Описание лабораторной установки. Функциональная схема лабораторной установки показана на рис

Функциональная схема лабораторной установки показана на рис. 8. Она включает в себя две антенны – передающую и приемную, которые образуют радиолинию. Антенны обеспечивают работу в диапазоне 500 -1000 мГц.

Передающая антенна представляет собой симметричный четвертьволновый вибратор (1) с плоским контррефлектором (2) и устройством симметрирования и согласования (3).

Приемная антенна отличается от передающей отсутствием контррефлектора.

Обе антенны крепятся к диэлектрическим штангам (5). На рис. 8 показан узел (4) крепления приемной антенны. Передающая антенна закреплена на штанге с помощью устройства, позволяющего менять ее наклон в вертикальной плоскости. На рис. 8 оно не показано.

Более подробно конструкция перечисленных элементов макета будет рассмотрена ниже.

Нижний конец штанг (5) фиксируется в поворотных устройствах (6).

Питание передающей антенны осуществляется от генератора высокой частоты (7). Антенна соединяется с выходом генератора ВЧ кабелем (8).

Приемная антенна с помощью ВЧ кабеля (9) соединяется с детекторной секцией (10).

Продетектированный секцией сигнал поступает на вход регистратора (11). Выход синхронизирующего сигнала регистратора соединяется со входом синхронизации генератора (7).

Последние два соединения выполняются с помощью соединительных шнуров с разъемами СР-50.

На рис.9 приведен эскиз конструкции симметричного вибратора. Основой является эбонитовая обойма (1), в которую вставлен подшипник трения (2), выполненный из капролона. В нем имеются два отверстия, в которых проходят полые алюминиевые трубки (3) устройства симметрирования и согласования. В одной из этих трубок проложен кабель питания. Дополнительную жесткость конструкции антенны обеспечивает короткозамыкатель (4), через отверстия в котором также проходят алюминиевые трубки (3). Положение короткозамыкателя на трубках фиксируется двумя винтами (на рис. 9 они не показаны).

На левой стороне трубок (3) имеется резьба, по которой они ввернуты в соединитель (5). В него же ввернуты оси плеч вибраторов (6) так, что они составляют прямой угол с трубками и имеют с ними омический контакт.

Плечи вибраторов (на рис. 9 не показаны) наворачиваются по резьбе на оси (6). Предусмотрена возможность изменения общей с осью длин плеч вибраторов, что позволяет менять их резонансные частоты. В комплектацию макета входят два плеча вибратора, длины которых соответствуют λ/4. Приемная антенна дополнительно комплектуется двумя плечами вибратора, длины которых соответствуют 3λ/4.

Приемный симметричный вибратор крепится к диэлектрической штанге (5) рис. 8 с помощью втулки (7).

Крепление передающей антенны к штанге производится с помощью кронштейна, эскиз которого приведен на рис. 10.

Он состоит из двух П-образных скоб (1,2), вложенных друг в друга. Внутренняя скоба жестко укреплена на контррефлекторе (3), а внешняя с помощью фигурной планки (4) – с диэлектрической штангой (5). Симметричный вибратор крепится к контррефлектору в его центральной области. На рис. 10 он не показан.

Скобы связаны между собой фигурными болтами (6) через отверстия в их боковых стенках. Верхнее отверстие во внешней скобе выполнено в виде дуги окружности. Это позволяет изменять угол наклона передающей антенны в вертикальной плоскости. Для этого следует ослабить фигурные болты (6) и повернуть антенну на требуемый угол. Затем болты следует зафиксировать.

Антенны располагаются на поворотных устройствах с электронным управлением. На рис.11 приведен эскиз, поясняющий крепление диэлектрической штанги к поворотному устройству.

Траверса антенны «Волновой канал» и собирательная двухпроводная линия ЛПА крепятся в во внутренней обойме (2) и (3) подшипника. Внешняя обойма подшипника (1) соединена со стаканом (4), который одевается на диэлектрическую штангу (5). Нижний конец штанги закреплен в двух скобах (6). Последние через соединительную пластину соединяется с поворотным устройством.

Конструкция крепления обеспечивает возможность:

-вращения антенны вокруг своей оси, что позволяет снимать диаграммы направленности в двух ортогональных плоскостях Н и Е;

-регулировать высоту антенн.

Рис.11

Поворотное устройство позволяет менять наклон антенны в вертикальной плоскости.

На рис. 12 приведен эскиз детекторной секции, которая служит для регистрации принимаемого антенной сигнала. Ее основой является латунный корпус (1), внутренность которого образует оболочку коаксиальной линии. Центральный проводник (3) фиксируется фторопластовым заполнением (2).

В корпус (1) ввернута блочная часть разъема СР-50 (4), к которому подключается кабель от приемной антенны. Цилиндр (5), являющийся основанием детекторной секции. Внутрь цилиндра (5) помещен детекторный диод (6). Он зафиксирован в разъемной проводящей обойме состоящей из двух частей (7) и (8). С помощью контакта (9) анод детекторного диода соединяется с центральным проводником блочной части разъема СР-50 (10). Последний ввернут по резьбе в крышку (11), навернутую на цилиндр (5).

Рис.12

Разъем (10) соединяется с кабелем от регистратора. Диод (6) с разъемной обоймой помещен в изолятор (12). Катод диода через удлинитель (13) соединяется с центральным проводником коаксиальной линии (3). Удлинитель помещен в диэлектрический изолятор (14). В торец корпуса (1) ввернута переходная шайба (15). В которую вворачивается полый цилиндр, выполняющий роль внешнего проводника коаксиальной линии (16) (рис.16). Для настройки детекторной секции на заданную частоту служит короткозамыкатель. Он обеспечивает режим стоячей волны в коаксиальной линии. При его продольном смещении вдоль линии происходит перемещение узлов и пучностей распределения электромагнитного поля относительно детекторного диода. Детекторная секция считается настроенной тогда, когда диод помещен в пучность электрического поля. Конструкция короткозамыкателя показана на рис. 13. Он состоит из цангового зажима, образованного внутренней (17) и внешней (18) частями. Через отверстие в зажиме проходит центральный проводник коаксиальной линии (3). Внутренняя часть (17) с помощью резьбы соединена с диэлектрическим удлинителем (19). Цанговый зажим фиксируется от поворота вокруг оси шпонкой, перемещающейся вдоль внутреннего

Рис.13

проводника пол пазу (рис.13). Наворачивание удлинителя (19) по резьбе приводит к тому, что внешняя часть цангового зажима прижимается к внешнему проводнику коаксиала (16), а внутренняя –к центральному проводнику (3). Для ослабления зажима и его продольного перемещения необходимо отвернуть по резьбе удлинитель (19) и нажать на него в направлении к основанию детектора, чтобы обеспечить освобождение частей цанги.

Для измерения уровня мощности электромагнитной волны, поступающей на приемную антенну, служит регистратор (11) на рис. 8. Входным сигналом для него является ток детекторного диода, который расположен в детекторной секции. Значение этого тока пропорционально мощности электромагнитной волны, поступающей на приемную антенну.

На рис. 14 изображена лицевая панель регистратора. Индикация принимаемого уровня мощности производится цифровым четырехразрядным индикатором. Его показания соответствуют напряжению на выходе усилителя тока детекторного диода. Поскольку детекторный диод работает без смещения, его вольт-амперная характеристика квадратична. Как следствие, показания индикатора пропорциональны уровню принимаемой мощности.

На лицевой панели расположен кнопочный переключатель переключения пределов измерения. Включение соответствующего предела производится простым нажатием соответствующей кнопки.

Ток детекторного диода поступает на регистратор по соединительному кабелю, который подключается к блочному разъему СР-50 с надписью «вход». Второй блочный разъем СР-50 с надписью «синх» служит для подключения модулирующего сигнала к генератору СВЧ. В качестве такого сигнала используется прямоугольный меандр с частотой 7кГц.

Включение регистратора производится тумблером «сеть» на лицевой панели. При включении загорается подсветка тумблера.

Порядок выполнения лабораторных работ поисследованию антенн.