2.1.Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией лабораторной установки.

2. Изучить теоретическую часть.

3. Выполнить необходимые расчеты в соответствии с заданием.

4. Подготовить лабораторную установку к работе.

5. Провести экспериментальные исследования в соответствии с заданием.

6. Обработать результаты измерений.

7. Сопоставить результаты расчета и эксперимента.

8. Составить отчет по выполненной работе.

2.2.Лабораторный макет

Конструкция исследуемой антенны схематично изображена на рисунке 4. В раскрыве свернутого H-секториального рупора 1 установлена управляемая линза, представляющая собой периодическую систему из ферритовых стержней 3. Рупор имеет фазовый корректор 2, выполненный в виде изгиба с параболической образующей, имеющей фокусное расстояние f=330мм. Угол раствора рупора _о=40. К выходу рупора, выполненного в виде волновода сечением 17х8 мм, подключена детекторная секция. Ферритовые стержни управляемой линзы намагничиваются импульсами тока, пропускаемого через проводники 5 системы намагничивания. Магнитопровод каждого из ферритовых стержней замыкается пластиной 4. В линзе установлен 31 ферритовый стержень; причем крайние пары стержней намагничиваются идентично. Основные размеры ферритовой линзы: d=12мм, t=4мм, h=4 мм, L=400 мм, b=5 мм. Диаграмма направленности в Е-плоскости формируется с помощью рупора 6.

Проводник намагничивания каждого ферритового стержня разделен на три изолированные части с отношением их длин 1:2:4. Тем самым обеспечивается возможность независимого намагничивания соответствующих участков стержня. Каждый участок намагничивается до насыщения в положительную или отрицательную сторону и создает фазовые сдвиги соответственно 45, 90 и 180. Таким образом, стержень может иметь 2³=8 состояний намагниченности, каждому из которых соответствует свое определенное значение набега фазы электромагнитного поля, проходящего через этот стержень. Длина стержней подобрана так, что разность максимального и минимального значений фазы составляет _m=(3607)/8=315. В этом случае управляемый набег фазы можно изменять от 0 до 315 дискретно через 45. При такой величине дискрета _m характеристики антенны не намного хуже характеристик при точной установке фазы: коэффициент усиления снижается всего на 0.2 дБ, а среднеквадратическая величина уровня боковых лепестков, определяемого рассеиваемой мощностью, в случае 31 стержня составляет –25 дБ относительно главного лепестка.

Угол отклонения главного максимума диаграммы направленности антенны при пилообразном законе изменения показателя преломления определяется отношением длины волны к периоду этого закона: _о=arcsin(/D).

Расстояние между стержнями в линзе определяет уровень боковых лепестков в диаграмме направленности. Ориентировочно можно считать, что амплитудное распределение поля в раскрыве линзы осциллирует с периодом, равным d. В связи с этим следует ожидать, что при угле _оarcsin(/d-1) так же, как и в диаграмме обычной фазированной решетки появляются главные побочные максимумы. В целом же предельный угол отклонения луча определяется требованиями к диаграмме направленности и, прежде всего по коэффициенту усиления в направлении главного максимума. Часто принимают, что максимальный угол отклонения луча соответствует уменьшению коэффициента усиления G в два раза (на 3 дБ) по сравнению с усилением антенны в направлении нормали к раскрыву G_m (при _о=0).

Д ля согласования со свободным пространством на выходе линзы установлен Е-секториальный рупор с раскрывом в Е-плоскости В=20 мм. Раскрыв рупора защищен вставкой из пенопласта. Непосредственно под рупором закреплен пульт фазирования линзы. Вертикальные ряды тумблеров на пульте соответствуют расположенным над ними ферритовым стержням линзы.

Перемагничивание ферритовых стержней производится пропусканием импульсов тока от источника, расположенного за пультом фазирования. Подключение источника осуществляется нажатием кнопки, размещенной на пульте управления антенной. При включенных тумблерах, расположенных на пультах управления и фазирования, после пропускания импульсов тока устанавливается начальное значение фазы _n=0.