лабы / лаба 107 / лаба_107_аррт_метода

нюатора. С этой целью в тракте передающей антенны предусматривается градуированный аттенюатор.

Выход приемной антенны через детекторную секцию с помощью длинного гибкого кабеля соединяется с измерительным прибором. После включения генератора с помощью аттенюатора добиваются, чтобы стрелка измерительного прибора заняла какое-то определенное положение, например, отклонилась бы до середины шкалы. Записывают это показание аттенюатора (N11). Затем отсоединяют передающую антенну от тракта передатчика и к освободившемуся выходу тракта подключают детекторную секцию, отсоединив ее от приемной антенны (но не от измерительного прибора).

Теперь вся мощность из генератора поступает к измерительному прибору, не рассеиваясь в пространстве. Следовательно, показания прибора резко возрастут, С помощью аттенюатора вводится затухание до тех пор, пока стрелка прибора не покажет прежнее значение, после чего записывают новое показание аттенюатора N0.

Очевидно,

Формулы (9) и (10) справедливы при предположении, что коэффициент бегущей волны (КБВ) в передающим тракте равен единице, как при подключении антенны, так и при подключении детекторной секции.

В противном случае легко показать, что необходимо пользоваться уточ- ненной формулой

где k – КБВ в тракте при подключении антенны.

Модификацией метода двух одинаковых антенн является зеркальный ме-

тод.

Отражая излученную антенной мощность от большого плоского зеркала, можно использовать одну и ту же антенну в качестве передающей и приемной.

13

Часть отраженной мощности Р11 принимается излучающей антенной и создает стоячую волну в ее тракте. По величине стоячей волны, путем измерения КСВ, можно судить об отношении принятой мощности к излученной P11 P0 .

Экран должен быть такого размера, чтобы охватить угол, заключающий в себе все боковые лепестки значительной интенсивности. Очевидно, что отно-

Формула справедлива лишь в случае применения идеально согласованной в отсутствии экрана антенны.

где КСВ – коэффициент стоячей волны в передающем тракте при наличии экрана.

2. Метод трех разных антенн Можно также измерить КУ с помощью трех разных антенн, с коэффици-

ентами усиления G1, G2 и G3.

Сравнивая попарно эти антенны, на основании соотношения (6) запишем систему уравнений:

где P12, P23, P31 – мощности, поступившие в нагрузку при использовании соответствующей пары антенн; P0 – мощность, поступающая в передающую антенну.

Из уравнений (15) можно определить КУ каждой из антенн. Например,

14

G2 и G3 можно получить, из формулы (17) круговой перестановкой индексов

редающей антенны, не равны 1, то вместо формулы (17) надо использовать уточненную формулу

2. Относительный метод измерения КУ Относительный метод измерения КУ основан на сравнении испытуемой

антенны с эталонной, КУ которой известен (Gэ).

Сравниваемые антенны поочередно подключаются к генератору через градуированный аттенюатор, с помощью которого добиваются, чтобы показания измерительного прибора, подключенного к приемной антенне, расположенной в дальней зоне относительно передающей антенны, в обоих режимах оказались одинаковыми. Обозначим показания аттенюатора при подключении испытуемой и эталонной антенны Nисп и Nэ соответственно. Мощности, поступающие в эти антенны, обозначим через Рисп и Рэ.

На основании формулы (5) можно заключить, что при условии равенства полей, создаваемых эталонной и испытуемой антеннами, должно выполняться равенство

Если Gэ задано в децибелах и используемый аттенюатор тоже, програду-

15

ирован в децибелах, то, очевидно, коэффициент усиления испытуемой антенны в децибелах выразится формулой

3. Погрешность измерений Основным вопросом при любом методе измерений КУ является выбор

расстояния между антеннами. Если это расстояние недостаточно, то фронт вол- ны в месте расположения приемной антенны будет сферическим. Раскрыв этой антенны возбуждается не синфазно, а с запаздыванием фазы поля на краях ан- тенны по отношению к центру.

Из-за фазовых ошибок измеренное значение КУ будет меньше действительного. Чтобы ошибка не превышала 5%, расстояние между антеннами дол- жно удовлетворять неравенству:

где d1 и d2 – больший размер раскрыва каждой из антенн.

Очевидно, что при измерениях зеркальным методом расстояние до экрана

будет

Выбор расстояния сказывается на величине еще одной погрешности. Тео- ретически в приемную антенну поступает сигнал только из передающей антенны. Практически же часть энергии, отразившись от раскрыва приемной, а затем от раскрыва передающей антенны, возвращается опять к приемнику. Эта вторичная волна проходит путь длиной 2R и в зависимости от фазы складывается или вычитается с основной волной. Ясно, что при увеличении R интенсивность такой рассеянной энергии резко падает. Например, при выполнении условия (12), вносимая этой волной погрешность будет не более + 0,04 дБ (меньше 1%).

При измерениях с помощью зеркального метода вторичная волна проходит вдвое меньший путь, и поэтому интенсивность ее значительно выше. Возникающие по этой причине ошибки можно уменьшить, измеряя КСВ для двух положений экрана, отличающихся на 4 . При таком смещении экрана фаза

паразитного вторичного сигнала изменяется на 180 . Если в первом случае рассеянный сигнал складывается c основным, то теперь он вычитается. Следовательно, истинное значение КНД будет равно среднему арифметическому из величин КНД, полученных при двух указанных положениях экрана.

16