Добавил:

chrysler_a57_mltbnk Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский технический университет связи и информатики

Предмет:

Антенны и распространение радиоволн

Файл:

00_лаба_2_112_отчёт

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

13.05.2026

Размер:

629.91 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

___________________________________________________________________

Факультет

«Радио и телевидение»

Кафедра

«Техническая электродинамика и антенны (ТЭДиА)»

Лабораторная работа №112 по дисциплине «Антенны и распространение радиоволн в телевещании»

«Исследование антенн вращающейся поляризации»

Выполнил
Студент группы БРВ2201	_________________________	Велит А.И.
Проверила
Старший преподаватель	_________________________	Коростелева В.П.

Москва 2025

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целями выполняемой лабораторной работы являются: изучение основных свойств электромагнитного поля с вращающейся поляризацией; изучение принципов действия цилиндрической, конической и плоской спиральных антенн; освоение порядка проведения экспериментальных исследований электрических характеристик и параметров цилиндрической, конической и плоской спиральных антенн; приобретение навыков работы с векторным анализатором при проведении измерений электрических характеристик и параметров исследуемых антенн вращающейся поляризации и из согласования с линией передачи.

2.РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

2.1.Исходные данные

λ 200 mm	– длина волны;
AEx 6 V	– амплитуда иксовой составляющей вектора E;
m
ϕEx 30 deg	– фаза иксовой составляющей вектора E;
AEy 2 V	– амплитуда игрековой составляющей вектора E;
m
ϕEy 70 deg	– фаза игрековой составляющей вектора E;
a 45 mm	– радиус цилиндрической спиральной антенны;
α 25 deg	– угол подъёма цилиндрической спиральной антенны;
N 8	– число витков цилиндрической спиральной антенны.

2.2. Расчёт поляризационного эллипса

m AEy =0.333 – отношение амплитуд составляющих вектора E;

AEx

ψ ϕEy-ϕEx=40 deg – разность фаз составляющих вектора E.

A	1		2 AEx AEy				=30.061 deg	– угол поворота
	2	acot		2 -AEy	2	cos(ψ)
		AEx						эллипса относительно

оси OX.

ρ		2 m \|sin(ψ)\|						=0.165		– коэффициент
ρ		(1+m)2 -(2 m sin(ψ))2						=0.165		– коэффициент
1+m+		(1+m)2 -(2 m sin(ψ))2								эллиптичности.
2								6
2
				2
				1.6
				1.2
				0.8
				0.4
				0
-10	-8	-6	-4	-2	0	2	4	6	8	10	Ey(φ)
				-0.4							Ey(φ)
				-0.8
				-1.2
				-1.6
				-2
				Ex(φ)
	Рисунок 2.2.1 – График поляризационного эллипса

2.2. Расчёт диаграммы направленности цилиндрической спиральной антенны

k	2 π	=31.416	rad	– волновое число;
	λ		m
ν(θ) 1+k a (1-cos(θ)) tan(α)				– коэффициент;

Диаграмма направленности для тетовой составляющей вектора E:

F		(θ)	\|	J0(k a sin(θ))	sin(ν(θ) π N)	cos(θ)	\|
F	θ	(θ)	\|	J0(k a sin(θ))	2	cos(θ)	\|
			\|		ν(θ) -1		\|

диаграмма направленности для фитовой составляющей вектора E:

F		(θ)	\|	J0	(k a sin(θ))	sin(ν(θ) π N)	ν(θ)	\|
F	φ	(θ)	\|	J0	(k a sin(θ))	2	ν(θ)	\|
			\|			ν(θ) -1		\|
F(θ) Fθ(θ) Fφ(θ)					– итоговая ДН.

θ 0.01,0.02 2 π – диапазон построения ДН.

	90
120			60
150					30
180	0	40	80	120	160 0	F(θ)
210					330
240			300
	270

Рисунок 2.2.1 – График диаграммы направленности цилиндрической спиральной антенны

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Рисунок 3.1 – Схематичное изображение конической логоспиральной антенны (слева) и схема измерительной установки (справа)

3.1. Исследование цилиндрической антенны

Диапазон частот – от 1 МГц до 2 МГц.

Сперва измерялся КСВН антенны на трёх частотах. Результаты измерения представлены ниже, в таблице 3.1.1.

Таблица 3.1.1 – КСВН цилиндрической антенны

КСВН F

(GHz)

1.704 1.2895

1.213 1.4961

1.590 1.9765

Далее выполнялось измерение поляризационной характеристики антенны. Измерение производилось на тех же трёх частотах, что КСВН. Результаты измерения амплитуды при разных углах поворота рупорной антенны представлены ниже, в таблице 3.1.2.

Графики поляризационной характеристики представлены ниже. При построении осуществлялась нормировка по максимуму на каждой частоте.

Таблица 3.1.2 – Измеренная поляризационная характеристика

θ	Af1	Af2	Af3
(deg)	(mA)	(mA)	(mA)

07 11.8 0.480

30	6.5	11.4	1.5
60	7.1	11.55	2
90	8	12.3	2.15
120	8.45	12.7	2
150	8	12.15	0.900
180	7.15	12	0.380
210	6.8	11.8	1.5
240	7.6	11.9	2.2
270	8.2	12.12	2.4
300	8.8	13	2
330	8.7	12.7	0.900
360	7.9	12.1	0.680

Нормирование по максимуму в столбце:
Af1				Af2			Af3
Af1 max Af1	Af2	max Af2					Af3 max Af3
		90
	120				60
150					30
180						0		Af1
180		0.735	0.8		0.865 0.93 0.995 1.06	0
		0.735	0.8		0.865 0.93 0.995 1.06
210					330
	240				300
		270

Рисунок 3.1.1 – График поляризационной характеристики на частоте

1.2849 МГц

	90
120	60
150	30
180	0.8750.9050.9350.9650.9951.025	0	Af2
	0.8750.9050.9350.9650.9951.025		Af2
210	330
240	300
	270

Рисунок 3.1.2 – График поляризационной характеристики на частоте

1.4961 МГц

90
120			60
150					30
180						0	Af3
0.15	0.35	0.55	0.75	0.95	1.15		Af3
210					330
240			300
270

Рисунок 3.1.3 – График поляризационной характеристики на частоте

1.9765 МГц

Далее производилось исследование диаграммы направленности. Измерение осуществлялось аналогично измерению поляризационной характеристике, однако только для углов 0 и 90 градусов рупорной антенны (вращалась антенна излучающая). Результаты измерения представлены ниже, в двух таблицах: 3.1.3 и 3.1.4. Значения в таблицах (как и на графиках) указаны в дБ.

Таблица 3.1.3 – Результаты измерения диаграммы направленности для угла поворота рупорной антенны в 0 градусов (слева)

Таблица 3.1.4 – Результаты измерения диаграммы направленности для угла поворота рупорной антенны в 90 градусов (справа)

θ1	D0f1	D0f2	D0f3		θ2	D90f1	D90f2	D90f3
(deg)					(deg)
0	43	38	66	0		40	32	50
10	43	34	54	10		41	34	50
20	46	49	47	20		44	41	50
30	53	51	45	30		49	53	53
40	55	43	48	40		54	42	52
50	53	45	48	50		52	43	51
60	57	51	46	60		53	47	58
70	66	45	43	70		58	48	56
80	60	47	44	80		61	51	49
90	63	52	50	90		67	54	48
100	78	47	50	100		68	56	48
110	67	48	57	110		66	53	49
120	65	54	58	120		72	50	55
130	62	56	58	130		56	51	55
140	63	51	61	140		59	51	52
150	58	50	51	150		55	51	53
160	54	48	50	160		53	50	53
170	53	48	51	170		51	52	53
180	54	47	54	180		52	53	60

Графики ДН представлены ниже. На них сплошной линией обозначена ДН при угле рупорной антенны в 0 градусов, а пунктиром – при угле в 90 градусов. Значения нормированы к максимуму в столбце.

D0f1 AbsArr(D0f1) D0f2 AbsArr(D0f2) D0f3 AbsArr(D0f3)

D90f1 AbsArr(D90f1) D90f2 AbsArr(D90f2) D90f3 AbsArr(D90f3)

35
31.5
28
24.5
21
17.5											D0f1
											D0f1
14
10.5											D90f1
7
3.5
0
0	35	70	105	140	175	210	245	280	315	350	385
					θ (deg)
Рисунок 3.1.4 – График ДН на частоте 1.2849 МГц при разных углах
				поворота рупорной антенны

25
22.5
20
17.5
15
12.5											D0f2
											D0f2
10
7.5											D90f2
5
2.5
0
0	35	70	105	140	175	210	245	280	315	350	385
					θ (deg)
Рисунок 3.1.5 – График ДН на частоте 1.4961 МГц при разных углах
				поворота рупорной антенны

25
22.5
20
17.5
15
12.5											D0f3
											D0f3
10
7.5											D90f3
5
2.5
0
0	35	70	105	140	175	210	245	280	315	350	385
					θ (deg)
Рисунок 3.1.6 – График ДН на частоте 1.9765 МГц при разных углах
				поворота рупорной антенны

3.2. Исследование характеристик конической спиральной антенны

Исследование характеристик конической спиральной антенны производилось аналогично исследованию характеристик цилиндрической антенны по тем же самым шагам.

Диапазон частот – от 1 МГц до 3 МГц.

Сперва измерялся КСВН антенны на трёх частотах. Результаты измерения представлены ниже, в таблице 3.2.1.

Таблица 3.2.1 – КСВН конической спиральной антенны

КСВН F

(GHz)

1.881.1

1.922.47

1.882.94

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке лаба 112

#
13.05.2026629.91 Кб000_лаба_2_112_отчёт.pdf
#
13.05.2026751.99 Кб0лаба_112_аррт_метода.pdf
#
13.05.2026210.08 Кб0лаба_2_112_отчёт.mcdx