Изучение принципа действия антенн оптического типа, исследование допусклв на точность установки облучателя

Цель работы: на примере линзовой антенны изучить принцип действия антенн оптического типа, исследовать допуски на точность установки облучателя и возможность управления диаграммой направленности.

Программа исследований:

1)  Установить облучатель в фокус линзы и снять диаграмму направленности.

2)  Изменить положение облучателя на оптической оси линзы в пределах рассчитанного допуска и снять диаграмму направленности.

3)  Изменить положение облучателя на оптической оси линзы за пределами рассчитанного допуска и снять диаграмму направленности.

4)  Изменить положение облучателя перпендикулярно оптической оси линзы и снять диаграмму направленности.

Экспериментальная установка:

Рис.1  Структурная схема установки

Лабораторная установка (рис.1) содержит приемную и передающую части. Передающая часть состоит из клистронного генератора (1) трехсантиметрового диапазона и рупорной антенны (4), излучающего поле линейной поляризации.     В генератор встроены волномер (2) и регулируемый аттенюатор выхода (3).

В приемной части на вращающейся платформе размещается металлопластинчатая линза (5), рупорный облучатель (6) и присоединенная к нему детекторная секция (7). Для перемещения облучателя по фокальной оси или вдоль двух других направлений образующих с фокальной осью угол g=±10°, предусмотрены направляющие пазы. Положение фазового центра рупорного облучателя в данной установке совпадает с передней плоскостью подставки рупора. Детекторная секция и измерительный усилитель образуют приемник прямого усиления, показания индикатора которого пропорциональны мощности сигнала, принятого антенной. Для настройки детекторной секции служит подвижный короткозамыкатель.

Предварительные расчеты:

По заданной частоте генерации:   находим длину волны в свободном пространстве

Параметры линзы:

1)  диаметр раскрыва линзы ;

2)  расстояние между пластинами ;

3)  толщина линзы .

Расчет фокусного расстояния линзы на заданной частоте генерации производится в соответствии с выражением:

,

Расчет допуска на установку облучателя производится по формуле:

,

При этом, допуск значения угла  принимается:

Для линзы с круглым раскрывом диаграммы направленности линзовой антенны проводится по формуле:

,

Где  - функция Бесселя 1-го рода 1-го порядка;

 - обобщенный аргумент.

Диаграмма направленности линзовой антенны построена в Приложении.

Выполнение работы:

Результаты измерений представлены в таблице 1

  таблица 1