№3 лаборатория иши

«ЛОГОПЕРЕОДИК АНТЕННАЛАРНИ ТАДҚИҚ ҚИЛИШ»

1. ИШДАН МАҚСАД

Логопереодик антенналарнинг йўналганлик хусусиятларини ва кириш қаршилигини тадқиқ қилиш.

2. ҚИСҚАЧА НАЗАРИЙ МАЪЛУМОТЛАР

Логопереодик антенналарнинг конструкцияси асосида электродинамик ўхшашлик принципи ётади. Бу принципга мос равишда ишчи тўлқин узунлиги марта ошиши билан агарда антеннанинг геометрик ўлчамлари ҳам марта ўзгарса у ҳолда антеннанинг электрик характеристикалари ўзгармайди.

Логопереодик антенна ( ЛПА ) қуйидаги конструкциядан ташкил топади ( 2.1. расм ).

2.1. Расм. Қисқа тўқин диапозони ясси логопереодик антеннасининг схемаси.

Икки ўтказгичли линияга антенна учидан узоқлашиши билан уларнинг узунлиги ва улар орасидаги масофа ошиб борадиган симметрик вибраторларга, яъни бир хил ( ўхшаш вибраторлар) уланган. Ўлчовсиз даврий структура деб номланувчи ўхшашлик коэффициенти қуйидагага тенг

, (2.1)

Бу ерда - вибраторнинг елка узунлиги

- антенна учида i –чи вибраторгача бўлган масофа

Антеннанинг кириш нуқталари бўлиб, биринчи энг кичик вибратор қисқичлари ҳисобланади. Мана шу қисқичларга фидер уланади. Қолган вибраторлар тақсимловчи узун линия ёрдамида энергия олади. Вибратор учларини уловчи линиялар антенна елкаси бурчаги α ни ҳосил қилади.

Логопериодик вибраторли антеннанинг ишлаш принципини кўриб чиқайлик. Кичик вибраторлардан катта вибраторларга қараб тақсимловчи линияда тарқалувчи электромагнит тўлқинлар вибраторларни турлича қўзғайди. Ярим тўлқин узунлигидан жудаям кичик бўлган вибраторлар () жуда заиф қўзғалади, шу сабабли уларнинг кириш қаршиликлари кичик актив ташкил этувчилар ва нисбатан катта тескари реактив ташкил этувчилар билан характерланишига қарамасда улар тўлқин тарқатмайди. Тақсимловчи линиянинг кичик вибраторлар қисмида электромагнит тўлқинларнинг сўниши деярли мавжуд эмас.

Ярим тўлқин узунлигига деярли тенг узунликдаги вибраторлар()

кириш қаршиликлари унча катта бўлмаган актив ташкил этувчи () ва жуда кичик реактив ташкил этувчилар билан характерланганлиги сабабли интенсив тарзда қўзғалади.

Ярим тўлқин узунлигидан жуда катта узунликдаги вираторлар () кириш қаршилиги реактив ташкил этувчиси катталиги сабабли нисбатан заифроқ қўзғалади.

Вибраторларнинг резонансдан узоқлашиши билан вибраторлардаги токлар кескин камайиши ҳисобига нурланган майдон антеннанинг актив қисмини ташкил қилувчи резонанс ва унга яқин жойлашган вибраторлардан аниқланади.

Тўлқин узунлиги ошиши билан антеннанинг актив қисми нисбатан узунроқ вибраторлар томонга силжийди, тўлқин узунлиги камайиши билан эса нисбатан қисқароқ бўлган вибраторлар томонга силжийди.

Шундай қилиб, маълум частоталарда узунлиги ярим тўлқин узунлигига деярли тенг бўлган уч-олтита вибраторлар интенсив равишда тўлқин тарқатади. Антеннанинг йўналганлик диаграммаси , асосан, актив қисмдаги вибраторлар токларининг амплитуда-фаза тақсимоти бўйича аниқланади. У директорли антенна вибраторларидаги токларнинг амплитуда-фаза тақсимотига ўхшаш бўлади. Шунинг учун логопереодик антенналарнинг йўналганлик диаграммалари директорли антенналарнинг йўналганлик диаграммасига ўхшаш бўлади. Демак, резонансдан узоқ масофада жойлашган вибраторлар ( нисбатан узунроқ ) рефлектор тежимида ишлайди, таъминот нуқталарига яқинроқ масофада жойлашган вибраторлар эса директор режимида ишлайди. Шуни айтиш керакки вибраторларнинг токлар фазаси нурланиш йўналишида қолиши керак. Нурланишнинг майдон кучланганлиги антенна ўқидан кичик вибраторлар томонда максималдир.

Резонансга нисбатан таъминот нуқталарига яқин жойлашган вибраторларнинг кириш қаршиликлари сиғим характерга эга бўлиб, уларга резонанс вибратордан қўйилган токлар фаза бўйича охиргисига нисбатан орқада қолади. Резонансга нисбатан қисқароқ вибратор таъминот манбаига яқинроқ жойлашади, лекин резонанс вибраторга қараганда вақтлироқ қўзғалади, бу эса ток фазаси орқада қолишини компенсациялайди. Нурланиш йўналишида токлар фазаси орқада қолишини қўлга киритиш учун манбаа бўйича силжитилади ( тақсимловчи фидернинг ҳар хил ўтказгичларига уланганлиги сабабли қўшни вибраторларнинг токлар фазаси 180⁰ га силжийди).

Антеннанинг кириш қаршилиги актив қисмга кирувчи вибраторларнинг хусусий ва киритиган қаршиликлари ҳамда тақсимланган линиянинг тўлқин қаршиликлари орқали аниқланади. Антеннанинг констуктив тузилишига боғлиқ равишда 60 дан 140 Ом оралиқда бўлиши мумкин .

Логарифмик шкаладан фойдаланганда резонанс частоталар бир хил lnτ га тенг бўлган интервалда такрорланишидан антеннанинг номи аниқланган.

Резонанс частоталар оралиғида жойлашган частоталарда антеннанинг электр характеристикалари резонанс частоталарга мос келадиган характеристикалардан фарқ қилади.

Электродинамик принципига мос равишда актив зонадаги вибраторлар токларининг амплитуда-фаза тақсимоти жойлашиш ўрнига боғлиқ бўлмаган ҳолда бир хил бўлади. Бу шуни англатадики, барча резонанс частоталарда логопереодик антеннанинг йўналганлик диаграммаси ва кириш қаршилиги бир хил бўлади.

α ўзгармас бўлганда τ нинг ошиб бориши ( маълум оралиқда) йўналганлик диаграммасини торайтиради, яъни актив қисмга кирувчи вибраторлар сони ошади. Бу шундай тушунтириладики, τ қанча катта бўлса қўшни вибраторлар бир биридан узунлик бўйича шунча кам фарқ қилади, бундан вибраторлар токлари ҳам уларнинг резонансдан узоқлашиши ҳисобига нисбатан сустроқ сўнади. Лекин τ нинг катта қийматларида йўналганлик хусусияти ёмонлашади, яъни бунда актив қисм кенглиги камаяди.

α бурчаги қийматининг маълум бир қийматларгача камайиши ( ўзгармас τ да ) йўналганлик диаграммасининг торайишига олиб келади, бунда қўшни вибраторлар орасидаги масофа ошади, яъни актив қисм кенгаяди. ва чегаравий қийматлари.

Ясси ЛПА нинг йўналганлик диаграммаси Е текисликда Н текисликдагига нисбатан торроқдир. Н текислигида йўналганлик диаграммасини торайтириш учун фазовий логопериодик антенналар қурилади.

Шундай қилиб, вибраторли логопериодик антенна чизиқли қутбланган антенна ҳисобланиб, четки вибраторлар ўлчамларидан аниқланадиган кенг частота полосасида электр параметрлари деярли ўзгармасдир

УҚТ диапозони логопереодик антеннаси икки ўтказгичли линияга уланган чизиқли вибраторлардан ташкил топади ( 2.2. расм).

Қўзғатиш икки ўтказгичли линия ўтказгичларидан бирининг ичига жойлаштирилган труба кўринишида тайёрланган коакциал кабел ёрдамида амалга оширилади. Коаксиалдан иккиўтказгичли линияга ўхшаш ўтишда симметрияловчи қурилма талаб қилинмайди. Вибратор узунликлари l_n/l_n+1 = τ шартни қаноатлантиради. Ишлаш принципи ҚТ диапозон антенналари билан бир хилдир.

2.2. Расм. УҚТ диапозони логопереодик антеннаси.

1. ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ.

ЛПА йўналганлик диаграммасини тадқиқ қилиш қурилмасининг структура схемаси 3.1. расмда кўрсатилган

3.1. Расм. ЛПА йўналганлик диаграммасини тадқиқ қилиш қурилмасининг структура схемаси ( 1 - генератор, 2 - коакциал кабел, 3 - узатувчи антенна, 4 - қабул қилувчи (ЛПА) антенна, 5 - индикатор қурилмали резонанс тўлқин ўлчагич).

ЛПА кириш қаршилигини аниқлаш қурилмасининг структура схемаси 3.2. расмда келтирилган.

3.2. Расм. ЛПА кириш қаршилигини аниқлаш қурилмасининг структура схемаси (1 - генератор, 2 - коакциал кабел, 3 - ўлчаш линияси , 4 - тадқиқ қилинаётган (ЛПА) антенна, 5 - индикатор қурилмали резонанс тўлқин ўлчагич )

4. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИ ТАЛАБЛАРИ.

4.1. тадқиқ қилинаётган антеннанинг геометрик ўлчамлари бўйича резонанс(ишчи) частоталарни аниқланг.

4.2. Бир нечта ишчи частоталарда ( ўқитувчи кўрсатмасига биноан) Е текисликда логопереодик антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

4.3. Бир нечта ишчи частоталарда ( ўқитувчи кўрсатмасига биноан) логопереодик антеннанинг кириш қапшилигини аниқланг.

5. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИНГ БАЖАРИШ ТАРТИБИ

5.1. Йўналганлик диаграммаларини аниқлаш.

5.1.1. 3.1. расмга мос равишда структура схема йиғилсин.

5.1.2. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.

5.1.3. Ишчи частоталардан бирини ўрнатинг ва резонанс тўлқин ўлчагични резонансга созланг( тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсаткичининг максимал оғиши билан).

5.1.4. Антеннанинг максимал қабул қилиш ҳолатида, генератор чиқиш қувватини созлаган ҳолда қулай бўлган тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсаткичи даражасини ўрнатинг

5.1.5. дан гача бўлган оралиқда антеннани айлантириб ҳар антенна айланиш бурчаги φ да , тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсаткичи α ни ёзган ҳолда антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

5.1.6. Ўлчов натижаларини 5.1. жадвалга киритинг.

5.1.7. Бошқа частотани ўрнатиб 5.1.3…5.1.6 пунктларни бажаринг.

5.1. Жадвал

… МГц частотада логопереодик антенна йўналганлик хусусиятларини экспериментал тадқиқ қилиш натижалари

φ^0	0	10	20	…	350
α
F(φ) = α /αmax

5.1.8. Тўғри бурчакли координаталар тизимида меъёрланган йўналганлик диаграммалари F(φ) графигини қуринг.

5.2. кириш қаршилигини аниқлаш.

5.2.1. 3.2. расмга мос келувчи структура схемани йиғинг.

5.2.2. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.

5.2.3. Индикатор қурилмаси кўрсаткичининг максимал оғишига қараб ўлчаш линияси головкасини резонансга созланг.

5.2.4. Ўлчаш линияси головкасини силжитиб, ўлчаш линиясидаги югурма тўлқинлар коэффициентини

, (5.1)

ифодадан фойдаланган ҳолда аниқланг.

Бу ерда - ўлчаш линияси индикаторининг минимал кўрсатгичи,

- ўлчаш линияси индикаторининг максимал кўрсатгичи.

5.2.5. z₁ ўлчаш линиясидаги кучланиш минимуми ҳолатини аниқланг. 5.2.6.Ўлчаш линияси чиқишига қисқа туташтирувчи юкламани қўйинг ва z₂ ўлчаш линиясидаги амплитуда тақсимоти янги ҳолатини аниқланг.

5.2.7. Амплитуда тақсимоти тугунининг нисбий силжиш қиймати ни аниқланг

. (5.2)

5.2.8. югурма тўлқин коэффициенти К_БВ нинг қийматини, Δz/λ ўлчаш линиясида амплитуда тақсимоти нисбий силжишини валиниянинг тўлқин қаршилиги ни билган ҳолда логопереодик антеннанинг кириш қаршилигини тўлиқ қаршиликларнинг доиравий диаграммаси( 5.1. расм ) ёрдамида аниқланг.

5.1. Расм. Тўлиқ қаршиликларнинг доиравий диаграммаси.

6.ҲИСОБОТ ТАРКИБИ.

Ҳисобот қуйидагилардан таркиб топиши керак:

6.1. Ўлчаш қурилмаларининг структура схемалари.

6.2. Экспериментал меъёрланган йўналганлик диаграммалари.

6.3. Кириш қаршилигининг қиймати.

6.4. Қўлга киритилган натижалар таҳлили асосида логопереодик антеннанинг йўналганлик ва диапозонли хусусиятларига қилинган хулосалар.

7. ТЕКШИРИШ САВОЛЛАРИ

7.1. Логопереодик антеннанинг коннструкцияси асосида қайси принцип ётади?

7.2. ЛПА нинг ишлаш принципини тушунтиринг.

7.3. ЛПА нинг актив зонаси деб нимага айтилади?

7.4. ЛПА нинг йўналганлик хусусиятлари нима орқали аниқланади?

7.5. ЛПА нинг кириш қаршилиги нима орқали аниқланади?

7.6. ЛПА нинг ишчи диапозони нима орқали чегараланади?

7.7. Нима учун антенна логопереодик деб номланади?

7.8. Логопереодик антенналар қандай алоқа тизимларида қўлланилади?

7.9. Нима учун ясси ЛПА нинг Н текислигидаги йўналганлик диаграммаси Е текислигидагига нисбатан кенгроқ бўлади?

7.10. Ясси ва фазовий ЛПА ларнинг йўналганлик характеристикалари ўзаро нима билан фарқланади?

АДАБИЁТЛАР

1. Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. М.:Связь, 1972.

2. Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. М.:Радио и связь, 1981.

3. Айзенберг Г.З., Белоусов С.П. и др. Коротковолновые антенны. М.:Радио и связь, 1985.

4. Ерохин Г.А., Чернышев О.В. и др. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. –М.:Радио и связь, 1996.

5. Ликонцев Д.Н. Антенно-фидерные устройства. Конспект лекций. –Т.: ТУИТ, 2002.

6.Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. – М.: Связь, 1977 7.Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. - М.: Советское радио, 1974

8. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. – М.: Связь, 1977 .

9. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. – М.: Высшая школа, 1988.

10. Долуханов М.П. Распространение радиоволн.- М.:Связь, 1972.

11. Черенкова Е.Л., Ченрнышев О.В. Распространение радиоволн.- М.: Радио и связь, 1984.

12. Ликонцев Д.Н. Распространение радиоволн. Учебное пособие для учащихся колледжей связи. –Т.: ТУИТ, 2002.

13. Шахобиддинов А.Ш. Ликонцев Д.Н. «Антенна-фидер курилмалари» уку