Исследование рупорной антенны СВЧ диапазона и антенны УКВ диапазона. Первичные практические навыки по измерению диаграммы направленности приёмных антенн и работе с радиоизмерительными приборами

Московский Авиационный Институт

(Государственный Технический Университет)

Отчет по лабораторной работе

По дисциплине: «Антенны, устройства СВЧ и электромагнитная совместимость»

Тема: «Исследование рупорной антенны СВЧ диапазона и антенны УКВ диапазона»

Выполнила:

студентка 931 группы

_ _

Проверил:

Гавриленко

Серпухов 2008

1.       Цель

-  закрепить знания и углубить понимание физических принципов построения антенн УКВ диапазона;

-  закрепить знания и углубить понимание физических принципов построения волноводных излучателей и рупорных антенн СВЧ диапазона;

-  получить первичные практические навыки по измерению диаграммы направленности СВЧ волноводных излучателей и приёмных рупорных антенн, определению их параметров и работе с радиоизмерительными приборами.

-  получить первичные практические навыки по измерению диаграммы направленности приёмных антенн и работе с радиоизмерительными приборами.

2.       Схема и описание лабораторной установки

а) Для исследования антенны типа симметричный вибратор

Рисунок 1   Схема структурная лабораторной установки для исследования антенны типа симметричный вибратор УКВ диапазона

б) Для исследования рупорной антенны

Рисунок 2  Схема лабораторной установки для исследования рупорной антенны СВЧ диапазона

Состав лабораторной установки для исследования симметричного вибратора

-  Источник образцового электромагнитного поля на базе генератора стандартных воздействий (ГСВ) и передающей антенны (штыревая антенна);

-  генератор стандартных воздействий (ГСВ) Г4-107 (Г4-116);

-  головные телефоны;

-  радиоприёмник УКВ диапазона STV-401.

Описание лабораторной установки для исследования рупорной антенны

- генератор стандартных воздействий (ГСВ)Г4-108;

- измерительный приёмник П5-13 с блоком питания;

- исследуемая рупорная антенна.

Источником образцового поля являются ГСВ Г4-108 являющийся источником образцового СВЧ-поля. Для измерения принимаемого сигнала используется измерительный приёмник П5-13, к которому через волноводный тракт подключена исследуемая рупорная антенна.

Суть проводимых исследований заключается в получении диаграммы направленности рупорной антенны на различных частотах путём измерения напряжения на её выходе при различной ориентации относительно излучающей системы.

3.       Порядок проведения измерений

а) Исследование симметричного вибратора

-  Собрать схему лабораторной установки в соответствии с рисунком, проверить надёжность заземления.

-    Подготовить лабораторную установку к работе:

-  Блок питания – подать питание на приемник STV-401;

-  Выбрать частоту измерения.

-  Включить ГСВ и подать на излучающую систему синусоидальный сигнал на частоте f₁ с выходным напряжением 0,1 В. Подстроить частоту ГСВ до получения на выходе радиоприёмника (ПРМ) тонального сигнала. Ручкой «Тон» ПРМ добиться «нулевых биений» в головных телефонах, подключённых к низкочастотному выходу ПРМ.

-  Снять диаграмму направленности антенны для частоты f настройки радиоприёмника (шаг поворота антенны 10 градусов). Результаты измерений занести в таблицу 1.

-  Повторить измерения для трех частот;

-  Перевести полученные данные из дБмкВ в мкВ, по формуле:

-  Построить нормированные диаграммы направленности в декартовых и поляр-ных координатах и определить ширину главного лепестка ДН;

б) Исследование рупорной антенны

1.  Собрать измерительную схему для исследования СВЧ рупорных антенн в соответствии с рисунком 2.

2.  Добиться соосности раскрывов образцовой и исследуемой антенн.

3.  Включить и прогреть измерительный приёмник. Во время прогрева завершить оформление материалов отчёта по лабораторной работе.

4.  Включить ГСВ, установить частоту fi=12,5 ГТц при минимальной мощности излучения. Прогреть ГСВ в течении 30 минут. Установить выходную мощность генерации ГСВ Р_вых = 1 мВт.

5.  Измерить мощность Р _вых сигнала ГСВ на выходе измерительного приёмника при соблюдении соосности раскрывов образцовой и исследуемой антенн. Результат представить в дБ/мкВт и в мкВт.

6.  Измерить динамику изменения выходной мощности сигнала ГСВ Р _вых на выходе измерительного приёмника в зависимости от углового положения раскрыва измерительной антенны относительно раскрыва исследуемой рупорной антенны. Угол рассогласования раскрывов в горизонтальной плоскости изменять от -45°до 45°. Построить зависимости Р _вых =f(a) и занести данные в таблицу.

7.  Повторить измерения для частоты f2 и f3.

9.  Построить нормированные диаграммы направленности в декартовых и полярных координатах (результаты измерения, итоговая диаграмма) и определить ширину главного лепестка ДН и КНД.

Симметричный вибратор

-  Таблица 1. F=      Мгц                            Таблица 2. F=        Мгц

Θ,град	Уровень в Дб	Уровень в мкВ	Уровень нормированый	Θ,град	Уровень в Дб	Уровень в мкВ	Уровень нормированный
-90				-90
-80				-80
-70				-70
-60				-60
-50				-50
-40				-40
-30				-30
-20				-20
-10				-10
0				0
10				10
20				20
30				30
40				40
50				50
60				60
70				70
80				80
90				90