ЎЗБЕКИСТОН АЛОҚА ВА АХБОРОТЛАШТИРИШ АГЕНТЛИГИ

ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ УНИВЕРСИТЕТИ

Радиотехника, Радиоалоқа ва Телерадиоэшиттириш факултети

Антенна-фидер курилмалари

кафедраси

“АНТЕННА-ФИДЕР ҚУРИЛМАЛАРИ ВА

РАДИОТЎЛҚИНЛАРНИНГ ТАРҚАЛИШИ”

фанидан

ШАХСИЙ ТОПШИРИҚЛАР ВА

УСЛУБИЙ КЎРСАТМАЛАР

5522100 – «Телевидение, радиоалоқа ва радиоэшиттириш»,

5522000 – «Радиотехника», 5524408 - «Мобил алоқа тизимлари»

таълим йўналишлари учун

Тошкент - 2008

СЎЗ БОШИ

Ушбу тўпламга “Антенна-фидер қурилмалари ва радиотўлқинларнинг тарқалиши” фанининг асосий мавзулари бўйича топшириқлар киритилган бўлиб, у “Телевидение, радиоалоқа ва радиоэшиттириш”, “Радиотехника” хамда “Мобил алоқа тизимлари” йўналишлари талабаларнинг мустақил ўқув фаолиятларида ва гурухий машқларида қўлланилиши мумкин. Хар бир мавзу ўз иш мақсади, қисқа услубий кўрсатмалари, текширув саволлари ва натижавий масала матнига эга.

Хар бир мавзуга оид услубий кўрсатмаларда қисқача назарий маълумот ва мустақил иш олиб бориш учун зарур бўлган китобларнинг ушбу мавзуга оид параграфлари келтирилган.

Масалага оид текширув саволлари ушбу масалани ечишда ва химоя килишда китоблар параграфлари ичида керакли элементларга йўналтиришга ёрдам беради.

Топшириқ ўз ичига фаннинг асосий, базавий элементларини олган. Бу элементларни ўрганиш ушбу кафедра ва унга боғлиқ фанлар йўналиши бўйича кейинги мавзуларини яхши ўзлаштириш учун зарурдир. Талаба, хар бир топшириқ мобайнида ўз хисоблашларидан олган натижалари устида мулохаза қилиши ва керакли хулосалар чиқариши даркор.

Иловада адабиётлардан олинган график ва бошқа материаллар келтирилган, улар ўқув жараёнида ишлатилишга қулай шаклда берилган.

1 – ТОПШИРИҚ

СИММЕТРИК ВИБРАТОРНИНГ ЙЎНАЛГАНЛИК ТАВСИФИ

Ишдан мақсад:

- токнинг симметрик вибратор юзаси бўйлаб тақсимланиш тахминий қонунини, симметрик вибраторнинг йўналганлик тавсифини ва йўналганлик диаграммасини ўрганиш, шунингдек, ток тақсимланиши ва йўналганлик диаграммаларининг вибраторнинг нисбий узунлигига боғлиқлигини аниқлаш;

- турли нисбий узунликка эга симметрик вибраторларнинг ток тақсимланиш графикларини ва йўналганлик диаграммаларини қуришни ўзлаштириш;

- симметрик вибраторнинг йўналганлик тавсифини ҳисоблаш кўникмаларини ҳосил қилиш.

Услубий кўрсатмалар

Масалани ечишга киришишдан аввал [1, §§2.1, 2.2] ёки [2, §§ 3.1, 3.2], [3, §§ 2.1-2.4] ларни ўқиб чиқмок даркор.

Симметрик вибратор симли антенналар турига киради. “Симметрик вибратор” деб аталиши унинг конструкциясининг симметрик эканлигидан дарак беради. У – хажм ва шакллари бир хил бўлган икки вибратор елкаларидан иборат. Шуни таъкидлаш лозимки, антенна нурлатаётган электромагнит тўлқинлар энергиясини фазода тақсимланишини математик ифода орқали, ёки бўлмаса, йўналганлик диаграммаси графиги шаклида қайд этиш мумкин.

Адабиётларнинг юқорида келтирилган бандларини ўрганиш жараёнида қуйидагига алоҳида эътибор беринг – симметрик вибраторнинг йўналганлик тавсифи бевосита токнинг вибратор юзаси бўйлаб тақсимланишига боғлиқ. Тақсимланиш эса, ўз навбатида, вибраторнинг нисбий узунлигига боғлиқдир. Амалий мухандисликда токнинг вибратор бўйлаб синусоидал қонун бўйича оқиши тахмини йўлга қўйилган. Бу тахмин орқали, умуман олганда, етарли даражада аниқ ҳисоблашлар олиб бориш мумкин.

Адабиётларнинг керакли бандларини ўрганиб чиқиш натижасида талаба, симметрик вибраторнинг нисбий узунлиги ўзгариши билан унинг йўналганлик диаграммасининг ўзгариш қонуниятларини ўрганиши ва ушбу йўналганлик диаграммаларини тасвирлашни билиши лозим.

Назорат саволлари

1. Симметрик вибратор деб нимага айтилади?

2. Ток симметрик вибратор бўйлаб қайси қонуният бўйича тақсимланади?

3. Герц диполи деб нимага айтилади? Қандай вибратор элементар вибратор деб аталади?

4. Антеннанинг йўналганлик тавсифи, йўналганлик диаграммасига таъриф беринг. Йўналганлик диаграммасининг бош баргчаси кенглиги қандай аниқланади?

5. Антеннанинг йўналган таъсир коэффициенти нима? Йўналтирилмаган антеннанинг йўналган таъсир коэффициенти нечага тенг?

1.1 – Топшириқ

Елкалари нисбий узунликлари а₁, а₂, а₃, бўлган учта симметрик вибратор берилган. а қийматлари вариантлари 1.1-жадвалда келтирилган.

1. Симметрик вибратор ва у билан боғлиқ бўлган сферик координаталар тизимини чизинг.

2. Токнинг симметрик вибратор бўйлаб оқиши тахминий қонунини ёзинг.

3. Токнинг вибраторлар бўйлаб тарқалиши графикларини тахминан тасвирланг.

4. Берилган вибраторлар учун майдоний координата тизимида Е ва Н текисликлари учун йўналганлик диаграммаларини тасвирланг.

5. Токнинг симметрик вибратор бўйлаб тақсимланишининг ўзгариши ушбу вибраторнинг йўналганлик диаграммасининг қандай ўзгаришига олиб келишини кузатиб боринг. Нима учун симметрик вибраторнинг нисбий узунлиги > 0,5 бўлганда унинг йўналганлик диаграммасида ён баргчалар вужудга келади?

6. Вибраторларнинг тахминий йўналганлик диаграммаларини Е текислигида солиштиринг ва вибратор ўқига перпендикуляр йўналишда қайси вибраторнинг йўналган таъсир коэффициенти (ЙТК) энг катта қийматга эга бўлишини кўрсатинг.

7. II.1.2-расмдаги (иловага қаранг) график бўйича вибраторларнинг ЙТК қийматларини аниқланг.

8. Нисбий елка узунлиги а₃ га тенг симметрик вибраторнинг Е текисликдаги йўналганлик диаграммасини декарт координаталар тизимида Δφ = 10⁰ қадам билан ҳисоблаб чиқаринг. Ҳисоб натижаларини 1.2-жадвал кўринишидаги жадвалга киритинг.

9. Қурилган йўналганлик диаграммасига асосланиб, унинг бош баргчаси кенлигини нурлатиш даражаси ноль (2φ₀) ва ярим қувват нурлатиш (2φ_0,5) да аниқланг.

10. Симметрик вибратор йўналганлик диаграммасининг унинг нисбий узунлигига боғлиқлик қонуниятлари ҳақида тегишли хулосалар шакллантиринг.

1.1-жадвал

1.1-топшириқ учун вариантлар жадвали

Вариант	l/λ 1	l/λ 2	l/λ 3	Вариант	l/λ 1	l/λ 2	l/λ 3
1	0,015	0,25	0,52	14	0,060	0,38	0,78
2	0,020	0,26	0,54	15	0,062	0,39	0,80
3	0,022	0,27	0,56	16	0,065	0,40	0,82
4	0,025	0,28	0,58	17	0,070	0,41	0,84
5	0,030	0,29	0,60	18	0,072	0,42	0,86
6	0,032	0,30	0,62	19	0,075	0,43	0,88
7	0,035	0,31	0,64	20	0,080	0,44	0,90
8	0,040	0,32	0,66	21	0,082	0,45	0,92
9	0,042	0,33	0,68	22	0,085	0,46	0,94
10	0,045	0,34	0,70	23	0,090	0,47	0,96
11	0,050	0,35	0,72	24	0,092	0,48	0,98
12	0,052	0,36	0,74	25	0,095	0,49	1,00
13	0,055	0,37	0,76	26	0,100	0,50	1,20

1.2-жадвал

Ҳисоб натижалари

φ^0	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
f(φ)
F(φ)

2 – ТОПШИРИҚ

КЎНДАЛАНГ НУРЛАТУВЧИ ЧИЗИҚЛИ АНТЕННА ПАНЖАРАЛАРИ

Ишдан мақсад:

- кўп сонли кучсиз йўналтирилган нурлатгичлар майдонларини қўшиши орқали ўткир йўналтирилган нурланишни ҳосил қилиш усулини; йўналганлик тавсифларини кўпайтирув теоремасини, чизиқли эквидистант тенг амплитудали антенна панжара йўналганлик тавсифининг асосий параметрлари ва унинг (антеннанинг) конструктив параметрларининг фазавий тақсимланиши орасидаги боғлиқликни, антенна панжаранинг максимал нурланишга эришадиган йўналишини бошқариш усулини ўрганиш;

- чизиқли фазавий тақсимотга эга чизиқли эквидистант тенг амплитудали антенна панжарасининг асосий йўналганлик параметрларини, йўналган таъсир коэффициентини аниқлай олиш;

- экивидистант тенг амплитудали антенна панжарасининг йўналганлик тавсифини ҳисоблаш кўникмаларини ҳосил қилиш.

Услубий кўрсатмалар

Масалани ечишга киришишдан аввал [1, §§7.2а,б,в] ёки [2, §§ 7.1-7.3]; [3, §§ 4.3, 4.7] ларни ўқиб чиқмок даркор.

Ўткир йўналган нурланишни ҳосил қилиш учун, одатда, бир нечта тузилиши бир ҳил ва фазода бир ҳил ориентирланган нурлатгичлардан иборат антенна панжараларидан фойдаланилади. Берилган йўналиш бўйича нурланиш концентрациясига нурлатгичлар майдони ушбу йўналишда синфаз қўшилиб, бошқа йўналишларда носинфаз қўшилганда эришилади.

Бир ҳил масофа узоқликда жойлашган (эквидистант), тузилиши ва фазода ориентирланиши бир ҳил бўлган нурлатгичлар тизими йўналганлик тавсифи бир нурлатгич йўналганлик характеристикалари ва тизим кўпайтувчиси (антенна панжара кўпайтувчиси) кўпайтмаси орқали топилади. Йўналганлик диаграммалари аниқланишининг бундай усули кўпайтирув теоремаси деб аталади. Тизим кўпайтувчиси – жойлашуви ва қўзғотилиши худди ушбу тизимникидагидек изотроп (йўналтирилмаган) нурлатгичлар тизими йўналганлик тавсифи эканлигига эътибор беринг.

Агар антенна панжаранинг нурлатиш элементлари сифатида суст йўналтирилган нурлатгичлар ишлатилса, унинг йўналганлик тавсифи, асосан, антенна панжара кўпайтувчиси орқали аниқланади. Антенна панжаранинг йўналганлик диаграммаси кўпбаргчали кўринишга эга.

Кўпинча радиоалоқада бир ҳил амплитудали, ва амплитудаси элементдан элементга бир ҳил қўзғатиш фазаси сакраши билан ўзгарувчи токлар билан қўзғатилувчи нурлатгич элементларга эга эквидистант антенна панжаралар қўлланилади. Чизиқли эквидистант тенг амплитудали антенна панжара кўпайтувчиси нурлатгичлар сони n, нурлатгичлар орасидаги нисбий масофа d/λ ва қўшни нурлатгичлардаги токлар фазалари фарқи ψ га боғлиқ.

Эътиборга лойиқлик шуки, чизиқли синфаз (ψ = 0⁰) антенна панжаранинг максимал нурлатиш йўналиши унинг ўқига перпендикулярлигидир. Бу йўналишда хамма нурлатгичлар майдонлари узоқ зонада синфаз ҳолда қўшилади. Нурлатгичлар орасидаги масофа етарли даражада катта бўлганда, майдонлар синфаз қўшилиши бошқа йўналишларда ҳам мавжуд бўлиши мумкин. Бу ҳолда панжара йўналганлик диаграммасида бир нечта бош баргчалар ҳосил бўлади. d/λ қадамли синфаз панжара йўналганлик диаграммасида ягона бош баргча бўлиб, у панжара ўқига перпендикуляр йўналган. Панжара қадами d>λ/2 бўлса, чизиқли фаза қоплови киритилиши йўли билан панжара бош нурининг йўналишининг нормальдан оғиши натижасида йўналганлик диаграммасида иккинчи (ёки яна бир нечта) бош баргча ҳосил бўлиши мумкин. Қўшни нурлатгичлардаги токлар фазалари силжишини ўзгартириб бориб, антенна панжаранинг максимал нурлатиш йўналишини бошқариш мумкин. Агар нурлатгичлар орасидаги масофа d тўлқин узунлиги λ ярмидан кичик бўлса, фазавий силжиш ψ нинг хар қандай қийматида йўналганлик диаграммасида ягона бош баргча бўлади.

Назорат саволлари

1. Қандай қилиб антенна панжаралар ёрдамида ўткир йўналтирилган нурланиш ҳосил қилинади?

2. Қандай антенна панжара чизиқли деб аталади?

3. Қандай антенна панжара эквидистант деб аталади?

4. Қандай антенна панжара тенг амплитудали деб аталади?

5. Қандай антенна панжара синфаз деб аталади?

6. Йўналганлик тавсифлари кўпайтирув теоремасини таърифлаб беринг.

7. Чизиқли фазавий тақсимотга эга чизиқли эквидистант тенг амплитудали антенна панжара кўпатувчиси қайси параметрларга боғлиқ?

8. Синфаз антенна панжаранинг максимал нурлатиш йўналишини кўрсатинг.

9. Қайси шарт бажарилганда чизиқли синфаз эквидистант антенна панжараси йўналганлик диаграммасида фақат битта бош баргча мавжуд бўлади?

10. Қандай қилиб антенна панжаранинг максимал нурлатиш йўналишини бошқариш мумкин?

11. Қайси шарт бажарилганда чизиқли фазавий тақсимотга эга чизиқли эквидистант антенна панжара йўналганлик диаграммасида фақат битта бош баргча мавжуд бўлади?

2.1 – Топшириқ

Чизиқли эквидистант тенг амплитудали антенна панжара ўқлари панжара ўқига мос келувчи n та симметрик яримтўлқинли вибраторлардан ташкил топган. Нурлатгичлар орасидаги нисбий масофа d/λ га тенг (2.1-жадвалга қаранг).

1.Берилган антенна панжарасини чизинг. Расмда панжара қадами d ва кузатув нуқтаси бурчаги ҳисоби йўналишини (перпендикулярдан панжара ўқи томон) кўрсатинг.

2.Антенна панжаранинг йўналганлик тавсифи ифодасини Е текислиги учун ёзинг.

Бунинг учун:

- йўналганлик тавсифлари кўпайтирув теоремаси бажарилувчи шарт тузинг;

- теореманинг берилган ҳолатда қўлланилиш имконияти ҳақида ҳулоса чиқаринг;

- бир нурлатгич йўналганлик тавсифини юқорида берилган текислик учун ёзинг, бунда θ бурчаги перпендикулярдан панжара ўқи томон ҳисобланишини унутманг;

- антенна кўпайтувчиси ифодасини ёзинг;

- антенна панжаранинг йўналганлиқ тавсифи ифодасини ёзинг.

3.Ҳисоблашлар натижалари қайд этилувчи жадвални ҳозирланг (2.2-жадвалга қаранг)

4.Панжаранинг ҳамма нурлатгичлари қўзғалишини синфаз (ψ = 0) ва панжаранинг йўналганлик тавсифи, асосан, панжара кўпайтувчиси билан аниқланади (яримтўлқинли вибратор суст йўналтирилган нурлатгич ҳисобланади), деб ҳисобланса, қуйидагиларни аниқланг:

- максимал нурланиш йўналиши θ_m;

- θ_01, θ_0,2 нурланишлар мавжуд бўлмаган йўналишларни;

- нурланиш нолга тенг бўлган 2θ₀ ва ярим қувват 2θ_0,5 да йўналганлик диаграммаларининг бош баргчаси кенглигини;

- йўналганлик диаграммасининг биринчи ён баргчалари (максимал нурланиш йўналишига энг яқин баргчалар) йўналиши ва нисбий даражаларини θ_max1, θ_max2, ξ₁, ξ₂;

- бош нурланиш йўналишида антенна панжаранинг йўналган таъсир коэффициенти D ни яқинлаштирилган формула бўйича (бунда - панжара узунлиги);

5.Қўшни нурлатгичлардаги фазавий силжиш ψ киритилган ҳолда антенна панжара бош баргчасининг йўналиши θ_m ни ҳисобланг.

6.Ҳисоблашлар натижалари устида мулоҳаза юритинг.

2.1-жадвал

2.1-топшириқ учун вариантлар жадвали

Вариант	Панжара элементлари сони, n	Элементлар орасидаги нисбий масофа, d/λ	Қўшни элементлар токлари орасидаги фазавий силжиш, ψ^0	Вари ант	Панжара элементла ри сони, n	Элемент лар орасидаги нисбий масофа, d/λ	Қўшни элементлар токлари орасидаги фазавий силжиш, ψ^0
1	11	0,5	45	14	24	0,37	60
2	12	0,49	40	15	25	0,36	55
3	13	0,48	35	16	24	0,35	60
4	14	0,47	30	17	23	0,34	55
5	15	0,46	25	18	22	0,33	50
6	16	0,45	20	19	21	0,32	45
7	17	0,44	25	20	20	0,31	40
8	18	0,43	20	21	19	0,30	35
9	19	0,42	25	22	18	0,29	30
10	20	0,41	30	23	17	0,23	25
11	21	0,40	35	24	16	0,27	20
12	22	0,39	40	25	15	0,26	15
13	23	0,38	45	26	14	0,25	10

2.2-жадвал

Ҳисоблашлар натижалари

Параметрлар белгиланиши	Ўлчов бирлиги	Ҳисоблашлар маълумотлари
θбош	град
θmax1	град
θmin1	град
θmax2	град
θmin2	град
2θ0	град
2θ0,5	град
ξ1, ξ2	дБ
D	-

3 – ТОПШИРИҚ

ЎҚИ БЎЙЛАБ НУРЛАТУВИ ЧИЗИҚЛИ АНТЕННА ПАНЖАРАЛАР

Ишдан мақсад:

- Югурувчи тўлқин ёрдамида элементларни кетма-кет қўзғатиш орқали панжаранинг ўқи бўйлаб нурланишига эришишни, антенна панжара нурланиш режимлари ва нурлатгичларни кўзғатувчи тўлқин фаза тезлиги орасидаги боғлиқлиликни ўрганиш;

- ўқи бўйлаб нурлатувчи чизиқли эквидистант тенг амплитудали антенна панжара йўналганлик тавсифининг асосий параметрлари ва йўналган таъсир коэффициентини, нурлатгичларни қўзғатувчи тўлқин фаза тезлигининг оптимал қийматини аниқлай олиш;

- ўқи бўйлаб нурлатувчи чизиқли эквидистант тенг амплитудали антенна панжара йўналганлик тавсифининг асосий параметрларини ҳисоблаш кўникмаларини ҳосил қилиш.

Услубий кўрсатмалар

Масалани ечишга киришишдан аввал [1, §7.3а] ёки [2, § 7.4] ёки [3, §§ 4.3, 4.7] ларни ўқиб чиқмок даркор.

Чизиқли антенна панжара югурувчи тўлқин ёрдамида қўзғатилганда, панжара иш режими тўлқиннинг фаза тезлиги V билан аниқланади. Уч ҳил иш режими мавжуд:

(с – вакуумдаги ёруғлик тезлиги) бўлганда антенна панжара ўқ бўйлаб нурлатиш режимида ишлайди. Панжаранинг максимал нурлатиш йўналиши панжаранинг ўқига мос келади, чунки бу йўналишда хамма нурлатгичлар майдонлари синфаз қўшилади.

> 1 бўлганда бўлганда хам антенна панжара ўқ бўйлаб нурлатиш режимида ишлай олади. Бунда эътиборга таҳсин шуки, максимал нурлатиш йўналишида (панжара ўқи бўйлаб) нурлатгичлар майдонлари носинфаз қўшилади. Бу режимда берилган маълум фаза тезлиги қийматида антенна панжаранинг оптимал узунлиги мавжуд бўлиб, у максимал йўналган таъсир коэффициенти мос келади. Бошқа томондан, антенна панжара узунлиги маълум бўлса, максимал йўналган таъсир коэффициентига мос келувчи оптимал фаза тезлигини аниқлаш мумкин.

< 1 бўлганда антенна панжара ўқ бўйламай нурлатиш режимида ишлайди, чунки максимал нурлатиш йўналиши панжара ўқига нисбатан маълум бурчак остида бўлади.

Назорат саволлари

1. Қандай қилиб панжара элементларида қўзғатувчи токларнинг чизиқли фаза тақсимотини амалга ошириш мумкин?

2. Фаза тезлигининг қандай қийматларида антенна панжара ўқ бўйлаб нурлатиш режимида ишлайди?

3. Нурлатгичлар майдонларининг панжара ўқи йўналишида қўшилиши вектор чизмасини ва > 1 учун чизинг.

4. Оптимал фаза тезлиги деб нимага айтилади (антенна панжаранинг узунлиги маълум бўлганда)?

5. Оптимал антенна панжара узунлиги деб нимага айтилади (фаза тезлиги V < C бўлганда)?

6.

3.1 – Топшириқ

Чизиқли эквидистант антенна панжара ўқлари панжара ўқига перпендикуляр бўлган яримтўлқинли симметрик вибраторлардан иборат бўлиб, нурлатгичлар орасидаги нисбий масофа d/λ га тенг (3.1-жадвалга қаранг). Нурлатгичлар кетма-кет равишда югурувчи электромагнит тўлқин ёрдамида қўзғатилади.

1. Берилган антенна панажарани чизинг ва θ бурчак ҳисоби йўналишини кўрсатинг (панжара ўқидан бошлаб).

2. Йўналганлик тавсифларини кўпайтируви теоремаси қўлланилиши шарти бажарилишини текширинг.

3. Вибраторлар ўқидан ўтувчи текислик учун антенна панжара йўналганлик тавсифлари ифодаларини ёзинг.

4. Йўналганлик тавсифлари параметралари ҳисоби натижаларини қайд этиш учун жадвал тайёрланг (3.2-жадвалга қаранг)

5. Қўзғатувчи тўлқин фаза тезлиги ёруғлик тезлигига тенг (С/V = 1) деб олинса ва йўналганлик тавсифи, асосан, антенна панжара кўпайтувчиси билан белгиланса (яримтўлқинли вибраторлар суст йўналтирилган нурлатгичлардир), қуйидагилар аниқлансин:

- максимал нурлатиш йўналиши θ_бош;

- ён баргчлара максимумлари йўналишлари θ_max1, θ_max2;

- нурлатиш нолга тенг йўналишлар θ_min1, θ_min2;

- нолинчи даража 2θ₀ да йўналганлик диаграммасанинг бош баргчаси кенглиги;

- яримқувват даража 2θ_0,5 да йўналганлик диаграммасининг бош баргчаси кенглиги;

- формула бўйича йўналган таъсир коэффициентини, бу ерда .

6. Берилган антенна панжара учун C/V нисбатнинг оптимал қийматини қуйидаги формула бўйича аниқланг

.

7. Электромагнит майдон қўзғатувчи тўлқини оптимал фаза тезлиги билан тарқалади, деб ҳисобланса, п.5 да кўрсатилган йўналганлик тавсифи параметрларини ва қуйидаги формула бўйича йўналган таъсир коэффициентини аниқланг

.

8. Ҳисоблашлар натижалари устида 2.1 ва 3.1 топшириқлардаги антенна панжараларнинг узунликлари тенглини эътиборга олган ҳолда мулоҳаза юритинг.

3.1-жадвал

3.1-топшириқ учун вариантлар жадвали

Вариант	Панжара элементлари сони, n	Элементлар орасидаги нисбий масофа, d /λ	Вариант	Панжара элементлари сони, n	Элементлар орасидаги нисбий масофа, d /λ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13	22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46	0,25 0,245 0,24 0,235 0,23 0,225 0,22 0,215 0,21 0,205 0,20 0,195 0,19	14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70	0,185 0,18 0,175 0,17 0,165 0,16 0,155 0,15 0,145 0,14 0,135 0,13

3.2-жадвал

Ҳисоблашлар натижалари

Параметрлар белгиланиши	Ўлчов бирликлари	Ўқи бўйлаб нурлатувчи антенна панжара
		С/V = 1	C/V = (С/V)опт
θбош	град
θmax1	град
θmin1	град
θmax2	град
θmin2	град
2θ0	град
2θ0,5	град
ξ1	дБ
D	-

4 – ТОПШИРИҚ

РАДИОТЎЛҚИНЛАРНИНГ ЭРКИН ФАЗОДА ТАРҚАЛИШИ

Ишдан мақсад:

Эркин фазода радиотўлқинларнинг тарқалиши мобайнида “Узатиш йўқотилиши” тушунчасини ўзлаштириш.

Эркин фазодаги йукотилишлар коэффициентини хисоблашни ўрганиш.

Услубий кўрсатмалар

Амалий топшириқни ечишга тайёргарчилик мобайнида [5, §§2.1, 2.2] ёки [4, §§1.2-1.6] ларни ўқиб чиқиш зарур.

Узатувчи ва қабул қилувчи қурилмалар параметрлари бир хил бўлганда қабул қилувчи ускуна киришида қувватлар хар хил бўлувчи 1- ва 2- типдаги радиолиниялар турлари мавжуд. 1-типдаги радиолинияларда узатувчи ва қабул қилувчи антенналар бир-бирининг тўғридан-тўғри кузатув радиусида жойлашган бўлишади, 2-типдаги радиолинияларда эса узатувчи ва қабул қилувчи антенналар орасида пассив нурлатгич ўрнатилган бўлади.

Эркин фазодаги йўқотилишлар, антенна нурлатаётган, масофа ошиши билан юзаси катталашувчи сферик тўлқин фронти юзасидаги электромагнит майдони оқими зичлигининг камайиши билан боғлиқ. Узатиш йўқотилишлари (L) узатувчи ва қабул қилувчи антенналар орасидаги масофа, антенналарнинг йўналганлик хоссалари ва тўлқин узунлиги орқали аниқланиб, узатувчи қурилманинг қувватига боғлиқ бўлмайдилар.

Назорат саволлари ва топшириқлар

1. Узатиш йўқотилишлари тушунчаси, таърифи, хисобланувчи нисбатлари.

2. 1- ва 2-турдаги радиолинияларнинг структура схемаларини чизинг.

3. Узатиш йўқотилишлари қийматига тўлқин узунлиги, масофа ва антеннанинг йўналганлик хоссалари қандай таъсир кўрсатади?

4. Электромагнит энергиянинг эркин фазо бўйлаб узатилишдаги йўқотилишлар нима билан тушунтирилади?

4.1-топшириқ

1- ва 2-типдаги радиолинияларнинг структура схемаларини чизиш. Ушбу линиялар учун қабул қилиш қурилмаси киришидаги қувватни хисоблаш формулаларини келтириб чиқариш.

4.2-топшириқ

Бир-биридан r₁ масофа узоқликда ўрнатилган узатувчи ва қабул қилувчи антенналар G₁ ва G₂ кучайтириш коэффициентларига эга. Вариантлар қийматлари 4.1-жадвалда берилган.

1. Радиотўлқинларнинг эркин фазода тарқалиш мобайнидаги йўқотилишлар қиймати ва масофа орасидаги боғлиқликни хисоблаб чиқариш, бунда масофа 0,5r₁ дан 0,5 r₁ қадам билан 4r₁ гача хисоблансин.

2. Йуқотилишлар қийматининг тўлқин узунлигига қандай боғлиқликни (r₁ ўзгармас бўлган ҳолда) хисоблаш, бунда тўлқин узунликлари 0,5λ дан 0,5λ қадам билан 4λ гача хисоблансин.

3. Юқоридаги хисоблашларни йўналган антенналар ўрнига изотроп антенналар учун бажарилсин.

4. Хисоблашлар натижаларини жадвалга киритилсин. Намуна сифатида 4.2-жадвал олиниши мумкин.

5. 1-, 2- ва 3-пунктлар натижаларига биноан йўқотилишлар қиймати билан масофа ва тўлқин узунликлари орасидаги боғлиқликлар графиклари чизилсин. Йўқотилишлар қиймати дБ ларда олинсин.

6. Олинган натижалар солиштирлсин. Хулосалар чиқарилсин.

4.1-жадвал

4.1-топшириқ учун вариантлар

Параметр	Талабалик гувоҳномаси номерининг охиргидан битта олдинги рақам
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
λ, м	1	5	10	15	20	25	30	35	40	45
G1	50	45	40	35	30	25	20	15	10	5
	Талабалик гувоҳномаси номерининг охирги рақами
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
r1, км	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
G2	100	90	80	70	60	50	40	30	20	10

4.2-жадвал

r1/ r2	r1	Йўналтирил-ган антенналар L		Йўналтирил-маган антенналар L		λi / λ	λ	Йўналтирил-ган антенналар L		Йўналтирил-маган антенналар L
-	км		дБ		дБ	-	м		дБ		дБ
0,5						0,5
1,0						1,0
1,5						1,5
2,0						2,0
2,5						2,5
3,0						3,0
3,5						3,5
4,0						4,0

5 – ТОПШИРИҚ

МЕТРЛИ ВА ДЕЦИМЕТРЛИ РАДИОТЎЛҚИНЛАР

ТРАССАСИНИ (ЙЎЛИНИ) ҲИСОБЛАШ

Ишдан мақсад:

Ушбу топшириқни бажариш мобайнида талаба:

- берилган диапазондаги радиотўлқинларнинг ёритилган, хира ёритилган ва қоронғи зоналарда тарқалишининг асосий қонуниятлари ўзлаштириши;

- УҚТ радиотрассаларининг мухандислик хисоблаш кўникмаларини ҳосил қилиши лозим.

Услубий кўрсатмалар

Масалани ечишга киришишдан аввал [4, §2.2, 2.7, 3.5], ёки [5, §§3.3, 3.4, 3.1, 3.5.2-3.5.4] ларни ўқиб чиқмок даркор. Ушбу машқни бажаришга 4 аудиторлик соати ажратилган.

Ерлик ультрақисқа тўлқинлар (метрли, дециметрли, сантиметрли) радиорелейли алоқада ва радиотелевизион эшиттиришда кенг қўлланадилар. Физик нуқтаи назардан ерлик радиотўлқинларнинг тарқалиш механизми анча мураккаб бўлгани сабабли унинг математик анализи ҳам анча қийин. Аммо бир қатор муҳим амалий масалаларни ечишда баъзи бир соддалаштиришларга йўл қўйилади:

- атмосфера – ютмас муҳит деб ҳисобланади;

- ер юзаси силлиқ ва бир моддадан ташкил топган деб ҳисобланади;

- антенналар баландга кўтарилган хисобланадилар (бу баландлик тўлқин узунлигидан куп маротаба катта (h>>λ), эл.таъминот эса нурлантирмайдиган фидер орқали амалга оширилади).

Ерлик радиотўлқинларнинг тарқалиши физикавий жараёнларига биноан, радиотрасса уч зонага бўлинади: ёритилган зоналар, хира ёритилган зоналар ва қоронғи зоналар. Бу зоналар чегаралари узатувчи ва қабул қилувчи антенналар орасидаги тўғридан-тўғри кузатув масофаси (r₀)га га боғлиқ бўлиб, қуйидаги чегараларда аниқланади:

- ёритилган зона r ≤ 0,8r₀ ;

- хира ёритилган зона 0,8r₀ < r < 1,2r₀ ;

- қоронғи зона r ≥ 1,2r₀ ;

Тропосфера холати берилган вертикал тропосфера синиши коэффициенти индекси градиенти dN/dh орқали ҳисобга олинади, бу катталик ернинг эквивалент радиусини ҳисоблашда керак бўлади.

Узатувчи антеннадан унча узоқ бўлмаган масофаларда (r ≤ 0,2r₀) в ер юзасини текис деб хисоблаб, ернинг сферик хусусиятини ҳисобга олмаслик мумкин. Ёритилган зонадаги ернинг сферик хусусияти узатувчи антенна ўрнатилган баландлик h^’₁ ва қабул қилувчи антенна ўрнатилган баландлик h^’₂ қийматларини ҳисоблаш формулаларида ишлатиш билан амалга оширилади.

Қоронғи зонада майдон сўниши экспоненциал қонунга мувофиқ тез кечади. Кўпгина амалий холатларда ЎҚТ диапазонида майдон кучланганлигини тақрибий ҳисоби амалга оширилади.

Таъминловчи фидердаги йўқотишлар ва йўналганлик диаграммасининг нотекислигини ҳисобга олиб, узатувчи қурилманинг нурлантираётган эффектив қувватини қуйидаги формула орқали аниқлаш мумкин

,

бу ерда ;

Р_I - узатувчи қурилма қуввати, кВт;

G₁ – узатувчи антенна кучайтириш коэффициенти, дБ;

- таъминловчи фидердаги сусайиш, дБ;

ξ = 1,5 дБ – горизонтал текисликдаги антенна йўналганлик диаграммаси нотекислиги учун запас, дБ.

Назорат саволлари

1. Радиотўлқинларнинг қайси диапазонида антенналарни баланд кўтарилган деб ҳисоблаш мумкин?

2. Баланд кўтарилган антенналар майдонини хисобашда интерференцион формулалар қўлланилиш шартини айтинг.

3. Қабул қилиш зонасида радиотрассанинг мос нуқталари учун вектор диаграммаларни чизинг.

4. Қабул қилувчи ва узатувчи антенналар орасидаги туғридан-тўғри кузатув масофаси трассанинг қайси параметрларига боғлиқ?

5. Майдон кучланганлиги максимал ва минимал қийматларга эришувчи масофа трассанинг қайси параметрларига боғлиқ?

6. Интерференцион ҳисоблаш формулалари қўлланувчи зонадаги сусайиш кўпайтувчиси қандай қийматларни қабул қилиши мумкин?

7. Ёритилган, хира ёритилган ва қоронғи зоналар чегараларини айтинг.

8. Ёритилган зонадаги баланд кўтарилган антенна майдонини ҳисоблашда радио-тўлқинларнинг атмосфера рефракцияси қандай ҳисобга олинади?

9. Бведенский формуласи қўлланувчи зонада кўтарилган антенналар майдонини хисоблашда ернинг сферик хусусияти қандай хисобга олинади?

10. Қандай шароитда майдон кучланганлигини Введенский формуласи бўйича ҳисоблаш мумкин?

5.1-топшириқ

P_I қувватга эга телевизион узатиш қурилмаси f частотали тасвир ташувчи сигнал нурлантиряпти. Узатиш қурилмаси “Ваха” (НF-75-120Д) русумидаги, α₁=0,0043 дБ/м узунасига сусайишга эга фидер орқали узатувчи антеннага уланган. Узатувчи антенна горизонтал-поляризацияланган тўлқин нурлантиряпти. Берилган: узатиш антеннаси кучайтириш коэффициенти G₁, тропосфера синдирирувчанлик коэффициенти индекси вертикал градиенти dN/dh, ўрта ҳисобдаги юза қопламаси ва узатувчи-қабул қилувчи антенналар ўрнатилган баландликлар - h₁, h₂.

5.1.жадвал

Топшириқ учун вариантлар жадвали

Талабалик гувоҳномаси номерининг охиргидан битта олдинги рақам
Параметр	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
№ ТВ канала	1	3	5	7	9	11	25	30	35	40
G1, дБ	7,8	7,8	7,8	9,0	9,0	9,0	14,8	14,8	14,8	14,8
Р1, кВт	10	20	20	20	20	20	10	10	10	10
h1, м	200	235	290	310	315	325	335	330	320	345
f, МГц	49,75	77,25	93,25	183,25	199,25	215,25	503,25	543,25	582,25	623,25
dN/dh, 1/м	0	-0,02	-0,04	0	-0,02	-0,04	0	-0,02	-0,04	0

5.2.жадвал

Топшириқ учун вариантлар жадвали

Параметр	Талабалик гувоҳномаси номерининг охиргидан битта олдинги рақам
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h2 , м	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22
Юза тури	Қум	Қуруқ тупроқ	Нам тупроқ	Денгиз	Қуруқ тупроқ	Нам тупроқ	Қум	Денгиз	Қуруқ тупроқ	Нам тупроқ

5.1, 5.2-жадваллардаги вариантлардан фойдаланиб, қуйидагиларни хисоблаш:

1. Эффектив нурланаётган қувватни, кВт да.

2. Тўғридан-тўғри кузатув масофаси r₀ ни, ёритилган, хира ёритилган ва қоронғи зоналар чегараларини.

3. Майдон кучланганлигининг биринчи 3 та максимум ва минимум қийматларига мос масофаларни, бу нуқталардаги сусайиш кўпайтувчиси ва майдон кучланганликлари қийматларини хисоблаш. Ҳисоблаш ернинг текис юзали холати учун олиб борилсин.

4. Майдон кучланганлигининг биринчи максимум нуқтаси ва 0,8r₀ нуқта оралиғида ётувчи 4-5 нуқта кучланганлиги.

5. r₀ нуқтасидаги кучланганлик қиймати.

6. r = 1,2r₀ ва 1,4r₀ нуқталардаги майдон кучланганлиги.

7. Ҳисоблаш натижаларини жадвалларга киритинг. Намуна сифатида 5.3 ва 5.4.-жадвалларни олишингиз мумкин.

8. Е, дБ = f (r) боғланишли график тузилсин.

9. Тегишли хулосалар чиқарилсин.