Исследование диаграмм направленности и коэффициента направленного действия апертурных антенн СВЧ диапазона. Струков И.Ф - 23 стр.

UptoLike

Составители: 

23
изготовлении антенн этого диапазона используют металлы с высокой
проводимостью (медь, медь с серебренным покрытием), потерями в которых
можно пренебречь. Так что для апертурных антенн можно положить
1
η
,
G
K
.
Для экспериментального определения коэффициента усиления, а
следовательно и КНД , используется несколько методов. Один из таких методов
[7] метод сравнения или замещения применяется в лабораторной работе . Он
заключается в сравнении коэффициентов усиления исследуемой и эталонной
антенны . В качестве эталонных антенн можно рекомендовать волноводные ,
рупорные или другие излучатели , коэффициент усиления которых поддается
расчету. В лабораторной работе эталонной антенной служит волноводный
излучатель, КНД которого рассчитывается по (17), (23).
Схема установки для измерения
K
по методу сравнения показана на рис. 12
и включает калибровочный аттенюатор 2 для регулировки уровня выходной
мощности Р генератора 1; СВЧ генератор 1; измерительную линию ИЛ, зонд
которой нагружен на СВЧ детектор 8 с индикатором 9; исследуемую -
2
A и
эталонную -
1
A
антенны 3; приемник, включающий антенну 4, СВЧ детектор
5, селективный усилитель 6 , настроенный на частоту модуляции
F
сигнала
генератора 1; индикатор принятых сигналов 7.
Рис. 12.
Блок-схема установки для измерения K по методу сравнения
Измерение
K
заключается в следующем: собирают установку согласно рис.
12. Если антенну
3
A
расположить в направлении максимума ДН антенн
1
A
или
2
A , то при квадратичных ВАХ детекторов 5 и 8
1)
показания индикаторов 9 и 7
будут пропорциональны квадрату напряженности поля в измерительной линии -
2
0
E
и в месте расположения приемной антенны
3
A
-
2
max
E
соответственно . К
выходу СВЧ генератора сначала подключают эталонную антенну
1
A . С помощью
измерительной линии ИЛ определяют значение коэффициента бегущей волны
(КБВ ) фидерного тракта по мощности
1max
1min
2
max0
min0
1
U
U
E
E
≡= κ
и максимальное значение напряжения в линии (напряжение в пучности стоячей
волны ) -
1max
U
. Замечают показание индикатора 7 приемника -
1
U
. Затем,
1
Вольтамперные характеристики (ВАХ ) полупроводниковых диодов можно считать
квадратичными при подаче на них напряжений вплоть до сотен милливольт.
                                                       23
и зг о то вле ни и а нте нн это г о ди а па зо на и спо льзую т м е та ллы с вы со ко й
пр о во ди м о стью (м е дь, м е дь с се р е б р е нны м по кр ы ти е м ), по те р ям и в ко то р ы х
м о жно пр е не б р е чь. Та к что для а пе р тур ны х а нте нн м о жно по ло жи ть η ≈ 1, K ≈ G .
          Д ля экспе р и м е нта льно г о       о пр е де ле ни я ко эффи ци е нта уси ле ни я, а
сле до ва те льно и КН Д , и спо льзуе тся не ско лько м е то до в. О ди н и з та ки х м е то до в
[7] – м е то д ср а вне ни я и ли за м е щ е ни я пр и м е няе тся в ла б о р а то р но й р а б о те . О н
за клю ча е тся в ср а вне ни и ко эффи ци е нто в уси ле ни я и ссле дуе м о й и эта ло нно й
а нте нны . В ка че стве эта ло нны х а нте нн м о жно р е ко м е ндо ва ть во лно во дны е ,
р упо р ны е и ли др уг и е и злуча те ли , ко эффи ци е нт уси ле ни я ко то р ы х по дда е тся
р а сче ту. В ла б о р а то р но й р а б о те эта ло нно й а нте нно й служи т во лно во дны й
и злуча те ль, КН Д ко то р о г о р а ссчи ты ва е тся по (17), (23).
        Сх е м а уста но вки для и зм е р е ни я K по м е то ду ср а вне ни я по ка за на на р и с. 12
и вклю ча е т ка ли б р о во чны й а тте ню а то р – 2 для р е г ули р о вки ур о вня вы х о дно й
м о щ но сти Р г е не р а то р а 1; СВ Ч г е не р а то р – 1; и зм е р и те льную ли ни ю И Л , зо нд
ко то р о й на г р уже н на СВ Ч де те кто р – 8 с и нди ка то р о м – 9; и ссле дуе м ую - A2 и
эта ло нную - A1 а нте нны – 3; пр и е м ни к, вклю ча ю щ и й а нте нну– 4, СВ Ч де те кто р –
5, се ле кти вны й уси ли те ль – 6, на стр о е нны й на ча сто ту м о дуляци и F си г на ла
г е не р а то р а – 1; и нди ка то р пр и няты х си г на ло в – 7.




                                                   Ри с. 12.
                    Бло к-сх е м а уста но вки для и зм е р е ни я K по м е то дуср а вне ни я

       И зм е р е ни е K за клю ча е тся в сле дую щ е м : со б и р а ю т уста но вку со г ла сно р и с.
12. Если а нте нну A3 р а спо ло жи ть в на пр а вле ни и м а кси м ум а Д Н а нте нн A1 и ли
 A2 , то пр и ква др а ти чны х В АХ де те кто р о в 5 и 8 1) по ка за ни я и нди ка то р о в 9 и 7
б удут пр о по р ци о на льны ква др а ту на пр яже нно сти по ля в и зм е р и те льно й ли ни и -
 E 02 и в м е сте р а спо ло же ни я пр и е м но й а нте нны A3 - E max     2
                                                                                со о тве тстве нно . К
вы х о ду СВ Ч г е не р а то р а сна ча ла по дклю ча ю т эта ло нную а нте нну A1 . С по м о щ ью
и зм е р и те льно й ли ни и И Л о пр е де ляю т зна че ни е ко эффи ци е нта б е г ущ е й во лны
(КБВ ) фи де р но г о тр а кта по м о щ но сти –
                                                            2
                                            E         U
                                      κ 1 = 0 min ≡ min 1
                                            E0 max    U max1
и м а кси м а льно е зна че ни е на пр яже ни я в ли ни и (на пр яже ни е в пучно сти сто яче й
во лны ) - U max1 . З а м е ча ю т по ка за ни е и нди ка то р а 7 пр и е м ни ка - U1 . З а те м ,

1
      В о льта м пе р ны е х а р а кте р и сти ки (В АХ ) по лупр о во дни ко вы х ди о до в м о жно   счи та ть
ква др а ти чны м и пр и по да че на ни х на пр яже ни й впло тьдо со те н м и лли во льт.