3. Описание лабораторной установки
Схема
размещения рамочной антенны в лабораторном
стенде приведена на рисунке 4. Рамочная
антенна свободно поворачивается вокруг
вертикальной оси, на основании находится
визир для отсчета угла поворота антенны
– угол между нормалью к плоскости рамки
и направлением распространения волны
.
Два кольца (передающая антенна), создающие
электромагнитное поле, питаются от
прибора ГЗ-112/1, работающего в диапазонах
длинных и средних волн. Ток, протекающий
по кольцам, можно определить, измеряя
напряжение на сопротивлении 8 Ом,
включенного в последовательную цепь,
состоящую из генератора и передающей
антенны. Выход приемной исследуемой
рамочной антенны подключается к прибору
В3-38.
4. Лабораторное задание
1.
Измерить амплитудную характеристику
направленности приемной рамочной
антенны при приеме радиоволн с линейными
частотами
.
2. Построить диаграммы направленности исследуемой рамочной антенны в горизонтальной плоскости.
3. Определить ширину диаграммы направленности в каждом из трех случаев.
4. Измерить действующую длину приемной рамочной антенны на каждой из трех рабочих частот.
5. Рассчитать теоретические значения действующей длины на указанных частотах и значения сопротивления излучения.
5. Требования к отчету по лабораторной работе.
Каждая бригада заполняет выданный заранее преподавателем бланк отчета. Допускается защита лабораторной работы по одному бланку, заполненному бригадой в ходе коллективной работы в случае своевременного выполнения лабораторной работы и присутствия всех членов бригады на защите данной работы. В противном случае каждый курсант из состава бригады предоставляет преподавателю свой отчет по лабораторной работе.
6. Вопросы для самопроверки
1. Каковы конструкция и назначение рамочной антенны?
2. Изложить принцип действия рамочной антенны.
3. Что называется действующей длиной рамочной антенны и каковы способы ее увеличения?
4. В чем суть антенного эффекта и способы его устранения?
5. Конструкция и принцип действия гониометрической рамочной антенны.
6. Доказать, что КПД рамочной антенны в диапазонах ДВ и СВ мал.
7. Что называют амплитудной характеристикой направленности и диаграммой направленности приемной рамочной антенны?
8. Дать определение ширины диаграммы направленности.
9. Изложить методики измерения амплитудной характеристики направленности и действующей длины рамочной антенны.
7. Литература
1. Кочержевскй Г.Н. Антенно-фидерные устройства. - М: Радио и связь, 1981, - 260 с.
2. Фрадин А.З.. Рыжов Е.Б. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. - М.: Связь. 1972, - 352 с.
Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота
Отчет по лабораторной работе:
«Исследование основных параметров магнитной рамочной антенны»
Выполнили курсанты гр._____:
______________________
______________________
______________________
Проверил: ______________________
Калининград
2010
Цель лабораторной работы:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Схема размещения рамочной антенны в лабораторной установке:
Таблица1
Результаты
измерения амплитудной характеристики
направленности рамочной антенны,
работающей на фиксированной частоте
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
260 |
270 |
280 |
290 |
300 |
310 |
320 |
330 |
340 |
350 |
360 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Таблица 2
Результаты
измерения амплитудной характеристики
направленности рамочной антенны,
работающей на фиксированной частоте
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
260 |
270 |
280 |
290 |
300 |
310 |
320 |
330 |
340 |
350 |
360 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Таблица 3
Результаты
измерения амплитудной характеристики
направленности рамочной антенны,
работающей на фиксированной частоте
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
260 |
270 |
280 |
290 |
300 |
310 |
320 |
330 |
340 |
350 |
360 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Диаграмма направленности приемной рамочной антенны,
работающей
на фиксированной частоте
Диаграмма направленности приемной рамочной антенны,
работающей
на фиксированной частоте
Диаграмма направленности рамочной антенны,
работающей
на фиксированной частоте
Результаты расчета действующей длины
приемной рамочной антенны по данным эксперимента
1.
Измеряем амплитуду напряжения
на сопротивлении
,
включенном в цепь передающей антенны,
с помощью вольтметра В3-38Б со средних
клемм лабораторного макета:
2. Рассчитаем амплитуду тока, протекающего по передающей антенне, по выражению:
,
где
.
3. Измеряем радиус колец передающей антенны:
4. Рассчитаем величину амплитуды напряженности магнитного поля в центре приемной рамочной антенны по формуле
5. Рассчитаем величину амплитуды напряженности электрического поля в центре приемной рамочной антенны по формуле:
где
- волновое сопротивление воздуха.
6. Рассчитаем действующую длину приемной рамочной антенны по формуле:
где
- максимальное значение напряжения на
зажимах приемной рамочной антенны,
которое выбираем из соответствующей
таблицы результатов измерения диаграммы
направленности.
а)
на частоте
действующая
длина приемной рамочной антенны
б)
на частоте
действующая
длина приемной рамочной антенны
в)
на частоте
действующая
длина приемной рамочной антенны
Результаты теоретического расчета действующей длины
приемной рамочной антенны
Теоретический
расчет действующей длины приемной
рамочной антенны, работающей на трех
фиксированных рабочих частотах
,
произведем по формуле:
,
где
- длина волны,
- скорость света;
- число витков в приемной рамочной
антенне;
- площадь одного витка,
;
- эффективная магнитная проницаемость
магнитодиэлектрического сердечника,
которую определяем по выражению:
,
где
- частота генератора, Гц;
Гн/м
- абсолютная магнитная проницаемость
воздуха (вакуума);
- максимальное значение напряжения на
зажимах приемной рамочной антенны,
работающей на фиксированной частоте,
В;
- амплитуда напряженности магнитного
поля в центре рамочной антенны, А/м.
а)
на частоте
расчетная
действующая длина приемной рамочной
антенны
б)
на частоте
расчетная
действующая длина приемной рамочной
антенны
в)
на частоте
расчетная
действующая длина приемной рамочной
антенны
Результаты расчета сопротивления излучения
приемной рамочной антенны
Расчет сопротивления излучения приемной рамочной антенны произведем по формуле:
,
Ом
а)
на частоте
сопротивление
излучения приемной рамочной антенны:
=
б)
на частоте
сопротивление
излучения приемной рамочной антенны:
=
в)
на частоте
сопротивление
излучения приемной рамочной антенны:
=
Сравнительная оценка расчетных и измеряемых параметров приемной рамочной антенны
|
Частота, кГц |
Действующая длина приемной рамочной антенны, м |
|
|
Теоретич. |
Практич. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализ полученных результатов и выводы: