Исследование зеркальной антенны

ГУАП

КАФЕДРА № 25

ОТЧЕТ
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

Санкт-Петербург 2012

1 Цель работы:

Изучение формирования поля излучения плоским излучающим раскрывом; изучение влияния неравномерности в распределении амплитуды поля в раскрыве на характеристики излучения антенны; изучение прин­ципа действия зеркальной антенны с параболическим зеркалом и двухщелевых облучателем типа Катлера; изучение воздействия облучателя и параболического зеркала на формирование распределения амплитуды поля в раскрыве; изучение методов определения диаграммы направлен­ности антенн; изучение метода измерения распределения фазы поля в раскрыве зеркальной антенны; изучение метода измерения распределе­ния амплитуды поля в раскрыве зеркальной антенны; изучение метода измерения диаграммы направленности зеркальной антенны; изучение ме­тода построения диаграммы направленности с помощью аппроксимирующей функций; исследование экспериментально:  

-  фазового распределения поля в раскрыве параболического зер­кала;

-  амплитудного распределения поля в раскрыве параболического зеркала;

-  диаграммы направленности параболической зеркальной антенны.

2 Описание лабораторной установки

а) Измерение распределения фазы в раскрыве зеркала

Схема лабораторной установки для измерения распределения фазы в раскрыве зеркала представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Принципиальная схема лабораторной установки для измерения распределения фазы поля в раскрыве зеркала

б) Измерение распределения амплитуды поля в раскрыве зеркала

Схема лабораторной установки для измерения распределения амплитуды в раскрыве зеркала представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 — Принципиальная схема лабораторной установки для измерения распределения фазы поля в раскрыве зеркала

Метод измерения может быть реализован по этой схеме, если отключить подачу на измерительную линию энергии от СВЧ генератора. Это может быть достигнуто полным введением аттенюатора А_т1. Энергия на стрелочный прибор 2 при полностью открытом аттенюатора A_т2 будет поступать только от индикаторного рупора, перемещаемого   в раскрыве антенны.

В зависимости от мощности генератора и, следовательно, от рабочего участка характеристики детектора зонда измерительной линии показания индикаторного прибора будут пропорциональны либо напряжённости поля, либо мощности (это зависит от соответствующего участка детекторной характеристики: при слабом сигнале - квадратичном, при сильном сигнале - линейном). Чтобы исключить погрешность измерения амплитудного распределения поля в раскрыве исследуемой антенны, связанную с характеристикой детектора, обычно используется так называемый компенсационный метод, который заключается в поддержании постоянного показания стрелочного прибора индикатора 2 путём регулировки аттенюатора A_т3 при различных положениях индикаторного рупора 4. Таким образом, в данном случае используется фиксированная точка на рабочей характеристике детектора. Разность показаний аттенюатора A_т2 будет характеризовать изменение мощности электромагнитного поля в раскрыве антенны в этих точках. Перемещая индикаторный рупор вдоль раскрыва антенны, и записывая показания аттенюатора A_т2, получим амплитудную характеристику антенны, выраженную в децибелах.

в) Измерение диаграммы направленности антенны

Схема лабораторной установки для измерения диаграммы направленности представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 — Принципиальная схема лабораторной установки для измерения диаграммы направленности антенны

В комплекс для экспериментального определения ДН антенны помимо собственно антенны входит также индикаторная антенна, в качестве которой используется пирамидальный рупор. Индикаторный рупор от измеряемой антенны должен располагаться в дальней зоне. В дальней зоне антенны фронт волны должен незначительно отличаться от плоского. Идеальный плоский волновой фронт можно получить лишь на бесконечном расстоянии от антенны. Поэтому обычно при измерениях задаются предельно  допустимым минимальным расстоянием, на котором фронт волны отличается от плоского определённой величиной, которая обеспечивает погрешность измерения диаграммы направленности, не превышающей: 1%.

3 Измерительная часть

3.1 Измерение распределения фазы поля в раскрыве антенны

Таблица 1 ─Измерение распределения фазы поля в раскрыве антенны