Детальное исследование антенны «Волновой канал». Расчет, настройка и измерение диаграммы направленности устройства

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Институт инженерной физики и радиоэлектроники

Лабораторная работа № 2

по дисциплине «УСВЧиА»

Исследование антенны «волновой канал»

Выполнили:

студенты группы РФ 07-11,

,

Проверил: доц. каф. «Радиотехника»

ИИФ и РЭ СФУ

Красноярск 2010

Цель работы:  расчет, настройка и измерение диаграммы направленности антенны типа “волновой канал ” и антенной решетки, состоящей из двух антенн типа “волновой канал”.

Ход работы:

Рассмотрим антенну типа «волновой канал». Она состоит из активного вибратора, рефлектора и 15 директоров.

    

Рис 1 – исследуемая антенна.

Рисунок 2– Схема измерительной установки

Таблица 1 – данные для построения ДН в H-плоскости

		,дБ
0	-20,50	0
5	-20,8	- 0,3
10	-21,06	- 0,56
15	-21,78	-  1,28
20	-21,82	-   1,32
25	-21,02	-  0,52
30	-22,61	-  2,11
35	-22,48	- 1,98
40	-3,44	- 2,94
45	-3,66	-  3,16
50	-4,53	-  4,03
55	-4,36	- 3,86
60	-5,10	-   4,6
65	-5,84	-  5,34
70	- 5,28	-  4,78
75	-5,49	-  4,99
80	-6,72	-  6,22
85	-6,02	-  5,52
90	-6,63	-  6,13

		,дБ
360	-20,50	0
355	- 20,69	-  0,19
350	- 20,75	- 0,25
345	-21,52	- 1,02
340	-21,55	- 1,05
335	-21,10	- 0,6
330	-22,14	- 1,64
325	-2,83	-  2,33
320	-22,25	- 1,75
315	- 3,66	- 3,16
310	- 3,76	- 3,26
305	-3,94	- 3,44
300	- 3,73	- 3,25
295	-  3,36	- 2,86
290	- 4,38	-  3,88
285	- 4,02	- 3,52
280	- 5,07	- 4,57
275	-5,29	- 4,79
270	-6,08	- 5,58

Рис 3 – ДН в Н-плоскости

max – 0 дБ, min - -6.22дБ

Ширина основного лепестка ДН напряжённости магнитного поля H:

Таблица 2 – данные для построения ДН в E-плоскости:

		,дБ
0	-14,61	0
5	-15,06	-0,45
10	-16,67	-2,06
15	-20,48	-5,87
20	-28,97	-14,36
25	-34,91	-20,3
30	-29,62	-15,01
35	-33,81	-19,2
40	-31,64	-17,03
45	-28,79	-14,18
50	-30,41	-15,8
55	-30,82	-16,21
60	-31,26	-16,65
65	-32,33	-17,72
70	-34,35	-19,74
75	-33,75	-19,14
80	-35,64	-21,03
85	-40,48	-25,87
90	-39,11	-24,5

		,дБ
360	-14,61	0
355	-15,71	-1,1
350	-17,90	-3,29
345	-23,08	-8,47
340	-30,34	-15,73
335	-33,31	-18,7
330	-31,34	-16,73
325	-34,25	-19,64
320	-36,82	-22,21
315	-39,21	-24,6
310	-39,89	-25,28
305	-40,98	-26,37
300	-39,43	-24,82
295	-38,40	-23,79
290	-39,61	-25
285	-36,01	-21,4
280	-38,23	-23,62
275	-35,23	-20,62
270	-33,79	-19,18

Рис 4 – ДН в Е-плоскости

max – 0 дБ, min - -26.37дБ

Ширина основного лепестка ДН напряжённости электрического поля E:

Рис 5 – график КСВ

Чтобы найти  определяем Г (коэффициент отражения)

  по уровню -10 дБ

Проектирование антенны в программе MMANA

Рис 6 – общий вид

Рис 7 - диаграмма направленности.

Рис 8 – график КСВ

Результаты:

1.   Построены диаграммы направленности для Е и H плоскостей при частоте 2400 МГЦ.

Ширина ДН по уровню -3дБ составляет:

Для Н-плоскости 

Для Е-плоскости 

2. Для значения КВС=2, найдено значение обратных потерь R=-9,54 дБ.

3. Построена зависимость обратных потерь R от частоты, и рассчитана ширина полосы пропускания 

4. Произведено компьютерное моделирование исследуемой антенны в программе MMANA. Построена антенна по заданной геометрии, рассчитаны её основные параметры, и построена суммарная ДН антенны.

Вывод:

В ходе выполнения данной лабораторной работы были произведены все необходимые измерения, и потом, на основании этих измерений, рассчитаны все требуемые величины, и построены все необходимые графики.  

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:   

Полоса пропускания данной антенны весьма узкая, и составляет 16,9%.

Диаграммы направленности полученные в результате эксперимента, в обеих плоскостях искажены, из-за того что эксперимент проводился в помещении где было много отражающих предметов.