Описание лабораторной установки
Структурная схема лабораторной установки для исследования диаграмм направленности антенн показана на рис.3.7. Лабораторная установка содержит:
селективный микровольтметр (1);
детектор (2);
измерительный аттенюатор (3);
поворотное устройство в вертикальной плоскости (4);
поворотное устройство в горизонтальной плоскости (5);
исследуемую антенну (6);
передающую антенну (7);
генератор СВЧ-диапазона (8).
Р и с. 3.7. Структурная схема лабораторной установки
Лабораторная установка позволяет производить исследования в диапазоне частот 8-12 ГГц.
Генератор СВЧ-диапазона (8) вырабатывает амплитудно-модулированный сигнал, частота которого может перестраиваться в диапазоне 8 – 12 ГГц. Частота модуляции составляет 1 кГц.
Передающая антенна (7) излучает линейно поляризованную электромагнитную волну с вертикальной поляризацией.
Исследуемая (приемная) антенна (6) крепится на поворотных устройствах, которые позволяют изменять положение оси исследуемой антенны относительно оси передающей антенны в горизонтальной (5) и вертикальной (4) плоскостях.
Сигнал, принятый исследуемой антенной, поступает через измерительный аттенюатор (3) на детектор (2). Продетектирован-ный сигнал поступает на вход селективного микровольтметра (1).
Применение амплитудно-модулированного сигнала и узкополосного селективного микровольтметра, настроенного на частоту 100 кГц, позволяет повысить чувствительность лабораторной установки.
Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к лабораторной работе
Для эффективного выполнения работы в лаборатории необходимо предварительно произвести подготовку к лабораторной работе:
а) изучить по рекомендованной литературе и конспекту лекций основные характеристики рупорных антенн и методику исследования диаграмм направленности;
б) ознакомиться со всеми разделами настоящего описания лабораторной работы, изучить схему лабораторной установки и порядок проведения экспериментальных исследований;
в) подготовить миллиметровую бумагу.
Подготовка аппаратуры
Получите у преподавателя антенну для проведения исследований и значения частот, на которых необходимо провести исследования.
Установите на генераторе СВЧ-диапазона выходной аттенюатор на максимальное затухание, установите требуемую частоту и включите генератор. Включите селективный микровольтметр. Дайте прогреться аппаратуре в течение 20 мин.
Исследование диаграммы направленности антенны
Экспериментальное исследование диаграммы направленности антенны проведите в следующей последовательности.
1. На поворотные устройства установите прицельное приспособление. С помощью поворотных устройств направьте прицельное приспособление на центр передающей антенны. Запишите показания лимба поворотного устройства в горизонтальной плоскости. Присвойте этому показанию значение «ноль градусов». Снимите прицельное приспособление.
2. Установите исследуемую антенну на поворотные устройства и подключите ее к измерительному аттенюатору.
3. Произведите точную настройку генератора на заданное значение частоты с помощью органов установки частоты генератора и встроенного частотомера. Установите на генераторе СВЧ-диапазона выходной аттенюатор на минимальное затухание.
4. Настройте детектор на заданную частоту по максимальному отклонению стрелки селективного микровольт-метра.
5. Произведите точную настройку селективного микровольт-метра на частоту модуляции генератора СВЧ-диапазона по максимальному отклонению стрелки селективного микровольт-метра.
6. Поворачивая ручку регулировки вносимого затухания на измерительном аттенюаторе, установите стрелку измерительного прибора селективного микровольтметра на любое деление примерно в середине шкалы. Запишите вносимое затухание измерительного аттенюатора 1(дБ) и деление измерительного прибора селективного микровольтметраk.
7. С помощью поворотного устройства поверните антенну в горизонтальной плоскости на угол = 2 – 4°. При этом показания селективного микровольтметра изменятся. Поворачивая ручку регулировки вносимого затухания на измерительном аттенюаторе, установите стрелку измерительного прибора селективного микровольтметра на деление k. Запишите показания измерительного аттенюатора 2 (дБ). Проделайте эту операцию далее, фиксируя значения углов i и показания измерительного аттенюатора i (дБ).
8. По достижении значения i = 0 дБ достигается минимальная измеряемая величина уровня принятого сигнала (минимальный фиксируемый уровень лепестка диаграммы направленности антенны). Поворачивайте исследуемую антенну далее до установки стрелки измерительного прибора селективного микровольтметра на деление k и снимайте следующий лепесток диаграммы направленности.
9. Поворачивая исследуемую антенну в горизонтальной плоскости в диапазоне углов = 1800, снимите остальные точки диаграммы направленности i (). Полученные результаты занесите в табл. 3.1.
Таблица 3.1