Исследование полей элементарного электрического и магнитного излучателей, изучение их поляризационных свойств

Министерство образования Российской Федерации

Владимирский Государственный Университет

Кафедра Радиотехники и Радиосистем

Лабораторная работа №2

“Элементарные излучатели”.

Выполнил:

студент гр. РФ-104

                                                                                               

Проверил:

Владимир 2006

Цель работы: Исследование полей элементарного электрического и магнитного излучателей, изучение их поляризационных свойств.

Ход работы:

1. Исследование элементарного электрического излучателя.

1.1.  Определение зависимости напряжённости электрического поля от расстояния до Э.Э.И. в ближней зоне. Для этого необходимо установить горизонтальный передающий излучатель и подать на него сигнал с частотой 400 МГц (генератор Г4-37А). Величина напряжённости будет пропорциональна квадратному корню из показаний индикатора.

1.2.  Определение зависимости напряжённости электрического поля от расстояния до Э.Э.И. в дальней зоне. Для этого необходимо подать на горизонтальный передающий излучатель сигнал с частотой 3000 МГц (генератор Г4-80). Величина напряжённости будет пропорциональна квадратному корню из показаний индикатора.

1.3.  Измерение диаграммы направленности Э.Э.И. в меридиональной плоскости. Для этого необходимо установить расстояние между горизонтальным передающим и приемным (установленным в горизонтальное положение) диполями около 15 см.

1.4.  Измерение диаграммы направленности Э.Э.И. в экваториальной плоскости. Для этого необходимо установить  передающий вертикальный диполь, а приёмный диполь установить в вертикальное положение. Расстояние между передающим и приемным диполями около 15 см.

1.5.  Измерение диаграммы направленности Э.Э.И. с экраном в меридиональной плоскости. Для этого необходимо:

- установить горизонтальный передающий излучатель;

- установить металлический экран на расстоянии 25мм (четверти длины волны) от диполя;

- подать на излучатель сигнал с частотой 3000 МГц.

2.  Исследование элементарного магнитного излучателя.

2.1.   Измерение диаграммы направленности Э.М.И. в экваториальной плоскости. Для этого нужно:

- подать к резонатору сигнал с частотой 3000 МГц (генератор Г4-80);

- расположить излучающую щель вертикально.

2.2.   Измерение диаграммы направленности Э.М.И. в меридиональной плоскости. Для этого нужно:

- подать к резонатору сигнал с частотой 3000 МГц (генератор Г4-80);

- расположить излучающую щель горизонтально.

1.  Исследование элементарного электрического излучателя.

1.1.  Определение ближней зоны  Э.Э.И. при частоте 400 МГц.

Область r выбирается из соотношения βr<<1, т.е.

r<<, где .

Вывод: r<<

1.2.  Определение дальней зоны  Э.Э.И. при частоте 3000 МГц.

Область r выбирается из соотношения βr>>1, т.е.

r>>, где .

Вывод: r<<

1.3.  Определение зависимости составляющей Е_θ от расстояния r для поля в БЗ диполя при частоте 400 МГц. (r<<12 см)

График зависимости приведём в нормированном виде.

Примем , тогда

1.4.  Определение зависимости составляющей Е_θ от расстояния r для поля в ДЗ диполя при частоте 3000 МГц. (r>>1.6 см)

График зависимости приведём в нормированном виде.

Примем , тогда

1.5.  Диаграмма направленности Э.Э.И.

Нормированная ДН:

- в экваториальной плоскости (плоскость поля Н)

            - в меридиональной плоскости (плоскости поля Е)

1.6.  Расчёт сопротивления излучения диполя на частоте 3000 МГц.

 

1.7.  Расчёт напряжённости электрического и магнитного полей.

.

А) Найдём напряжённость электрического поля.

Отметим, что  находится в дальней зоне Э.Э.И.                   

  (в дальней зоне ), тогда 

.

Мощность излучения определяется выражением

Учтя, что , а ,получим 

, откуда выразим  и подставим в выражение для :

Б) Найдём напряжённость магнитного поля.

, тогда

1.8.  Диаграмма направленности Э.Э.И., расположенного параллельно металлической плоскости на расстоянии λ/4 от нее.

,    .

2.  Элементарный магнитный излучатель.

Нормированная ДН:

- в экваториальной плоскости

            - в меридиональной плоскости