Лабораторная установка

Лабораторная установка (рис.1.7) состоит из генератора сигналов СВЧ (1), передающей антенны (2), элементарного излучателя (диполя Герца) и магнитного диполя, работающих в режиме приёма (3) и детектора (4).

Высокочастотный сигнал от генератора излучается в пространство с помощью передающей антенны с горизонтальной поляризацией (в случае диполя Герца) или вертикальной поляризацией (в случае магнитного диполя). Сигнал принимается элементарным излучателем и детектируется. Величина, пропорциональная мощности сигнала отображается на индикаторе.

Рис.1.7 Лабораторная установка

Вольт–амперную характеристику детектора при небольших уровнях сигнала можно считать квадратичной, поэтому индикаторы фиксируют показания пропорциональные мощности сигнала. Для того, чтобы получить диаграмму направленности по напряженности поля, необходимо извлечь корень квадратный из показаний индикатора. Величина, пропорциональная напряженности поля, измеряется в относительных (нормированных) величинах. За единицу принимаются максимальные показания индикатора.

Экспериментальная часть работы

1. Измерить диаграмму направленности диполя Герца. Д ля этого, вращая диполь в горизонтальной (азимутальной) плоскости, записать показаня индикатора и их пронормировать. Отсчет углов вести в пределах 180⁰ с шагом 10⁰ по шкале у основания установки.

2. Результаты измерений занести в таблицу 1.

^{Таблица 1}

Θ0	00	100	200	300	400	500	600	---	1800
Р
Е/Емакс=

3. По результатам эксперимента построить диаграмму направленности диполя Герца в полярных координатах.

4. Измерения повторить на установке с магнитным диполем.

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Цель работы.

2. Описание лабораторной установки.

3. Результаты предварительного расчета.

4. Результаты экспериментальных исследований (таблицы ).

5. Диаграммы направленности элементарных электрического и магнитного излучателей в полярных координатах.

6. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Что называется элементарным электрическим излучателем?

2. Что называется элементарным магнитным излучателем?

3. Что такое диаграмма направленности антенны?

4. Сформулируйте принцип перестановочной двойственности.

5. Указать направление максимального излучения диполя Герца и магнитного диполя (рамки).

Задание для предвартельного (домашнего) расчета

1.Элементарный электрический излучатель возбуждён током, амплитуда которого I_m, частота f, длина излучателя ℓ. Определить амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей в точке, расположенной на расстоянии r [ км ] от него, под углами q₁, q₂, q₃, q₄ (см. табл. в приложении). Среда, в которой находится элементарный электрический излучатель, — вакуум.

(e_а = e₀ = 8,85 × 10^-12 [ Ф / м ], m_а = m₀ = 4p × 10^-7 [Гн / м])

2.Используя принцип перестановочной двойственности, определить амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей для элементарного магнитного излучателя, при заданных размерах S, где S – площадь витка (рамки).

Приложение

№ п.п.	f,МГц	I, А	r,км	ℓ,см	q10	q20	q30	q40	S,см2
		1,5	1,5
		2,5	1,7
			1,9
		1,2	1,2
		1,4	1,6
		2,4	1,8
		1,2	2,1
		1,3	1,2
		1,5	1,3
		1,6	2,3
		1,8	2,4
		1,9	1,5
		2,2	1,6
		2,2	2,6
		2,4	2,7
		1,2	1,3
		1,6	1,9
		1,8	2,1
		1,1	2,6
		1,3	1,1
		1,7	1,6
		1,9	1,2
		2,3	1,7
			1,8
		2,2	1,4
		1,1	1,1
		1,4	2,2
		1,4	1,6

Примечание.

Расчеты производятся каждым студентом индивидуально в соответствии с порядковым номером в журнале группы.

Литература

1. В. И. Вольман, Ю.В.Пименов. Техническая электродинамика, Связь,1971, гл.9.1,9.2.
2. О. И. Фальковский. Техническая электродинамика. Связь, 1978, гл. 10,11,12.
3. Н.А.Семенов. Техническая электродинамика. Связь, 1973, гл.3.
4. Л.К.Андрусевич, В.Г.Беленький. Основы электродинмики. СибГУТИ, 2000.