2 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.

3 Экспериментальная часть работы

1. Измерить диаграмму направленности диполя Герца. Для этого, вращая диполь в горизонтальной (азимутальной) плоскости, записать показаня индикатора и их пронормировать. Для этого поделить все показания на максимальное. 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.

4 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.

5 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

6 Задание для предварительного (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	10	20	30	40	S,см2
1	100	1	1	15	5	35	65	120	225
2	300	1,5	1,5	13	15	45	75	140	169
3	400	2,5	1,7	12	20	50	80	110	144
4	250	4	1,9	14	30	60	90	135	196
5	350	1,2	1,2	16	35	65	95	145	256
6	500	1,4	1,6	11	40	70	100	130	121
7	550	2,4	1,8	10	45	75	110	150	100
8	420	1,2	2,1	12	45	75	105	135	144
9	330	1,3	1,2	13	20	50	80	110	169
10	340	1,5	1,3	17	30	60	90	120	289
11	440	1,6	2,3	16	35	65	95	125	256
12	460	1,8	2,4	15	45	75	105	135	225
13	370	1,9	1,5	16	50	80	110	140	256
14	380	2,2	1,6	15	20	55	100	130	225
15	480	2,2	2,6	13	25	60	110	140	169
16	490	2,4	2,7	12	35	70	120	160	144
17	300	1,2	1,3	16	5	40	70	100	250
18	340	1,6	1,9	14	15	60	90	120	196
19	360	1,8	2,1	13	20	70	100	130	169
20	410	1,1	2,6	11	30	80	120	150	121
21	240	1,3	1,1	17	35	85	130	160	289
22	330	1,7	1,6	15	45	95	150	170	225
23	140	1,9	1,2	14	30	70	110	175	196
24	220	2,3	1,7	12	50	90	130	180	144
25	200	2	2	14	10	30	60	130	196
26	150	3	1,8	16	25	55	85	125	256
27	450	2,2	1,4	12	30	60	90	155	144
28	320	1,1	1,1	14	15	45	75	105	196
29	430	1,4	2,2	16	25	55	85	115	256
30	320	1,4	1,6	15	10	50	80	110	225

7 Литература

1. В. И. Вольман, Ю.В.Пименов. Техническая электродинамика, Связь,1971.

2. О. И. Фальковский. Техническая электродинамика. Связь, 1978.

3. Н.А.Семенов. Техническая электродинамика. Связь, 1973.

10