1.2 Опис лабораторної установки

Лаборатоорна установка має передаючу та приймальну частини з рупорними антенами, встановленимина обертаючому пристрої (рис. 1.2).

Обертовий Обертовий Детекторна

Пристрій пристрій секція

НВЧ Індикаторний

генератор прилад

Рис. 1.2

Повертаючий пристрій лабораторної установки має два плеча, до якиї кріпляться штативи з рупорними антенами. Плече, до якого кріпиться штатив приймального рупору, може вільно обертатись навколо осі повертаючого пристрою. Окрім цього, на осі повертаючого пристрою знаходиться тримач, на якому закріплюється діелектричний лист. Обертаючи навколо осі тримач з закріпленим листом та приймальний рупор (їх обертання не залежні), можна встановити їх в необхідне положення відносно передавального рупора.

Приймальна частина установки також рухається в напрямку осі (рис. 1.1), тобто наближатись або віддалятись від передаючої частини (джерела ЕМЕ) установки.

При установці падаючого та приймального рупорів в положення, яке відповідає хвилі з горизонтальною або вертикальною поляризацією, необхідно знати орієнтацію вектора хвилі, яка випромінюється рупором. Рупорна антена з розкривом прямокутної форми, яка використовується в лабораторній установці, випромінює (приймає) лінійно поляризовану хвилю, вектор , який орієнтований паралельно вузькій стінці рупора. Зміна орієнтації вектора досягається шляхом повороту рупора у вертикальній площині.

1.3. Завдання на дослідження

1. Дослідити залежність густини потоку енергії і напруженості поля ЕМХ від відстані між випромінюючою та приймальною антенами.

2. Виміряти ступінь ослаблення поля різними матеріалами.

3. Експериментально перевірити закон відбивання ЕМХ з нормальною (горизонтальною) та паралельною (вертикальною) поляризаціею при паданні з повітря на діелектричний лист. Визначити кут Брюстера та коефіцієнтів відбивання і .

4. Експериментально визначати тип діелектричного матеріалу.

1.4 Методика дослідження

1. Зняти з обертового пристрою діелектричний лист (якщо він був встанослений), встановити випромінюючий та приймаючий рупори один напроти одного (рис. 1.3) в положенні вертикальному відносно Землі поляризації.

Рис. 1.3

Увімкнути НВЧ генератор і по показам індикаторного приладу (рис. 1.2) переконатись у присутності коливань.

2. Дослідити залежність густини потоку енергії і напруженості поля ЕМХ від відстані між випромінюючою та приймальною антеною:

а) виконати вимірювання потужності Р для відстані вказаної на робочому місці. Вимірювання виконувати три рази. Перший раз при віддалені антен одна від одної (від ), другий раз при зближенні, в третій раз при повторному віддаленні.

В якості результатів вимірювань береться середнє з значень потужності кожної точки спостереження:

де , , – результати першого, другого, й третього вимірювань для відповідної точки спостереження

б) використовуючи отриманні дані, розрахувати по формулам чисельне значення величин , , , а також зазначені для кожної точки спостереження.

Результати вимірювання внести до табл.1.1.

Таблиця 1.1.

[Ом]	P’ [мкВт]	P’’ [мкВт]	P’’’ [мкВт]	P [мкВт]	ПСР, [мкВт] [ См2]	ПСР, [ Вт ] [ м2]	Е, [ В ] [ м ]	Н, [ А ] [м ]	ПСР Псан

3. Виміряти ступінь ослабленості поля різними матеріалами. Встановити приймальну антену на відстані вказаній на робочому місці. Почергово встановлюючи пластину, виконану з різних матеріалів, між випромінюючою та приймальною антеною (на обертовий пристрій), визначити величину ослаблення поля (B):

,

де - потужність сигналу без перешкоди;

- потужність сигналу, ослабленого перешкодою.

Результати занести в табл. 1.2

Таблиця 1.2.

Матеріал				Г

4. Експериментально дослідити відбивання електромагнітних хвиль з нормальною (горизонтальною) та паралельною (вертикальною) поляризацією від діелектричної поверхні:

а) зняти з повертаючого пристрою діелектричний лист. Встановити приймальний та передавальний рупори в полодення, яке відповідає хвилі з горизонтальною поляризацією так, щоб обидва рупори знаходились один напроти одного на однаковій висоті та відстані від осі повертаючого пристрою (мал 1.4).

Рис.1.4

Домогтися максимального показання індикатору приймального сигналу шляхом більш точної установки приймального рупору і записати цей показ в табл.1.3

б) встановити діелектричний лист на повертаючий пристрій. Повертаючи діелектричний лист за годинниковою стрілкою (рис.1.5) і змінюючи кут падіння , встановити початкове значення .

Рис. 1.5

Зафіксувати положення діелектричного листа. Потім переміщенням повертаючого пристрою з приймальним рупором домогтися максимального покази індикатора . Показ індикатора і відповідне йому значення кута відбивання (рис.1.5) записати в табл.1.3. Аналогічні виміри провести для кутів падіння в інтервалі від з кроком .

в) попередньо встановивши передавальний та приймальний рупори в положення, яке відповідає хвилі з вертикальною поляризацією, повторити виміри по пунктам а) і б).

Якщо при досліджуванні виявиться, що покази індикатора при збільшенні кута падіння спочатку зменшаться, а потім зростуть, то необхідно уточнити кут падіння (кут Брюстера), при якому ефективність відбитої хвилі мінімальна. Записати знайдене значення кута в табл.1.3.

г) розрахувати по формулі (1.10) значення модуля коефіцієнта відбивання при різних кутах падіння для хвиль з горизонтальною і вертикальною поляризацією і записати в табл.1.3.

Таблиця 1.3

	Діелектричний лист
	Поляризація
	Нормальна					Паралельна
			Експер.	Розрах.	Розрах.			Експер.	Розрах.	Розрах.
20
30

5. Експерементальна перевірка співідношення між кутами падіння та заломлення електромагнітних хвиль:

а) Закріпити на розкриві передаючого рупора дерев’яний клин з кутом при основі . Перемістити передаючий рупор по направляючій до осі повертаючого пристрою так, щоб вісь повертаючого пристрою співпадала із зовнішньою поверхньою кілка. Переміщуючи приймальний рупор навколо осі повертаючого пристрою, визначити кут (рис.1.6), внапрямку якого ефективність хвилі що пройшла максимальна. Обчислити кут заломлення по формулі:

, (1.11)

де - кут при основі кілка, рівний куту падіння.

B Прд

Прм

Рис.1.6

б) Виконати пункт а) для кілка з кутом при основі .

в) Розрахувати ліву частину співвідношення (1.6) для кутів падіння та і співставити результати з показником заломлення дерева .

г) Результати вимірів та розрахунків записати в табл.1.4.

Таблиця 1.4

					Невідомий матеріал

6. Визначення типу матеріалу по експериментально найденому показнику заломлення:

а) Закріпити на розкриві передавального рупора кілок із невідомого діелектричного матеріалу (з кутом при основі ). Методом, який описаний в пункті 5, визначити показник заломлення і відносну діелектричну проникність даного матеріалу.

б) По таблиці відносних діелектричних проникністій (табл.1.5) визначити тип матеріалу.

Таблиця 1.5

№ за/сп.	Найменування матеріалів	Відносна діелектрична проникність
1.	Дерево	1.8 ... 2
2.	Слюда	5 ... 6
3.	Скло	7 ... 8
4.	Ебоніт	2.8 ... 3.8
5.	Пінопласт	1.1 ... 1.15

1.5 Зміст звіту

1. Перелік аппаратури використаної в лабораторній роботи і номери приладів.

2. Принципіальна схема лабораторної установки.

5. Таблиці 1.1, 1.2 , 1.3 і 1.4 з результатами досліджень.

6. Графіки залежностей , , ; , , причому два останні як експериментальні так і розрахункові.

6. Висновки по результатам досліджень.

стор. 9