Симметричный вибратор

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра РПУ

Лабораторная работа №1

Симметричный вибратор

Факультет: РЭФ

Группа: РТВ14-92

Студенты: Шатров М.С.

Куприянчик С.Ю.

Преподаватель: Степанов М.А.

Новосибирск 2012

1)  Цель работы:

·  Изучение зависимости входного импеданса от длины и толщины симметричного цилиндрического вибратора.

·  Определение входного импеданса вибратора расчётным и экспериментальным путём.

·  Ознакомление с устройством и настройкой симметрирующей приставки.

·  Изучение характеристик направленности одиночного и связанных вибраторов.

2)  Используемые устройства и приборы:

·  Симметричный цилиндрический вибратор;

·  Симметрирующая приставка;

·  Коаксиальная измерительная линия;

·  Генератор сигнала;

3)  Рабочие формулы:

         

1.  Расчёт частоты излучения симметричного вибратора.

Электрическая длина вибратора:

По определению:   отсюда длина волны  с учётом    получаем следующую формулу  , где полная длина симметричного вибратора.

Подставляя необходимые численные значения получаем следующий результат:

При

При

При

При

При

2.  Измерение входного импеданса симметричного вибратора.

Перед началом работы необходимо обеспечить требуемый режим одновибраторной антенны для этого необходимо произвести настройку симметрирующей приставки, которая заключается в исполнении следующих манипуляций:

·  измерение длины волны в измерительной линии методом «вилки»;

·   при закороченных клеммах приставки сместить зонт линии в минимум поля;

·   при разомкнутых клеммах сместить минимум напряжения на ¼ длины волны, регулируя длину приставки.

Измерение входного импеданса производится с помощью метода Татаринова, т.е. на основе экспериментального обнаружения относительного смещения минимумов и КСВ и по круговой диаграмме Смита находим реактивную и активную часть входного сопротивления антенны.

3.  Порядок экспериментальных измерений.

1)  При частоте генератора гармонического сигнала

Методом «вилки» находим длину волны в коаксиальной измерительной линии как удвоенное расстояние между соседними минимумами поля:

Находим значение максимальной и минимальной напряжённости поля:

Вычисляем КСВ в линии:

Для нахождения относительной длины волны находим координаты двух соседним минимумов:

2)  При частоте генератора гармонического сигнала

Методом «вилки» находим длину волны в коаксиальной измерительной линии как удвоенное расстояние между соседними минимумами поля:

Находим значение максимальной и минимальной напряжённости поля:

Вычисляем КСВ в линии:

Для нахождения относительной длины волны находим координаты двух соседним минимумов:

3)  При частоте генератора гармонического сигнала

Методом «вилки» находим длину волны в коаксиальной измерительной линии как удвоенное расстояние между соседними минимумами поля:

Находим значение максимальной и минимальной напряжённости поля:

Вычисляем КСВ в линии:

Для нахождения относительной длины волны находим координаты двух соседним минимумов:

4)    При частоте генератора гармонического сигнала

Методом «вилки» находим длину волны в коаксиальной измерительной линии как удвоенное расстояние между соседними минимумами поля:

Находим значение максимальной и минимальной напряжённости поля:

Вычисляем КСВ в линии:

Для нахождения относительной длины волны находим координаты двух соседним минимумов:

5)    При частоте генератора гармонического сигнала

Методом «вилки» находим длину волны в коаксиальной измерительной линии как удвоенное расстояние между соседними минимумами поля:

Находим значение максимальной и минимальной напряжённости поля:

Вычисляем КСВ в линии:

Для нахождения относительной длины волны находим координаты двух соседним минимумов:

4.  Определение по диаграмме Смита  комплексного входного сопротивления симметричного вибратора.

5.  Таблица экспериментальных и расчётных данных.

f, МГц	λ, см	Imax,мкА	Imin,мкА	КСВ	l, см
500	56	14	10	1,18	23,3	0,416	1+0,2j
530	56,6	18	8,5	1,46	6,5	0,115	1-0,35j
590	52	24	12	1,41	8	0,154	1,1-0,3j
650	48	21	10	1,45	9,5	0,198	1,3-0,3j
700	44	17,5	4,5	1,97	10	0,227	1,8-0,3j

В таблице представлено нормированное входное сопротивление, перейдём к реальному сопротивлению с учётом волнового сопротивления вибратора :

Для более удобного сравнения теоретических данных и экспериментальных результатов  сделаем совмещение графических зависимостей:

 

Вывод

В ходе работы провели измерение сопротивление симметричного вибратора, которое зависит от частоты  генератора сигнала: с ростом частоты происходит увеличение активной составляющей сопротивления, реактивная же часть  больше подвержена изменению. Анализируя теорию и эксперимент можно сказать, что они практически совпадают, не беря во внимание погрешности измерений и приборов.