Исследование ксВн исследуемого антенного устройства в заданном диапазоне частот

Соедините блоки лабораторной установки согласно структурной схеме (рис. 1.2). Поставьте тумблер «СВЧ» в верхнее положение (включено). На экране ЭЛТ индикатора будет наблюдаться две линии: отсчетная (горизонтальная) и линия, отображающая зависимость КСВ_н исследуемого антенного устройства от частоты.

Рис. 1.2. Исследование КСВ_н антенного устройства

В режиме измерения КСВ_н с помощью переключателя «ПРЕДЕЛЫ» изменяются пределы измерения:

• в положении «0» пределы измерения КСВ_н от 1 до ∞; по этой шкале следует производить отсчет значений КСВ_н в пределах от 4 до ∞;

• в положении «5» пределы измерения КСВ_н от 1 до 5.5; по этой шкале следует производить отсчет значений КСВ_н в пределах от 2.3 до 5.5;

• в положении «10» пределы измерения КСВ_н от 1 до 2.3; по этой шкале следует производить отсчет значений КСВ_н в пределах от 1.5 до 2.3;

• в положении «15» пределы измерения КСВ_н от 1 до 1.5; по этой шкале следует производить отсчет значений КСВ_н в пределах от 1.28 до 1.5.

Для получения отсчетов зависимости КСВ_н антенного устройства от частоты проделайте следующие процедуры:

• переведите переключатель «Время перестройкиS» в положение «РУЧ»;

• установите ручкой «РУЧ» желаемую частоту диапазона перестройки;

• совместите ручкой «ОТСЧЕТ» наблюдаемую на экране ЭЛТ отсчетную точку с точкой, отражающей значение КСВ_Н;

• отсчитайте с помощью визира по шкале «КСВ» значение КСВ_Н на данной частоте.

Выберите следующее значение частоты и повторите указанные операции. Занесите полученные результаты в таблицу и постройте график КСВ_н = F(f).

Определите полосу частот, в которой данное антенное устройство согласуется с фидером при допустимом значении КСВ_н, равном 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 3.0.

Окончание лабораторной работы

С разрешения преподавателя выключите лабораторную установку и сдайте рабочее место лаборанту.

Содержание отчета

В письменном отчете должны быть отражены:

1) структурные схемы лабораторной установки при проведе-нии калибровки и при исследовании КСВ_Нантенного устройства;

2) таблицы с результатами измерений;

3) графики с результатами измерений;

4) краткие выводы по полученным результатам.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите основные параметры антенных устройств.

2. Какие компоненты содержит входное сопротивление антенного устройства?

3. Каким образом связаны между собой коэффициент стоячей волны напряжения (КСВ_н) и коэффициент отражения (Г)?

4. Каким образом связаны между собой волновое сопротивление фидера, входное сопротивление антенного устройства и коэффициент стоячей волны напряжения?

5. С помощью какой аппаратуры можно измерить коэффициент стоячей волны напряжения?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ВХОДНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ АНТЕННЫХ УСТРОЙСТВ СВЧ-ДИАПАЗОНА

Цель работы -экспериментальное исследование входных сопротивлений антенных устройств диапазона сверхвысоких частот (СВЧ), питаемых волноводами. Одним из основных параметров антенны является входное сопротивление, которое определяет согласование ее с фидером.

Согласование передающей антенны с фидером обеспечивает бегущую волну в фидере, а согласование фидера с генератором обеспечивает нормальную работу последнего. Особенно чувствительны к изменению нагрузочного сопротивления генераторы СВЧ. Так, например, при изменении в небольших пределах сопротивления нагрузки по сравнению с оптимальным, магнетронный генератор начинает генерировать колебания с неустойчивой частотой или меньшей мощности.

В приемной антенне согласование фидера с приемником обеспечивает бегущую волну в фидере. Согласование антенны с нагрузкой, каковой является фидер с приемником на конце, позволяет извлечь максимальную мощность из падающей на антенну электромагнитной волны.

В общем случае входное сопротивление антенны определяется отношением напряжения высокой частоты U_А на зажимах антенны к току питания I_А (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Условное обозначение антенны (а)

и ее эквивалентная схема (б)

Это сопротивление содержит как активную R_А, так и реактивную X_А составляющие, которые сложным образом зависят от частоты

Z_А = R_А(f) + jX_А(f).

На входное сопротивление антенны оказывают влияние посторонние проводники и другие тела, расположенные вблизи антенны. При наличии соответствующих измерительных приборов (специальных высокочастотных мостов, антенных омметров и т.п.) входное сопротивление антенны можно определить путем измерений на желаемой частоте. Сложнее обстоит дело с определением входного сопротивления антенны СВЧ, питаемой волноводом. О входном сопротивлении такой антенны можно судить лишь по тем отражениям, которые получаются от антенны в волноводном тракте. В данной лабораторной работе исследование входного сопротивления антенн, питаемых волноводами, проводится методом измерения коэффициента отражения (коэффициента стоячей волны напряжения – КСВ_н).