Измерение характеристики направленности

October 4, 2012 by admin Комментировать »

Для измерения характеристики направленности необходимо произвес­ти взаимное ориентирование испытуемой и вспомогательной передающей антенн таким же образом, как и при измерении коэффициента усиления. Далее испы­туемую антенну нужно повернуть на 20… 30° влево и вправо от исходного положения, уточнить направление максимума главного лепестка характеристи­ки направленности и записать уровень сигнала, соответствующий этому направ­лению. Затем, поворачивая антенну на угол 360°, записать уровни сигнала через каждые 5 или 10°. Если нужно особенно тщательно выявить «тонкую» струк­туру задних и боковых лепестков, то запись уровня сигнала после прохожде­ния основного лепестка нужно производить чаще — через 2… 3°, а при большом числе задних лепестков поворачивать испытуемую антенну плавно, запи­сывая последовательно максимальные и минимальные уровни сигнала.

Характеристики направленности вибраторных антенн вертикальной поляри­зации (например, вертикально-почяризованных антенн типа «волновой канал» и логопериодических) не имеют в горизонтальной плоскости четко выраженного’ основного лепестка. В таких случаях под уровнем заднего лепестка целесо­образно понимать уровень сигнала, принятого с направления, отличающегося на 180° от направления максимума характеристики направленности.

После получения экспериментальной зависимости уровня сигнала на вы­ходе испытуемой антенны от угла ее поворота (характеристика направленнос­ти) нужно произвести обработку результатов — нормирование характеристики направленности. Нормирование состоит в том, что уровень сигнала, соответст­вующий максимуму главного лепестка характеристики направленности, условно* принимают равным единице, а уровни сигналов, принятые антенной под дру­гими углами, подсчитывают по отношению к максимальному уровню. Эти про­межуточные значения лежат в пределах 0… 1. Рассчитанная зависимость яв­ляется нормированной характеристикой направленности, которую строят в полярных или прямоугольных координатах. Полученное графическое изображе­ние нормированной характеристики направленности представляет собой норми­рованную диаграмму направленности.

Пользуясь нормированной диаграммой направленности, можно определить» ширину главного лепестка как угол, в пределах которого напряжение на вы­ходе антенны спадает до уровня 0,7 максимального, а также нормированный уровень задних и боковых лепестков диаграммы.

Пример. В процессе настройки четырехэлементной антенны типа «волновой канал» третьего телевизионного канала (f = 76… 84 МГц) произведено измере­ние характеристики на частоте 80 МГц._ Требуется построить нормированную* диаграмму направленности и определить ширину главного лепестка диаграммы,, а также нормированный уровень задних и боковых лепестков.

1.               Полученные экспериментальные данные заносим в таблицу (табл. 13), В колонке 1 указываем угол поворота испытуемой антенны относительно на­правления максимума характеристики направленности, а в колонке 2 — соответ­ствующие этим углам измеренные значения напряжения U, мВ, на выходе антенны. Направлению максимума (<р=0) соответствует в данном случае на­пряжение U = 8 мВ. Это значение напряжения принимается условно равньш единице, поэтому в колонке 3 рядом с максимальным значением напряже­ния U = 8 мВ записывается его нормированное значение UH=1. При ср=10° на­пряжение на выходе антенны уменьшается и составляет 7,76 мВ, что соответ­ствует уровню 0,97 максимального (7,76/8 = 0,97). Поэтому UK=0,97 есть нор­мированное значение характеристики направленности при значении угла пово­рота <р=10°. Продолжая таким же образом для остальных значений <р, запол­няем полностью колонку 3 нормированных значений характеристики направ­ленности.

2.               Строим в полярных (см. рис. 16) или декартовых координатах нор мированную диаграмму направленности испытуемой антенны в соответствии с рассчитанными нормированными значениями (колонка 3 табл. 13). По диа­грамме направленности определяем ширину главного лепестка (<р=60°) и нор­мированный уровень заднего лепестка (γΗ = 0,2).

Таблица 13. Пример обработки результатов измерения характеристики направленности антенны для построения ее нормированной диаграммы

<р, Град

U, мВ

ин

φ,град

νΗ

φ, град

и, мВ

и„

φ,град

v„

0

8

1

180

1,60

0,20

10

7,76

0,97

190

1,52

0,19

20

7,04

υ,88

200

1,20

0,15

30

5,84

0,73

210

0,88

0,11

40

4,72

0,59

220

0,48

0,06

50

3,44

0,43

230

0,32

0,04

60

2,40

0,30

240

0,20

0,03

70

1,52

0,19

250

0,03

0

80

0,04

0,08

260

0

0

90

0

0

270

0

0

100

0

0

280

0,64

0,08

110

0,02

0

290

1,44

0,18

120

0,03

0

300

2,48

0,31

130

0,04

0

310

3,60

0,45

140

0,16

0,02

60

0,2

320

4,80

0,60

150

0,48

0,06

(-14 дБ)

330

5,84

0,73

160

1,04

0,13

340

6.96

0,87

170

1,52

0,19

350

7,76

0,97

Нормирование характеристики направленности и построение нормирован­ной диаграммы направленности может быть произведено не только в относи­тельных единицах, как это сделано в приведенном примере, но и в децибелах. В этом случае уровень сигнала, соответствующий максимуму главного лепестка .характеристики направленности, принимают равным 0 дБ, а уровни сигналов, принятые испытуемой антенной под другими углами, записывают в децибелах со знаком «минус».

Нужно отметить, что характеристику направленности в принципе норми­ровать не обязательно и диаграмму направленности можно построить непосред­ственно в виде зависимости измеренного напряжения на выходе испытуемой -антенны от угла ее поворота. Однако нормированные диаграммы с максималь­ным значением, приведенным к единице или 0 дБ, значительно удобнее, так как они позволяют наглядно сравнивать между собой по направленным свой­ствам различные антенны либо конструктивные варианты одной и той же антенны в процессе ее настройки. На рис. 69 приведены, например, построенные на одном и том же бланке нормированные диаграммы направленности трех«(1) и семиэлементной (2) антенны типа «волновой канал», что позволяет на­глядно сравнивать их направленные свойства.

Источник: Капчинский JI. М., Конструирование и изготовление телевизионных антенн.— 2-е изд., стереотип.— М.: Радио и связь, 1995.— 00 с.: ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1216).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты