5.6. Интерференционные множители

Как видно из (5.18), (5.19), интерференция полей антенны и ее зеркального изображения учитывается интерференционными множителями и :

, . (5.20)

Параметром обеих этих функций является электрическая высота подъема антенны , однако, независимо отпо горизонтали (в направлении= 0 ) значения интерференционных множителей таковы:

= 1, = 0,

т. е. интерференционный множитель имеет в этом направлении максимум, ануль. При больших значенияхинтерференционные множители представляют собой многолепестковые функции, причем с ростомчисло лепестков растет. Несложно найти углы возвышения, при которых формируются максимумы и нули функций (5.20).

Множитель : максимумыпри; нулипри; откуда

,

. (5.21)

Множитель : максимумыпри; нулипри; откуда

,

. (5.22)

Как видно из (5.21) и (5.22), в двух случаях формулы для именяются местами.

5.7. Экспериментальная установка

Лабораторный макет представляет собой передающую антенну в виде открытого конца прямоугольного волновода, который можно устанавливать на фиксированном расстоянии hот проводящей плоскости. Открытый конец волновода можно разворачивать на 90º вокруг его оси, реализуя тем самым антенну с вертикальной или горизонтальной поляризацией относительно проводящей плоскости, которая закреплена на стене. Приемная антенна помещена на раме, которую можно устанавливать под любым угломк плоскости экрана и тем самым снимать диаграммы направленности системы «антенна – проводящая плоскость».

Д

Рис. 5.8

иаграммы направленности открытого конца волновода можно приближенно рассчитать по формулам для прямоугольной излучающей площадки с размерамии косинусоидальным распределением электрического поля вдоль широкой стенки волновода.

При установке антенны в положении, изображенном на рис. 5.8, а(вертикальная поляризация), ДН представляется выражением

. (5.23)

При установке волновода в положение, показанное на рис. 5.8, б(горизонтальная поляризация), ДН представляется формулой

. (5.24)

5.8. Проведение измерений

1. Включить генератор и измерительный усилитель. Генератор настроить на частоту, заданную преподавателем. Рассчитать соответствующую длину волны в свободном пространстве.

2. Установить одну из высот подъема излучателя, заданных преподавателем. Здесь следует учесть, что по шкале отсчет ведется от фланца излучателя. Для определения расстояния до центра излучателя к отсчету по шкале нужно прибавить 21 мм.

3. Установить излучатель в положение, при котором он создает излучение с вертикальной поляризацией относительно проводящей плоскости (широкая стенка волновода параллельна поверхности земли). В соответствующем положении должна быть и приемная антенна.

3. Снять диаграмму направленности , особо фиксируя те углы, при которых наблюдаются нули и максимумы. Следует помнить при этом, что из-за квадратичности диода в индикаторном устройстве фактически снимается.

4. Установить излучатель в положение, когда он создает излучение с горизонтальной поляризацией. Измерить .

5. Повторить те же измерения для двух других высот h, заданных преподавателем.

5.9. Обработка результатов и теоретические расчеты

1. Шесть снятых диаграмм направленности нормировать к единице и построить их графики.

2. Для одной из высот подъема излучателя, исследованной экспериментально, рассчитать теоретические ДН. Высота задается преподавателем. Расчеты целесообразно выполнить в такой последовательности:

а) сначала рассчитать диаграммы идля открытого конца волновода с размерамиа = 23 мм, b = 10 мм по формулам (5.23, 5.24).

б) рассчитать ДН антенны над проводящей поверхностью икак произведение интерференционного множителя (5.20) на ДН излучателя (5.23) и (5.246).

в) в расчеты нужно включить углы , при которых интерференционные множители равны 0, и, при которых интерференционные множители равны 1 (формулы (5.21) и (5.22)).

г) построить графики ина тех же рисунках, что и экспериментальные ДН.