Принцип действия диэлектрических и импедансных антенн

МОПО РФ

РГРТА

Кафедра

Лабораторная работа №4

«Диэлектрические и импедансные антенны»

Выполнил:

Ст. гр 012 Сидорова Е. В.

Проверила:

Рендакова В. Я.

Рязань 2003 г.

Цель работы: Изучить принцип действия диэлектрических и импедансных антенн. Измерить диаграмму направленности и коэффициент усиления антенны.

Схема экспериментальной установки:

1- Генератор

2- Передающая антенна

3- исследуемая антенна

4- штатив с

поворотным устройством

5- Градуированный аттенюатор

6- Детекторная секция

7- Измерительный усилитель.

Предварительный расчет:

Расчет Дни КНД диэл. Антенны w1.

Дано: e=2,5 l₁=92 мм l₂=95 мм d_1min=12 мм d_2min=17 мм d_max=23.5

                                     Dср=(d_1min+d_max)/2=(12+23.5)/2=17.75 (мм)

                                   l=c/f=3*10⁸/9560*10⁶ =31.38

                                   dср/l=17.75/31.38=0.57

                                   V_ф/c=0.87

Vф=0.87*3*10⁸=2.61*10⁸ (м/с)

Диаграмма направленности W1

Выводы: Изучили принцип действии д/э и импедансных антенн. Измерили диаграмму  направленности и коэффициент усиления антенн. Выяснили что при измерении ДН антенны существенное влияние на точность измерения оказывает расстояние между антеннами и высота установки, а также влияние соседних установок.

Пока длинна стержня не превышала l в ДН имеется один лепесток. Этот лепесток всегда перпендикулярен стержню и по мере увеличения длинны стержня ширина его уменьшается, когда длинна стержня кратна длинне волны главный лепесток исчезает.

Коэффициент направленного действии

КНД=Dmax*F(q);  Dmax=7.2*l/l=21.1

КНД1=21.1*F(q);  КНД2=21.8*F(q); 

Расчет фазовой скорости волны в диэлектрических

стержневых антеннах w1 и w2

Дано: e=2,5 l₁=92 мм l₂=95 мм d_1min=12 мм d_2min=17 мм d_max=23.5

W1

А) dmax=23.5;d/l=23.5/31.38=0.75;V_ф/c=0.75;Vф=0.75*3*10⁸=2.25*10⁸

Б) dср=17.75 ; d/l=17.75/31.38=0.57;V_ф/c=0.57; Vф=0.57*3*10⁸=1.7*10⁸

А) dmin=12 ; d/l=12/31.38=0.38;V_ф/c=0.38; Vф=0.38*3*10⁸=1.15*10⁸ (м/с)

W2

А) dmax=23.5; Vф=2.25*10⁸

Б) dср=20.25 ; d/l=20.25/31.38=0.65;V_ф/c=0.65; Vф=0.65*3*10⁸=1.94*10⁸

А) dmin=17 ; d/l=17/31.38=0.54;V_ф/c=0.54; Vф=0.54*3*10⁸=1.63*10⁸ (м/с)

Экспериментальна часть.

1. ДН в горизонтальных плоскостях диэл. антенн w1 и w2. Коэффициент усиления д/э стержневых антенн, измеренные методом сравнения с эталонным рупором.

Антенна W1

Коэффициент усиления эталонного рупора на частоте f=9560МГц G_эт=19дб

Рупорная антенна: 10 дб

Антенна w1: 3,5 дб

DG=6.5 дб Þ G=G_эт-DG=19-6.5=12.5 дб

Диаграмма направленности

q,гр	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24
aпр	1000	850	670	540	390	320	450	370	200	280	220	120	140
F(q)	1	0,95	0,85	0,76	0,66	0,61	0,71	0,65	0,5	0,58	0,52	0,38	0,42
q,гр	26	28	30	32	34
aпр	15	200	220	50	0
F(q)	0,44	0,5	0,52	0,32	0

Антенна W2

G=G_эт-DG=19-(10-3,75)=12.75 дб

Диаграмма направленности

q,гр	0	5	10	15	20	25	30
aпр	1000	930	850	600	340	170	0
F(q)	1	0,98	0,95	0,82	0,63	0,47	0

Антенна W3 (Дисковая антенна поверхносных длин волн)

DG=6 дб Þ G=G_эт-DG=19-6=13 дб

Реальное G=4 дб

Диаграмма направленности

q,гр	0	2	4	6	8	10	12	14	15
aпр	500	450	390	280	200	160	110	50	0
F(q)	0.75	0.71	0.66	0.58	0.5	0.45	0.37	0.32	0

Антенна W4

G=G_эт-DG=13.25 дб

Диаграмма направленности

q,гр	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
aпр	1000	770	560	400	290	260	300	370	420	470	475	480	490
F(q)	1	0.91	0.79	0.68	0.59	0.58	0.6	0.65	0.69	0.73	0.73	0.74	0.75
q,гр	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
aпр	520	570	550	460	260	100	0	100	230	330	310	260	190
F(q)	0.77	0.8	0.79	0.72	0.56	0.36	0	0.36	0.54	0.62	0.6	0.56	0.4
q,гр	26	27	28	29	30	31	32	33	34
aпр	140	120	100	20	0	170	200	120	0
F(q)	0.43	0.4	0.36	0.19	0	0.48	0.5	0.4	0