Электромеханические элементы системы. Системы звукопередачи в звуковом и телевизионном вещании

Уравнение диаграммы направленности антенны может быть получено на основании сложения колебаний, пришедших от всех источников в некоторую точку

,                                                                                               (7)

где  - амплитуда акустического давления, развиваемого r-м элементом антенны;  - угол между нормалью к однородной линейной группе и направлением на пеленгуемый объект; k-волновое число.

Считая возбуждение элементов равномерным и преобразовав (7) к виду, приемлемому для инженерных расчетов, получаем выражение для нормированной диаграммы направленности:

,                                                                                             (8)

где  - разность хода лучей (рис.1);  - фаза результирующего колебания относительно начала координат («нулевой» точки). Выражение (8) позволяет вычислять диаграмму направленности антенны по амплитуде и фазе акустического давления, на практике чаще пользуются характеристикой, являющейся модулем выражения (8):

.                                                                                     (9)

Основной максимум диаграммы направленности линейной антенны, как видно из выражения (9), имеет место при . Добавочные максимумы появляются на углах, для которых ,

т.е. при

.                                                                       (10)

Между каждыми соседними добавочными максимумами имеются минимумы на углах, для которых ,

т.е. при

.                                                                       (11)

Условие отсутствия в диаграмме направленности добавочных максимумов

                                                                        (12)

получается из соотношения (10), которое означает, что максимум имеет место при равенстве естественной разности хода лучей значениям, кратным целому числу длин волн. Для выполнения этого условия расстояние между элементами группы необходимо выбирать таким, чтобы .

В практике инженерных расчетов при рассмотрении вопросов направленности линейной антенны следует пользоваться формулами:

,                                                             (13)

для определения ОНД

,                                                                       (14)

для определения остроты максимума диаграммы направленности

,                                                                                 (15)

для коэффициента концентрации

,                                                                                           (16)

где р - целое число в пределах от 1 до n-1.

Рассматривая приемную антенну из  n-микрофонов, можно определить, что характеристика направленности R_р(a) - зависимость чувствительности микрофона в свободном поле на определенной частоте f (или в полосе частот со среднегеометрической частотой f_cp) от угла  между рабочей осью микрофона и направлением на источник звука. Обычно приводят нормированную характеристику направленности. Диаграмма направленности - это графическое изображение характеристики направленности, которое чаще всего приводят в полярных координатах.

Одинаковые приемники звука можно объединить в группы. К ним  относятся линейные группы и трубчатые приемники. В лабораторной установке рассмотрена линейная группа приемников (микрофонов). По определению это несколько микрофонов, расположенных в ряд по прямой горизонтальной линии так, чтобы их оси были параллельны (иногда микрофоны располагают по небольшой дуге круга). Электрические выходы этих микрофонов соединяют последовательно в специальном смесителе.

3. Порядок выполнения работы

- Собрать блок-схему установки для  n-микрофонов. Проверить заземление приборов.

- Установить частоты f=500, 1000, 5000 Гц, поставить ручку переключателя коммутатора в положение (I).

- Измерить амплитуду принятой звуковой волны в зависимости от угла прихода. Определить значения ОНД разрешающую способность, ОМ,       R_р (a).

- Изменить расстояние между центрами микрофонов,  т. е. поставить ручку в положения (II, III, IV) и повторить измерения п.3

- По  полученным  экспериментальным  данным  рассчитать  коэффициент концентрации.

Отчет должен содержать теоретический расчет характеристик направленности изученных антенных решеток в виде таблиц и графиков; расчет КК по теоретическим формулам и экспериментальным данным, графики экспериментальных исследований направленных свойств антенн, сопоставление теоретически и экспериментально полученных значений ОНД, ОМ и т.д., графики зависимости КК от числа элементов и от , а также выводы по результатам работы.

4. Контрольные вопросы

1.  Что такое характеристика направленности? Диаграмма направленности?

2.  Что такое острота направленного действия? Острота максимума антенны?

3.  Какие методы определения коэффициента осевой концентрации Вы знаете?

4.  Получите условия существования нуля характеристики направленности.

5.  Как изменяется величина первого положительного максимума с ростом n?

Как можно добиться отсутствия добавочных максимумов? Что Вы знаете