Поля элементарного электрического и магнитного излучателей, изучение их поляризационных свойств

Цель работы: исследовать поля элементарного электрического и магнитного излучателей, изучить их поляризационные свойства.

Экспериментальные установки.

1. Электрический излучатель.

Установка для исследования ЭЭИ (диполей Герца) смонтирована на прямоугольной диэлектрической платформе. В центре платформы жестко закреплен коаксиальный разъем, к которому подсоединяется коаксиальная стойка и исследуемый передающий излучатель (1). Приемный диполь (2) с детекторной секцией (3) установлен на каретке (5), которая может перемещаться по направляющей радиальной планке (4). Радиальная планка может поворачиваться вокруг оси, совпадающей с центром платформы, Деления на радиальной пленке и визир на каретке (6) позволяют определить расстояние между передающим и приемным диполями. При измерении диаграммы направленности передающего излучателя положение каретки на планке фиксируется с помощью арретира (11), а угол поворота приемного диполя отсчитывается по шкале (8) с помощью визира (7).

Для измерения диаграммы направленности элементарного электрического излучателя в меридиональной и экваториальной плоскостях установка укомплектована съемными горизонтальным и вертикальным излучателями. Благодаря большой сосредоточенной емкости между металлическими шарами на концах излучателей распределение тока по длине диполей приближенно можно считать равномерным. Следует иметь в виду, что при смене излучателей соответственно должна быть изменена ориентация приемного диполя. Приемный диполь может принимать горизонтальное и вертикальное положение.

Для исследования характеристик излучателя у металлической поверхности предусмотрен съемный металлический экран (9) с опорами (10), который может быть установлен на заданном расстоянии от передающего излучателя.

Сигнал СВЧ подводится к передающему излучателю с помощью гибкой коаксиальной линии от генератора Г4-80 (частота 3000 МГц) при исследовании характеристик излучателя в дальней зоне или от генератора Г4-37А (частота 400 МГц) при исследовании в ближней зоне.

Детекторная секция приемного диполя работает в режиме квадратичного детектирования. Поэтому показания индикатора пропорциональны квадрату напряженности электрического поля.

Исследование элементарных электрических излучателей усложняется тем, что излучаемый ими сигнал отражается от различных предметов, расположенных в лаборатории. Отраженные сигналы интерферируют с основным сигналом и друг с другом, в результате чего создается своеобразные фон, не позволяющий исследовать поле на большом расстоянии от излучателя. Этот фон хорошо заметен при измерении диаграммы направленности излучателя в экваториальной плоскости при максимальном расстоянии между передающим и приемным диполями. Для уменьшения влияния отражений на результаты измерений в установке используется приемный диполь с рефлектором. С той же целью рекомендуется при измерении диаграммы направленности приемный диполь располагать достаточно близко к передающему с тем, чтобы основной сигнал был намного больше отраженных.

2. Магнитный излучатель.

Установка представляет собой металлический экран (3), в центре которого расположена излучающая щель гантелевидной формы (6). Щель возбуждается с помощью прямоугольного резонатора (4), расположенного с задней стороны экрана. Резонатор работает на колебании Н₁₀, и его резонансная частота равна 3000 МГц. Излучающая щель прорезана в центре широкой стенки резонатора. СВЧ сигнал подводится к резонатору с помощью гибкого коаксиального кабеля. Центральная часть экрана (1) вместе с резонатором и излучающей щелью может поворачиваться вокруг своей оси. При этом будет изменяться поляризация излучаемого поля.

Для измерения диаграммы направленности магнитного излучателя используется тот же приемный диполь (2), что и при исследовании электрического излучателя в первой части работы.

План работы.

1. Исследование ЭЭИ

1.1. Снятие зависимости напряженности электрического поля от расстояния между излучателями в ближней зоне (частота 400 МГц).

1.2. Снятие зависимости напряженности электрического поля от расстояния между излучателями в дальней зоне (частота 3000 МГц).