Методы измерения амплитудной диаграммы направленности, способы ее графического изображения. Радиоизмерительная аппаратура

Цель работы: знакомство с методами измерения амплитудной диаграммы направленности, способами ее графического изображения и радиоизмерительной аппаратурой.

Описание лабораторной установки и блок-схемы измерений

Лабораторная установка позволяет исследовать различные методы измерения амплитудной ДН антенны в виде пирамидального рупора. При этом исследуемая антенна работает в качестве передающей.

При измерении ДН путем непосредственного отсчета по измерительному прибору используется блок-схема, изображенная на рис.1. При этом если высокочастотный генератор работает в режиме импульсной модуляции, то в качестве измерительного прибора используется селективный вольтметр (измерительный усилитель), а при работе высокочастотного генератора в режиме непрерывной генерации в качестве измерительного прибора используется микроамперметр.

При измерении ДН путем непосредственного отсчета по измерительному прибору характеристику детектора обычно полагают квадратичной. Для большей точности измерений необходимо использовать градуировочную кривую детектора.

Градуировочная кривая детектора может быть измерена по блок-схеме рис.1  с включенным между генератором сигнала и передающей антенной (или между приемной антенной и детектором) калиброванного аттенюатора.

При измерении ДН с помощью калиброванного аттенюатора используется волноводный аттенюатор поляризационного типа, шкала затухания которого градуирована в дБ. Аттенюатор включается между генератором сигнала и передающей антенной.

Рис. 1. Блок-схема измерения амплитудной ДН антенны непосредственно по измерительному прибору

На рис.1. приняты следующие обозначения:

ГС - высокочастотный генератор; ВА - вспомогательная антенна (передающая); ИА - исследуемая антенна (приемная); Дет - детекторная секция; Инд – индикатор; 1 - высокочастотная линия передачи; 2 - низкочастотный кабель; ОПУ - опорно-поворотное устройство.

Экспериментальная часть

1.  Измерение амплитудной ДН пирамидального рупора в плоскостях векторов  и  путем непосредственного отсчета по измерительному прибору в режиме импульсной модуляции.

f_H, f_E – амплитудные ДН;   F_H, F_E – нормированные амплитудные ДН.

2.  Построение амплитудных ДН

Рис.2. Амплитудная ДН в плоскости Н в относительных единицах в декартовых координатах.

Рис.3. Амплитудная ДН в плоскости Н в дБ в декартовых координатах.

Рис.4. Амплитудная ДН в плоскости Е в относительных единицах в декартовых координатах.

Рис.5. Амплитудная ДН в плоскости Е в дБ в декартовых координатах.

Рис.6. Амплитудная ДН в плоскости Е в дБ в полярных координатах.

Рис.7. Амплитудная ДН в плоскости Н в дБ в полярных координатах.

3.  Измерение амплитудной ДН пирамидального рупора в плоскостях векторов  и  путем непосредственного отсчета по измерительному прибору в режиме непрерывной генерации.

4.  Построение амплитудных ДН

Рис.8. Амплитудная ДН в плоскости Н в относительных единицах в декартовых координатах.

Рис.9. Амплитудная ДН в плоскости Н в дБ в декартовых координатах.

Рис.10. Амплитудная ДН в плоскости Е в относительных единицах в декартовых координатах.

Рис.11. Амплитудная ДН в плоскости Е в дБ в декартовых координатах.

Рис.12. Амплитудная ДН в плоскости Е в дБ в полярных координатах.

Рис.13. Амплитудная ДН в плоскости Н в дБ в полярных координатах.

5.  Измерение амплитудной ДН пирамидального рупора в плоскостях векторов  и  при помощи калиброванного аттенюатора (значение ДН в дБ).

6.  Построение амплитудных ДН

Рис.15. Амплитудная ДН в плоскости Н в декартовых координатах.

Рис.16. Амплитудная ДН в плоскости Н в полярных координатах.

Рис.17. Амплитудная ДН в плоскости Е в декартовых координатах.

Рис.18. Амплитудная ДН в плоскости Е в полярных координатах.

7.  Измерение характеристики (градуировочной кривой) детектора с помощью калиброванного аттенюатора. Высокочастотный генератор работает в режиме внутренней модуляции.  - показания детектора,  - показания аттенюатора в дБ, а – показания аттенюатора в относительных единицах, u – показания детектора в относительных единицах.

Рис.8. Градуировочная кривая детектора.

8.  Построение ДН с учетом характеристики детектора.

Рис.9. ДН с учетом характеристики детектора.

Выводы: в ходе лабораторной работы были измерены ДН рупорной антенны в Н и Е плоскостях двумя способами, также была измерена характеристика детектора. Как видно из результатов измерений, для более точного представления о ДН антенны необходимо использовать аттенюатор при ее измерении, либо знать градуировочную кривую детектора.