На рисунках 3 и 5 сознательно сделаны две неточности. Найдите их.

Цель работы

Измерение диаграммы направленности параболической антенны в дальней зоне; измерение диаграммы направленности параболической антенны в ближней зоне для облучателя, вынесенного из фокуса зеркала; измерение поляризационной диаграммы антенны (дальняя зона).

Ход работы

Рис 1 – принципиальная схема установки

Собрали установку, включили компьютер, запустили измеритель коэффициента передачи Р2М-18. Для исследования используем ПО Graphit. Частота на которой проводится эксперимент

Запускаем измерения.

Рисунок 2 – Окно ПО Graphit

Установим передающую антенну на расстояние равном R_min=. Для стабильности измерения модуля коэффициента передачи увеличим мощность выходного сигнала до

Наблюдая визуально выставим оси передающей и приемной антенны на одной прямой, по максимальному значению коэффициента передачи. f=22см.

Рисунок 3 – ДН параболической антенны в дальней зоне при вертикальной поляризации передающей антенны

Рисунок 4 – ДН параболической антенны в дальней зоне при горизонтальной поляризации передающей антенны

Сместить облучатель из фокуса вдоль оси зеркала на расстояние η = 3 см и снимем ДН антенны в дальней зоне при вертикальной поляризации.

Рисунок 5 – ДН параболической антенны в дальней зоне при вертикальной поляризации при η = 3 см

Совместить с фокусом зеркала фазовый центр облучателя. Повернем облучатель на угол (не более 10˚ по инструкции) от оси зеркала. Сняли ДН для вертикальной поляризации. Максимум излучения при

Рисунок 6 – ДН параболической антенны в дальней зоне при вертикальной поляризации при отклонение облучателя

Поставим облучатель параболической антенны в фокус и, вращая вокруг горизонтальной оси приёмную рупорную антенну, снимем поляризационную диаграмму параболической антенны. Измерения проводятся через 20˚, поворот антенны сначала в одну сторону до 180˚, затем в другую.

Рисунок 6 – Поляризационная диаграмма параболической антенны

Установить передающую рупорную антенну на расстоянии Rопт= и снимем ДН параболической антенны для вертикальной поляризации при облучателе, находящимся в фокусе.

Рисунок 7 – Анализ переходных процессов линии передачи с рассогласованными параметрами

Сместим облучатель параболической антенны из фокуса на расстояние η = 3 см и снимем ДН. При этом рупорная антенна должна находится на расстоянии Rопт=. Снимем ДН при вертикальной поляризации и сравним с диаграммой, снятой в дальней зоне, когда облучатель находился в фокусе зеркала.

Рисунок 8 – ДН при вертикальной поляризации(η = 3 см, Rопт=)

Рисунок 9 – ДН в дальней зоне когда облучатель в фокусе(сплошная линия),и в ближней зоне, смещение облучателя η = 3 см(пунктирная линия)

Ответы на контрольные вопросы:

1. Что такое дальняя зона?

Дальняя зона (антенны), зона Фраунгофера — область, в которой плотность потока энергии излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от антенны

В дальней зоне направленные свойства антенны (диаграмма направленности) зависят только от углового направления, в отличие от ближней зоны, где направленные свойства определяются законами геометрической оптики.

Когда говорят о диаграмме направленности антенны, то обычно подразумевают диаграмму направленности антенны в дальней зоне.

Граница дальней зоны определяется соотношением размеров антенны и длины волны:

,

где r — расстояние от фазового центра антенны; D — максимальный габаритный размер антенны (размер апертуры); λ — длина волны.

2. Как снимается ДН в дальней зоне?

Для исследования ДН параболической антенны в дальней зоне передающая параболическая антенна устанавливается на расстоянии R ≥ Rmin от приёмной рупорной антенны. Фазовый центр облучателя параболической антенны устанавливается в фокусе зеркала, имеющего фокусное расстояние f = 22 см.

3. В чём заключается методика определения ДН по измерениям в ближней зоне?

В случае измерения ДН в ближней зоне параболическая антенна устанавливается от рупорной на расстоянии Rопт меньшем Rmin, а её облучатель выносится из фокуса вдоль оси зеркала на расстояние η. Фазовая компенсация в раскрыве антенны достигается при выполнении соотношения:

4. Почему возникает необходимость измерения ДН антенн в ближней зоне?

Полученная таким образом ДН должна совпадать с ДН, снятой в дальней зоне без выноса облучателя.

5. Что такое эллипс поляризации и поляризационная диаграмма антенны?

Под поляризацией волны понимается ориентация в пространстве вектора электрического поля. В общем случае если вектор (и, соответственно, вектор) при распространении волны остается параллельным самому себе, то поляризация поля линейна. В частном случае если вектор расположен горизонтально (параллельно земле см. рис.2б), а вектор вертикально (перпендикулярно земле), то волна является горизонтально поляризованной. В случае если вектор расположен вертикально (перпендикулярно земле см. рис.2а), а вектор горизонтально, то волна является вертикально поляризованной.

Рис.2. Параметры антенн

Если вектора и при распространении волны движутся по окружности (см. рис.2в), то поляризация волны круговая. Различают правое и левое направление вращения. При правом направлении, вращение, например, вектора для наблюдателя, смотрящего вслед волне, происходит по часовой стрелке, при левом направлении – против часовой стрелки. Полный оборот вектор осуществляет при распространении на расстояние равное длине волны в свободном пространстве.Вид поляризации электромагнитной волны, принимаемой или излучаемой антенной, определяется расположением и формой проводников антенны. Так, например, антенна в виде вертикально расположенных линейных проводников (см. рис. 3а) излучает (принимает) вертикально поляризованные волны. Соответственно антенна с горизонтально расположенными проводниками (см. рис.3б) – горизонтально поляризованные волны.

а) б)

Рис.3. Параметры антенн - поляризация

Использование антенн с различной поляризацией позволяет уменьшить взаимное влияние радиотехнических систем с близкими рабочими частотами на 10..20 дБ, что в ряде случаев может явиться единственным решением проблемы электромагнитной совместимости.

На рисунках 3 и 5 сознательно сделаны две неточности. Найдите их.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: