Детальное исследование однозеркальной параболической антенны. Принцип действия устройства

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Институт инженерной физики и радиоэлектроники

Лабораторная работа № 2

по дисциплине «УСВЧиА»

Исследование однозеркальной параболической антенны

Выполнили:

студенты группы РФ 08-09,

,

Проверил:

Красноярск 2011

Цель работы:

1.  Изучить принцип действия параболических антенн.

2.  Изучить влияние фазовых искажений в раскрыве на диаграмму направленности.

3.  Изучить влияние затенения раскрыва антенны облучателем на диаграмму направленности.

Функциональная схема лабораторной установки показана на рис. 1.

Рисунок 1 - Функциональная схема лабораторной установки.

На рис. 1 обозначено: Г – генератор; А - аттенюатор; ИЛ – измерительная линия; РА – рупорная антенна; ЗА - зеркальная антенна; ПУ – поворотное устройство.

Рисунок 2 – Эскиз зеркальной антенны.

На рис. 2 обозначено: 1 – облучатель; 2 – зеркало.

Ход работы:

1.  Измерение геометрических размеров антенны.

Высота: 0.21 м.

Ширина: 0.32 м.

Фокусное расстояние: 0.19 м.

Площадь раскрыва: 0.067 м².

2.  Расчет теоретической диаграммы направленности.

Частота генератора:

Длина волны:

Для нахождения радиуса раскрыва , который необходим для вычисления теоретической ДН, заменим антенну на эквивалентный параболоид вращения с равной площадью. Учитывая это допущение, найдем радиус раскрыва параболоида вращения:

Теоретическую диаграмму направленности рассчитаем по формуле:

 

3.  Измерение диаграммы направленности антенны при помещении облучателя в фокусе.

Полученные экспериментальные данные приведены в таблице  1.

Таблица 1 – результаты измерений ДН при помещении облучателя в фокусе.

θ, º	I, мкА	I/Imax	I/Imax, дБ
-10	4	0,04	-27,9588
-9	6	0,06	-24,437
-8	12	0,12	-18,4164
-7	14	0,14	-17,0774
-6	20	0,2	-13,9794
-5	32	0,32	-9,897
-4	52	0,52	-5,67993
-3	72	0,72	-2,85335
-2	94	0,94	-0,53744
-1	100	1	0
0	100	1	0
1	80	0,8	-1,9382
2	52	0,52	-5,67993
3	40	0,4	-7,9588
4	26	0,26	-11,7005
5	18	0,18	-14,8945
6	12	0,12	-18,4164
7	8	0,08	-21,9382
8	6	0,06	-24,437
9	2	0,02	-33,9794
10	0	0	-35

Отрицательные углы соответствуют повороту антенны в сторону окна.

На рисунке 3 приведены экспериментальная и расчетная диаграммы направленности исследуемой антенны при помещении облучателя в фокусе.

Рисунок 3 – Диаграмма направленности зеркальной антенны при помещении облучателя в фокусе.

4.  Измерение ДН антенны при смещении облучателя вдоль фокальной оси.

Полученные экспериментальные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2 – результаты измерений ДН при смещении облучателя вдоль  фокальной оси.

+20 мм                                                                              -20 мм