Устройства СВЧ и антенны (90
..pdf
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
K Umax /Umin .
Рис.5. Примерный вид распределения напряжения вдоль фидерной линии Затем находится длина волны в тракте , которая равна удвоенному расстоянию между двумя минимумами (или максимумами) показаний стрелки индикатора. Следующим пунктом измерения находится ближайший максимум напряжения со стороны антенны x0 . (Внимание: Нужно учесть, если отсчет начинается не от нуля.) Затем находится расстояние до ближайшего минимума кривой
напряжений x0 (см. рисунок 5). По формуле
Zâê ( õ) |
Ê |
0, 5i (1 |
K 2 ) |
sin(2 ) |
, |
||||||
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|||
|
(cos( |
)) |
K |
(sin( )) |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
(x |
x ), i2 |
|
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
можно найти входное сопротивление как функцию от координаты x . Здесь 50 Ом. При x 0 , x 0 ,
|
Ê |
|
0,5i (1 |
K 2 ) sin(2 |
1 |
x ) |
, |
|||||
Z R iX |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|||
K |
2 |
sin2 ( |
1 |
x ) cos2 |
( |
1 |
x ) |
|||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Финальной стадией выполнения работы является сравнение результатов математического моделирования с результатами измерения.
Содержание отчёта
Отчѐт должен содержать:
–наименование работы;
–цель работы;
–результаты математического моделирования (в виде графиков);
–функциональные схемы измерений;
–результаты измерений (в виде графиков и таблиц)
–выводы.
Лабораторная работа №2
«ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ ДИСКОВЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ»
(работа на ПЭВМ)
Цель работы
1.Научиться работать с программой расчѐта диаграммы направленности антенной решѐтки в диалоговом режиме.
2.Освоить методику расчѐта диаграммы направленности антенной решѐтки.
3.Исследовать зависимости диаграммы направленности антенной решѐтки от распределения токов и фаз на излучателях.
Литература
1.Автоматизированное проектирование антенн и устройств СВЧ /Д.И. Воскресенский, С.Д. Кременецкий, А.Ю. Тринев, Ю.В. Котов: Учебн. пособие для
вузов. - М. Радио и связь, 1988. - 240 с. |
|
|
|
||||||
2. |
Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1988. -432 с. |
||||||||
3. |
Панченко Б.А., Нефедов Е.И. Микрополосковые антенны. -М.: Радио и связь, |
||||||||
1986. – 246 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.Антенны |
и |
устройства |
|
СВЧ. |
Проектирование |
фазированных |
|||
антенных решеток.- М.. Радио и связь, 1981. – 382 с. |
|
|
|||||||
5. |
Методическая |
разработка |
"Исследование |
волноводных |
|||||
ферритовых СВЧ-устройств" Самара, ПИИРС, 1992. – 29 с. |
|
|
|||||||
6.Фигурнов |
В.Э. |
|
IBM |
PC |
для. |
пользователя.- |
УФА |
НПО |
|
"Информатика и компьютеры", 1993.- 300 с. |
|
|
|||||||
7.Неганов В.А., Табаков Д.П., Яровой Г.П. Современная теория и практические применения антенн. – М.,: Радиотехника, 2009. – 716 c.
8.Приложение к настоящей методической разработке.
Подготовка к лабораторной работе
При подготовке к лабораторному занятию необходимо:
–изучить задание на работу, цель работы;
–знать основные правила работы на ПЭВМ;
–изучить описание работы программы в режиме "Диалог";
–получив у преподавателя номер варианта, приступить к работе.
При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить соответст-
вующие |
разделы |
лекции, |
материалы, |
предложенные |
в |
[1-8] и ответить на контрольные вопросы. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы |
|
|
|
|||
1. |
Дать |
понятие |
эквивалентного тока. |
Как |
можно |
представить экви- |
|||||
|
валентный ток. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. |
Дать определение внешней задачи теории антенн. Написать неоднородные |
||||||||||
|
уравнения Гельмгольца для векторных потенциалов. |
|
|
|
|||||||
3. |
Дать |
определение |
скалярной |
функции |
Грина. |
Записать |
|||||
|
решение уравнения Гельмгольца для векторных потенциалов. |
|
|
||||||||
4. |
Рассказать |
о |
свойствах |
электромагнитного |
поля |
излучающей |
|||||
|
системы в дальней зоне. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
Дать |
определение |
векторного |
потенциала |
системы |
плоских |
|||||
|
излучателей |
в дальней |
зоне. Привести формулу для расчета. |
|
|
||||||
6. |
Какие |
типы |
антенных |
решеток |
Вы |
знаете? |
Преимущества |
||||
|
антенных решеток перед обычными антеннами? |
|
|
|
|
||||||
7.Дать определения коэффициента направленного действия входной мощности и коэффициента усиления антенной решетки.
8.Рассказать об основных принципах выбора способа взаимного расположения
излучающих элементов. Сформулировать условия отсутствия побочных главных максимумов.
9. Нарисовать обобщенную схему (модель) фазированной антенной решетки.
10.Получить выражение для диаграммы направленности для антенной решетки, состоящей из дисковых излучателей с азимутальными то-
ками. |
|
|
|
|
|
11.Получить |
выражение |
для |
диаграммы |
направленности |
для |
антенной решетки, состоящей из дисковых излучателей с радиальными токами.
Порядок выполнения работы
1.Получить у преподавателя номер варианта.
2.Изучить по приложению 2 описание работы программы.
3. Набрать все параметры первой |
таблицы варианта и распечатать графи- |
ки. |
/ |
4.Сделать изменения параметров по табл.2 и распечатать 3 графика.
5.Выставить по данным табл.2 азимутальное число моды = 4 и распечатать графики.
6.Сравнить результаты и сделать выводы.
Содержание отсчета
Отчет должен содержать:
–название, цель работы;
–все рассчитанные графики;
–краткие выводы.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
|
|
|
Вариант 1 |
|
|
|
Таблица 1 |
Частота |
излучения |
3000 |
Азимутальное число |
(MHz): |
|
|
моды: 1 |
Диаметр |
излучателя |
12 |
|
(sm): |
|
|
|
Шаг решетки (sm): |
23 |
Радиальное распреде- |
|
|
|
|
ление тока |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
7 |
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
73 |
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
3 |
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
- |
|
- |
|
- |
|
- |
* |
|
|
|
|
||||
|
|
7 |
|
|
|||
73 |
|
73 |
|
|
73 |
* |
|
|
|
|
|
||||
|
|
3 |
|
|
|||
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
- |
|
- |
|
- |
|
|
|
7 |
|
|
|||
73 |
|
73 |
|
|
73 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|||
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угол азимутального сечения 90° Угол меридианного сечения 90°
|
|
|
Таблица 2 |
Частота |
излучения |
3000 |
Азимутальное число |
(MHz): |
|
|
моды: 1 |
Диаметр |
излучателя |
12 |
|
(sm): |
|
|
|
Шаг решетки (sm): |
23 |
Радиальное распреде- |
|
|
|
|
ление тока |
|
|
|
|
|
- |
||
|
|
50 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
1 |
|
|
|
15 |
|
|
5 |
|
15 |
|
|
|
0. |
|
|
|
|||
1 |
|
|
0. |
|
1 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|||
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
- |
|
|
|
- |
|
|
1 |
|
- |
|
|
|
15 |
|
|
|
|||
15 |
|
|
5 |
|
15 |
|
|
|
0. |
|
|
|
|||
1 |
|
|
0. |
|
1 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|||
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угол азимутального сечения 90° Угол меридианного сечения 90°
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
|
|
|
Вариант 2 |
|
|
|
Таблица 1 |
Частота |
излучения |
3500 |
Азимутальное число |
(MHz): |
|
|
моды: 0 |
Диаметр |
излучателя |
10 |
|
(sm): |
|
|
|
Шаг решетки (sm): |
19 |
Радиальное распреде- |
|
|
|
|
ление тока |
|
|
|
- |
- |
|
- |
|
|
|
||
|
3 |
|
|
69 |
|
|
|
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
- |
|
- |
|
0 |
|
34 |
69 |
|
34 |
|
|
||
|
|
1 |
|
1 |
||
1 |
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
0 |
|
3 |
|
69 |
34 |
|
|
4 |
|
||
|
1 |
|
|
1 |
||
1 |
|
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34 |
|
6 |
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Угол азимутального сечения 0° Угол меридианного сечения 80°
|
|
|
Таблица 2 |
Частота |
излучения |
3500 |
Азимутальное число |
(MHz): |
|
|
моды: 0 |
Диаметр |
излучателя |
10 |
|
(sm): |
|
|
|
Шаг решетки (sm): |
19 |
Радиальное распреде- |
|
|
|
|
ление тока |
|
|
|
- |
69 |
|
3 |
|
|
|
||
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
69 |
|
34 |
|
0 |
|
- |
|
|
|
34 |
|||
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
- |
34 |
|
0 |
|
3 |
|
|
|
|
|
69 |
|||
1 |
|
1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
1 |
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угол азимутального сечения 0° Угол меридианного сечения 80°
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
|
|
|
Вариант 3 |
|
|
|
Таблица 1 |
Частота |
излучения |
2500 |
Азимутальное число |
(MHz): |
|
|
моды: 0 |
Диаметр |
излучателя |
11 |
|
(sm): |
|
|
|
Шаг решетки (sm): |
20 |
Радиальное распреде- |
|
|
|
|
ление тока |
|
|
48 |
|
4 |
- |
||
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
|
48 |
|
4 |
|
48 |
|
|
|
8 |
|
|
|||
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
- |
|
- |
|
- |
|
- |
|
|
2 |
|
|||
24 |
|
24 |
|
|
24 |
|
|
|
4 |
|
|||
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34 |
|
6 |
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угол азимутального сечения 90° Угол меридианного сечения 90°
|
|
|
Таблица 2 |
Частота |
излучения |
2500 |
Азимутальное число |
(MHz): |
|
|
моды: 0 |
Диаметр |
излучателя |
11 |
|
(sm): |
|
|
|
Шаг решетки (sm): |
20 |
Радиальное распреде- |
|
|
|
|
ление тока |
|
|
|
- |
- |
|
- |
|
|
|
||
|
2 |
|
|
24 |
|
|
|
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
48 |
|
48 |
|
4 |
|
48 |
|
|
8 |
|
|||
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
24 |
|
2 |
|
0 |
|
|
4 |
|
|||
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
|
4 |
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угол азимутального сечения 90° Угол меридианного сечения 90°
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
Частота |
излучения |
4000 |
Азимутальное число |
||||||
(MHz): |
|
|
|
|
|
|
моды: 1 |
||
Диаметр |
излучателя |
12 |
|
||||||
(sm): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шаг решетки (sm): |
|
23 |
Радиальное распреде- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ление тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
||
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
- |
|
- |
|
- |
|
|
- |
|
* |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
3 |
|
|
|
* |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
30 |
|
30 |
|
|
|
30 |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
0 |
|
|
|
* |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
* |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
30 |
|
3 |
|
|
30 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00
11
Угол азимутального сечения 90° Угол меридианного сечения 70°
|
|
|
Таблица 2 |
Частота |
излучения |
4000 |
Азимутальное число |
(MHz): |
|
|
моды: 1 |
Диаметр |
излучателя |
12 |
|
(sm): |
|
|
|
Шаг решетки (sm): |
23 |
Радиальное распреде- |
|
|
|
|
ление тока |