Обработка результатов эксперимента.

1. Снятые диаграммы направленности антенн нормировать к единице и построить их графики. Определить по ним ширину основного лепестка . Рассчитать минимальную ширину ДН (4.5) и определить КРЛ. Найти также значение УБЛ.

2. Нормировать к единице измеренные ДН облучателей (F₀(0) = 1) и построить их графики.

3. По измеренной ДН рассчитать распределение поля в апертуре и построить его график.

4. По полученному распределению найти значения и полинома.

5. Рассчитать значения аппроксимирующего полинома и построить их графики совместно с графиками . Оценить качество аппроксимации.

6. Рассчитать апертурный КИП по формуле (4.12).

7. Рассчитать коэффициенты по формулам (4.8) и ДН зеркальной антенны. Построить соответствующие графики.

8. Определить по расчетным графикам ширину главного лепестка ДН и КРЛ. Сравнить их с соответствующими экспериментальными значениями.

9. Рассчитать по формуле (4.24) параметр . Зная , найти эффективность облучателя . По формуле (4.27) найти КНД этой антенны. Данный пункт относится к случаю антенны с рупорным облучателем.

Контрольные вопросы

1. Какие предположения относительно полей и на излучающей поверхности приняты в рамках данной работы?

2. Каков физический смысл характеристики направленности излучающей системы ? Прокомментируйте ее представления в виде и .

3. Какие факторы определяют форму скалярной характеристики направленности синфазной излучающей площадки?

4. Как зависит ширина главного лепестка характеристики направленности круглой площадки от ее радиуса и длины волны?

5. При каком распределении поля по излучающей площадке ширина главного лепестка ДН минимальна? Что такое КРЛ?

6. Как зависит УБЛ от скорости убывания поля от центра к краю излучающей круглой площадки?

7. Дайте определение КНД любой излучающей системы. Как зависит КНД синфазной площадки от ее геометрической площади, длины волны и формы распределения поля по площадке?

8. Как практически рассчитать апертурный КИП по известному распределению поля на круглой площадке ?

9. Поясните принцип действия зеркальной антенны.

10. Как связано распределение поля по апертуре зеркала с ДН облучателя?

11. В какой последовательности нужно действовать, чтобы, зная геометрию зеркала () и ДН облучателя , найти ДН апертуры, КРЛ, апертурный КИП и КНД?

12. Как следует действовать, чтобы рассчитать электрические размеры рупорного облучателя и при известном угле облучения края зеркала и заданном уровне его облучения, одинаковом в плоскостях и ?

13. Что такое эффективность облучателя и от каких факторов она зависит? Как зависит КНД зеркальной антенны от площади апертуры, длины волны, апертурного КИП и эффективности облучателя?

14. Как объяснить на качественном уровне тот факт, что при изменении ширины ДН облучателя произведение принимает максимальное значение?

15. Как связаны между собой оптимальный электрический размер рупорного облучателя и угол облучения края зеркала ? Как, зная , найти затем соответствующий размер ?

16. Какой диаграммой направленности теоретически должен обладать облучатель, чтобы произведение было равно 1?

17. Какие причины вызывают затенение апертуры зеркала и как это сказывается на КНД антенны?

18. Что такое кроссполяризация и какие факторы влияют на уровень кроссполяризационного поля?

19. Как выяснить, на каком минимальном расстоянии должна находиться приемная антенна от исследуемой зеркальной антенны, чтобы снимаемая ДН совпадала с ее действительной ДН?

20. В каком случае уровень сигнала в приемной антенне будет выше: при снятии ДН облучателей или при снятии ДН зеркальной антенны в области главного и ближних боковых лепестков?

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

· Структурную схему установки;

· Таблицы и графики экспериментальных ДН облучателей и ЗА с ними;

· Расчетные графики поля в раскрыве ЗА;

· Расчетные ДН антенн в виде графиков;

· Расчет ШГЛ, КНД, КРЛ, УБЛ;

· Выводы.

5. ВЛИЯНИЕ ПРОВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
НА ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕНН

При расположении антенны над проводящей поверхностью ее ДН претерпевает существенные изменения по сравнению с характеристиками в свободном пространстве. В некоторых частотных диапазонах (СДВ, ДВ, СВ) земля и водная поверхность могут рассматриваться как поверхности с хорошей проводимостью, в связи с этим исследование влияния подстилающей поверхности на характеристики антенн и ее учет при разработке, размещении и выборе поляризации излучения антенн позволяет улучшить характеристики радиотехнических систем.

Учет эффектов влияния проводящей поверхности на ДН антенн в лабораторной работе проводится на основе метода зеркальных изображений. Он позволяет провести решение электродинамических задач при наличии границ раздела сред и найти электрические и магнитные поля, создаваемые антенной, расположенной вблизи проводящей поверхности. Суть метода заключается в том, что, путем введения фиктивного источника, задача поиска полей в присутствии проводящей поверхности сводится к более простой задаче в свободном пространстве. При этом величину поля, создаваемого фиктивным источником, и его расположение определяют из условия обеспечения граничных условий.

В данной лабораторной работе экспериментально и теоретически исследуются характеристики антенны в виде открытого конца волновода, расположенного над проводящей поверхностью, и определяется поведение ДН антенны при изменении высоты подъема антенны для различных поляризаций излучаемого поля.