–(7.3)) ДН МПАи МПАРв Е- и Н-плоскости.
5.Отдельно следует привести расчетный и экспериментальный уровень боковых лепестков, ширину главного лепестка по уровню половинной мощности.
6.Выводы, касающиеся зависимости характеристик МПАР от ее архитектуры и сравнительной оценки свойств МПАР по отношению к антеннам других типов.
7.6.Контрольные вопросы
1.Объяснить назначение всех элементов топологии МПАР на рис. 7.5.
2.Сформулировать теорему перемножения ДН.
3.Как увеличить направленность МПАР в Е-плоскости?
4.Как увеличить направленность МПАР в Н-плоскости?
5.Как изменится ДН МПАР при увеличении числа элементов в каждой последовательной линейке?
6.Как изменится ДН МПАР при увеличении числа линеек?
7.Как увеличить направленность одного элемента?
8.Как изменятся характеристики МПА и МПАР при увеличении диэлектрической проницаемости подложки?
9.Какова ориентация вектора напряженности электрического поля в дальней зоне МПАР (рис. 7.5)?
10.Чем отличаются ДН исследуемой МПАР в Е- и Н-плоскостях?
11.От чего зависит УБЛ МПАР?
12.Как изменится форма ДН МПАР при увеличении периода МПАР?
13.Как надо изменить конструкцию данной МПАР, чтобы сузить главный лепесток ДН в Н-плоскости вдвое?
14.Как надо изменить конструкцию данной МПАР, чтобы перестроить
ееМПАР на другую частоту?
15.Как будет изменяться форма ДН данной МПАР при изменении ча-
стоты?
85
16.Если выполнить МПАР при той же топологии на подложке из эле к- трически более плотного материала, что изменится в ее характеристиках?
17.В чем состоит назначение трансформирующих элементов в каждой линейке данной МПАР?
18.Какие геометрические параметры МПА влияют на его рабочую ча-
стоту?
19.Случайно оборвалась одна дорожка (МП-линия), питающая центральную линейку данной МПАР, как изменятся характеристики всей МПАР?
20.Предложите другую геометрию МПАР при том же числе элементов.
21.Дайте сравнительную оценку характеристик МПАР и зеркальной антенны той же площади.
22.Сравните КУ данной МПАР и рупорной антенны с таким же раскрывом.
Список литературы
1.Марков Г. Т., Сазонов Д. М. Антенны: учебник для студентов радиотехнических специальностей вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1975.
2.Сугак М. И. Основы автоматизированного проектирования антенн: конспект лекций. Учебное электронное издание. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011.
3.Brian C. Wadell. Transmission line design handbook, 1991, Artech House Inc.
4.Устройства СВЧ и антенны / Д. И. Воскресенский, В. Л. Гостюхин, В. М. Максимов, Л. И. Пономарев. M.: Радиотехника, 2008.
5.Кочержевский Г. Н., Ерохин Г. А., .Козырев Н. Д. Антенно-фидерные устройства: учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1989.
6.Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1977.
7.Жук М. С., Молочков Ю. Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. М.: Энергия, 1966.
8.Устройства СВЧ и антенны / Д. И. Воскресенский, В. Л. Гостюхин, В. М. Максимов, Л. И. Пономарев: под ред. Д. И. Воскресенского. Изд. 2-е, доп. и перераб. М.: Радиотехника, 2006.
9.Ротхаммель К. Антенны / пер. с нем. 3-е изд., доп. М.: Энергия, 1979.
10.Щелкунов С., Фриис Г. Антенны. Теория и практика. М.: Сов. радио, 1955.
11. Электродинамический расчет излучения полосковых антенн / Б. А. Панченко, С. Т. Князев, Ю. Б. Нечаев и др. М.: Радио и связь, 2002.
12. Панченко Б. А., Нефедов Е. И. Микрополосковые антенны. М.: Радио и связь, 1986.
86
Оглавление |
|
1. АНТЕННАЯ СИСТЕМА ИЗ АКТИВНОГО И ПАССИВНОГО ВИБРАТОРОВ............... |
3 |
1.1. Введение, теоретические сведения................................................................................... |
3 |
1.2. Экспериментальная установка.......................................................................................... |
7 |
1.3. Лабораторный эксперимент.............................................................................................. |
8 |
1.4. Контрольные вопросы ....................................................................................................... |
9 |
1.5. Содержание отчета........................................................................................................... |
10 |
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СПИРАЛЬНОЙ АНТЕННЫ................................................................. |
10 |
2.1. Введение. Теоретические сведения................................................................................ |
10 |
2.2. Экспериментальная установка........................................................................................ |
14 |
2.3. Проведение измерений.................................................................................................... |
15 |
2.4. Контрольные вопросы ..................................................................................................... |
16 |
2.5. Содержание отчета........................................................................................................... |
16 |
3. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ РУПОРНОЙ АНТЕННЫ...................... |
17 |
3.1. Теоретические сведения.................................................................................................. |
17 |
3.2. Методика измерения коэффициента усиления антенны.............................................. |
25 |
3.3. Лабораторный макет........................................................................................................ |
30 |
3.4. Проведение измерений.................................................................................................... |
31 |
3.5. Обработка результатов измерений................................................................................. |
32 |
3.6.Контрольные вопросы ...................................................................................................... |
32 |
3.7. Содержание отчёта........................................................................................................... |
33 |
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ.................................................................. |
34 |
4.1. Введение. Принцип действия зеркальной антенны...................................................... |
34 |
4.2. Теоретические сведения.................................................................................................. |
35 |
4.2. Экспериментальная установка........................................................................................ |
47 |
4.3. Эксперимент..................................................................................................................... |
47 |
4.4. Обработка результатов эксперимента............................................................................ |
47 |
4.5.Контрольные вопросы ...................................................................................................... |
48 |
4.6.Содержание отчета............................................................................................................ |
50 |
5. ВЛИЯНИЕ ПРОВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ДИАГРАММЫ |
|
НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕНН........................................................................................... |
50 |
5.1. Идея метода зеркальных изображений.......................................................................... |
51 |
5.2. Применение метода зеркальных изображений к антеннам, размещенным над |
|
проводящей плоскостью.................................................................................................. |
52 |
5.3. Обобщение на антенны с произвольно поляризованным излучением...................... |
55 |
5.4. Интерференция полей антенны и ее зеркального изображения.................................. |
56 |
5.5. Частные случаи................................................................................................................. |
57 |
5.6. Интерференционные множители.................................................................................... |
58 |
5.7. Экспериментальная установка........................................................................................ |
59 |
5.8. Проведение измерений.................................................................................................... |
59 |
5.9. Обработка результатов и теоретические расчеты......................................................... |
60 |
5.10. Контрольные вопросы ................................................................................................... |
61 |
5.11. Содержание отчета......................................................................................................... |
62 |
6. ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ |
|
«ВОЛНОВОЙ КАНАЛ» ......................................................................................................... |
62 |
87
6.1. Общие сведения................................................................................................................ |
62 |
6.2. Математическое описание вибраторных антенных решеток....................................... |
65 |
6.2.1. Система связанных интегральных уравнений для многоэлементной |
|
антенной решетки ВК............................................................................................ |
65 |
6.2.2. Решение системы связанных ИУ.......................................................................... |
67 |
6.2.3. Метод наведенных ЭДС ........................................................................................ |
71 |
6.3. Описание лабораторного макета .................................................................................... |
73 |
6.4. Задание и указания к выполнению работы.................................................................... |
73 |
6.4.1. Измерение КСВ ВК1 и ВК2 в полосе частот 2…3 ГГц...................................... |
74 |
6.4.2. Экспериментальное исследование ДН ВК1 в Е- и в Н-плоскостях |
|
на заданных дискретных частотах из интервала 2.35…2.45 ГГц...................... |
75 |
6.4.3. Расчет основных характеристик ВК на основе электродинамического |
|
моделирования в специализированных пакетах................................................. |
75 |
6.5. Требования к содержанию отчета .................................................................................. |
76 |
6.6. Контрольные вопросы ..................................................................................................... |
77 |
7. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПОЛОСКОВОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ .......................... |
78 |
7.1. Общие сведения................................................................................................................ |
78 |
7.2. Математическое описание МПА.................................................................................... |
80 |
7.3. Лабораторный макет........................................................................................................ |
82 |
7.4. Программа работ.............................................................................................................. |
83 |
7.4.1. Измерение КСВ МПАР в полосе частот 3.0…4.0 ГГц ....................................... |
83 |
7.4.2. Экспериментальное исследование ДН МПАР .................................................... |
83 |
7.4.3 . Расчет ДН МПАР на основе приближенной модели......................................... |
83 |
7.4.4. Измерение отношения «вперед/назад» ................................................................ |
84 |
7.4.5. Измерение ДН по кросс поляризации |
|
(выполняется по указанию преподавателя)........................................................ |
84 |
7.4.6. Расчет характеристик МПАР на основе моделирования |
|
в специализированном пакете.............................................................................. |
84 |
7.5. Требования к содержанию отчета .................................................................................. |
85 |
7.6. Контрольные вопросы ..................................................................................................... |
85 |
Список литературы................................................................................................................. |
86 |
88
Алексеев Вадим Сергеевич, Балландович Святослав Владимирович, Грачев Сергей Владиславович, Костиков Григорий Александрович, Наумов Кир Петрович,
Семенихин Игорь Николаевич, Сугак Михаил Иванович
Антенны и распространение радиоволн
Лабораторный практикум
Редактор И. Б. Синишева
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Подписано в печать 00.00.14. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 5,5.
Гарнитура «Times New Roman». Тираж экз. Заказ .
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
89