ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

 

ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ УНИВЕРСИТЕТИ

 

 

 

 

 

 

“АНТЕННА АСОСЛАРИ”

 

ФАНИ  БЎЙИЧА

 

Ў Қ У В –У С Л У Б И Й   М А Ж М У А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тошкент 2016

 

 

Ўқув –услубий мажмуа                                                    Антенна асослари

 

Мазкур ўқув-услубий мажмуа Тошкент ахборот технологиялари университетининг  2016 йил ‹‹____››  даги  ______-сонли буйруғи билан тасдиқланган ўқув режа ва дастур асосида тайёрланди

 

 

 

 

 

 

 

Тузувчилар:	ТАТУ,    доценти       В.А.Губенко   ТАТУ, катта ўқитувчи   У.Х.Арипова   (ОТМ номи, Педагогник илмий даражаси, Ф.И.Ш.)

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ўқув -услубий мажмуа  Тошкент ахборот технологиялари университети  илмий –услубий кенгашининг 2016  йил __________даги ___-сонли қарори билан тасдиққа  тавсия қилинган.

Ўқув –услубий мажмуа                                                    Антенна асослари

 

МУНДАРИЖА

 

1. ФАННИНГ ЎҚУВ  ДАСТУРИ.. 3

1.1. НАЪМУНАВИЙ ФАН ДАСТУРИ...................................................4  1.2. ФАННИНГ ИШЧИ ЎҚУВ ДАСТУРИ. 21

2. ЎҚУВ-УСЛУБИЙ МАТЕРИАЛЛАР. 26

                2.1 . НАЗАРИЙ МАШҒУЛОТЛАР МАТЕРИАЛЛАРИ......................     2.2.  ТАЖРИБА МАШҒУЛОТЛАР МАТЕРИАЛЛАРИ.....................

3. ГЛОССАРИЙ.............................................................................................

 

4. ФАН БЎЙИЧА ХОРИЖИЙ АДАБИЁТЛАР  (электрон шаклда)

 

5. ҲАР БИР МАВЗУ УЧУН ТАҚДИМОТЛАР  (электрон шаклда)

 

6. ҚЎШИМЧА ЎҚУВ ВА ИЛМИЙ МАТЕРИАЛ (МАҚОЛАЛАР)

(электрон шаклда)

 

7. МАВЗУНИ ЎЗЛАШТИРИШ УЧУН ҚЎШИМЧА ВИДЕОЛАР, КЕЙС-СТАДИЛАР ВА БОШҚА МАТЕРИАЛЛАР  (электрон шаклда)

 

 

 

I. ИШЧИ ДАСТУР

 

КИРИШ

 

Олий таълимнинг Давлат стандартига кўра 350 000-“Мухандислик ва мухандислик иши” таълим соҳасининг 5350100-Телекоммуникация технологиялари (Телекоммуникация технологиялари, Телерадиоэшиттириш, Мобиль тизимлар) таълим йўналишида ўқитиладиган «Антенна асослари» фани телевидиние ва радиоэшиттириш тизимининг асосий бўғини бўлган ер ва сунъий йўлдош орқали алоқада қўлланиладиган антенналар бўйича бошланғич тушунчалар ва уларнинг иқтисодий татбиқларини ўз ичига олган бўлимларидан ташкил топган.

 

Фаннинг мақсад ва унинг вазифаси

Антенна асослари фани танлов фанлар мажмуасига тааллуқли бўлиб, талабалар уни  VII семестрида ўрганишади.

        «Антенна асослари» фани ахборот ва коммуникация технологияларида ишлатиладиган турли диапазондаги антенналарнинг турини, асосий параметрларини, ишлаш принципларини, йўналганлик хусусиятларини ўрганиш, уларни созлаш ва экплуататция қилиш  масалаларини ўз ичига олади.

             Мазкур фан талабаларга махсус фанларни ўзлаштиришда, кейинчалик эса ишлаб чиқариш, лойиҳалаш ва тадқиқот ишларида керак бўладиган асосий негиз тушунчаларни ўргатади.

 

Фан бўйича талабанинг малакасига қўйиладиган талаблар

«Антенна асослари» фанини ўзлаштириш жараёнида бакалавр:

- табиий шароитда турли частотада диапазонларида радиотулкинларининг таркалиши натижасида содир бўладиган физик жараенларни билиши;

- қабул нуктасидаги майдон кучланганлигини унинг синфий курсатгичларига таьсир курсатадиган ходисаларни ҳисобга олган холда хисобалш усулларини билиши;

- радиотўлқинлар тарқалишининг алоҳида хусусиятлари ва алоқа линияларин лойиҳалашни билиши;

- антенна хусусиятларин характерловчи параметрлар ва уларни таьминлаш усулларини билиши;

- сигнални йўқолиб қолиш ходисасига қарши курашиш усулларини  танлашни билиши;

- телерадиоэшиттириш, мобил тизимлар ва сунъий йўлдошли радиоалокадан фойдалинишда радиотулкинларнинг тарқалишини ҳисобга олган ҳолда антенна турини ва таьминлаш схемасини танлашни билиши;

- антеннанинг асосий тавсифларини ҳисоблашни билиши;

- радиотизимни эксплуатация қилишда антенна-фидер трактини бошқаришни ва созлашни билиши лозим.

Ўқув режадаги бошқа фанлар билан боғлиқлиги

«Антенна асослари» фани танлов фанлар мажмуасига тааллуқли бўлиб, талабалар уни  VII семестрда ўрганишади.

«Антенна асослари» фанини ўзлаштириш барча умумкасбий фанлар билан узвий боғлиқ. Фаннинг ўзи эса бевосита «Электромагнитизм» фанига асосланади.

«Антенна асослари» фанини ўзлаштириш натижасида олинган билим ва тажриба махсус фанларни ўзлаштиришда асос бўлиб хизмат қилади.

Фанни ўқитишда замонавий ахборот ва педагогик технологиялар

Ўқув жараёни билан боғлиқ таълим сифатини белгиловчи ҳолатлар қуйидагилар: юқори илмий-педагогик даражада дарс бериш, муаммоли маърузалар ўқиш, дарсларни савол-жавоб тарзида қизиқарли ташкил қилиш, илғор педагогик технологиялардан ва мулътимедиа воситаларидан фойдаланиш, тингловчиларни ундайдиган, ўйлантирадиган муаммоларни улар олдига қўйиш, талабчанлик, тингловчилар билан индивидуал ишлаш, эркин мулоқот юритишга, илмий изланишга жалб қилиш.

«Антенна асослари» курсини лойиҳалаштиришда қуйидаги асосий концептуал ёндошувлардан фойдаланилади:

Шахсга йўналтирилган таълим. Бу таълим ўз моҳиятига кўра таълим жараёнининг барча иштирокчиларини тўлақонли ривожланишларини кўзда тутади. Бу эса таълимни лойиҳалаштирилаётганда, албатта, маълум бир таълим олувчининг шахсини эмас, аввало, келгусидаги мутахассислик фаолияти билан боғлиқ ўқиш мақсадларидан келиб чиққан ҳолда ёндошилишни назарда тутади.

Тизимли ёндошув. Таълим технологияси тизимнинг барча белгиларини ўзида мужассам этмоғи лозим: жараённинг мантиқийлиги, унинг барча бўғинларини ўзаро боғлаганлиги, яхлитлиги.

Фаолиятга йўналтирилган ёндошув. Шахснинг жараёнли сифатларини шакиллантиришга, таълим олувчининг фаолиятини фаоллаштириш ва интенсивлаштириш, ўқув жараёнида унинг барча қобилияти ва имкониятлари, ташаббускорлиги очишга йўналтирилган таълимни ифодалайди.

Диалогик ёндошув. Бу ёндошув ўқув муносабатларини яратиш заруриятини билдиради. Унинг натижасида шахснинг ўз-ўзини фаоллаштириши ва ўз-ўзини кўрсата олиши каби ижодий фаолияти кучаяди.

Ҳамкорликдаги таълимни ташкил этиш. Демократик, тенглик, таълим берувчи ва таълим олувчи фаолият мазмунини шакиллантиришда ва эришилган натижаларни баҳолашда биргаликда ишлашни жорий этишга эътиборни қаратиш зарурлигини билдиради.

Муаммоли таълим. Таълим мазмунини муаммоли тарзда тақдим қилиш орқали таълим олувчи фаолиятини фаоллаштириш усуллларидан бири. Бунда илмий билимни объектив қарама-қаршилиги ва уни ҳал этиш усулларини, диалектик мушоҳадани шакиллантириш ва ривожлантиришни, амалий фаолиятга уларни ижодий тарзда қўллашни мустақил ижодий фаолияти таъминланади.

Ахборотни тақдим қилишнинг замонавий воситалари ва усулларини қўллаш - янги компютер ва ахборот технологияларини ўқув жараёнига қўллаш.

Ўқитишнинг усуллари ва техникаси. Маъруза (кириш, мавзуга оид, визуаллаш), муаммоли таълим, кейс-стади, пинборд, парадокс ва лойиҳалаш усуллари, амалий ишлар.

Ўқитишни ташкил этиш шакллари: диалог, полилог, мулоқот ҳамкорлик ва ўзаро ўрганишга асосланган фронтал, коллектив ва гуруҳ.

Ўқитиш воситалари: ўқитишнинг анъанавий шакллари (дарслик, маъруза матни) билан бир қаторда – компютер ва ахборот технологиялари.

Коммуникация усуллари: тингловчилар билан оператив тескари алоқага асосланган бевосита ўзаро муносабатлар.

Тескари алоқа усуллари ва воситалари: кузатиш, блиц-сўров, оралиқ ва жорий ва якунловчи назорат натижаларини таҳлили асосида ўқитиш диагностикаси.

Бошқариш усуллари ва воситалари: ўқув машғулоти босқичларини белгилаб берувчи технологик карта кўринишидаги ўқув машғулотларини режалаштириш, қўйилган мақсадга эришишда ўқитувчи ва тингловчининг биргаликдаги ҳаракати, нафақат аудитория машғулотлари, балки аудиториядан ташқари мустақил ишларнинг назорати.

Мониторинг ва баҳолаш: ўқув машғулотида ҳам бутун курс давомида ҳам ўқитишнинг натижаларини режали тарзда кузатиб бориш. Курс охирида тест топшириқлари, оғзаки ёки ёзма иш вариантлари ёрдамида тингловчиларнинг билимлари баҳоланади.

Талабаларнинг «Антенна асослари»  фанини ўзлаштиришлари учун ўқитишнинг замонавий усулларидан фойдаланиш, янги ахборот-технологиялари (мультимедиа, MMANA дастури асосида тузилган  виртуал антенналарни моделлаштириш ва тадқиқ этиш, йўналганлик диаграммаларини қуриш, ИНТЕРНЕТ) ва педагогик технологияларни татбиқ қилиш муҳим аҳамиятга эгадир. Фанни ўзлаштиришда дарслик, ўқув ва услубий қўлланмалар, маъруза матнлари, технологиялар мажмуаси, электрон материаллар, виртуал стендлар ва макетларидан фойдаланилади.

“Антенна асослари” фанидан машғулотларнинг мавзулар ва соатлар бўйича тақсимланиши:

Асосий қисм: фаннинг услубий жиҳатдан узвий кетма-кетлиги

            Асосий қисмда (маъруза) фанни мавзулари мантиқий кетма-кетликда келтирилади. Ҳар бир мавзунинг моҳияти асосий тушунчалар ва тезислар орқали очиб берилади. Бунда мавзу бўйича талабаларга ДТС асосида етказилиши зарур бўлган билим ва кўникмалар тўла қамраб олиниши керак.

Асосий қисм сифатига қўйиладиган талаб мавзуларнинг долзарблиги, уларнинг иш берувчилар талаблари ва ишлаб чиқариш эҳтиёжларига мослиги, мамлакатимизда бўлаётган ижтимоий-сиёсий ва демократик ўзгаришлар, иқтисодиётни эркинлаштириш, иқтисодий-ҳуқуқий ва бошқа соҳалардаги ислоҳатларнинг устувор масалаларини қамраб олиши ҳамда фан ва технологияларнинг сўнгти ютуқлари эътиборга олиниши тавсия этилади.

Маъруза машғулотлари

Антенналар курсига кириш.  «Антенна асослари» фанининг мақсади ва вазифалари. Антенналарни синфланиши, частота диапазони бўйича гуруҳланиши.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

Антенналарнинг асосий электр ва йўналганлик параметрлари. Антеннанинг кириш қаршилиги. Антеннанинг нурлатиш қаршилиги. Антеннанинг ўтказиш полосаси. Антеннанинг   фойдали   иш    коэффициенти.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

Антенна турлари.  Симдан ясалган антенналар.  Логопериодик антенна. Югурма тўлқин  антенналари.  

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

Антенна турлари. Рефлекторли антенналар. Апертур антенналар.  

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

Антенна панжаралари. Антенна панжаралари  назарияси. Антенна панжараларини синтезлаш усуллари.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

Антенна панжаралари. Тор йўналганлик диаграммасини ҳосил қилиш усуллари. Антенна панжараларини геометрик оптимизациялаш.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

ТВ ва радиоэшиттирувчи антенналарнинг  электромагнит мослашуви.  Узатишни эксплуатация қилиш хусусиятлари. Қабулни эксплуатация қилиш хусусиятлари. Турли радиотизимлардаги антенналарнинг ўзаро таъсири.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

         ТВ ва радиоэшиттирувчи антенналарнинг  фидер тракти. Узатувчи ТВ  марказларнинг  АФТ таркиби.  Радиоэшиттирувчи  марказларнинг АФТ таркиби.   АФТ элементлари параметрлари ва характеристикалари.

 

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

Радиотўлқинларнинг тарқалиши. Радиотўлқинларнинг частота диапазони бўйича синфланиши. Радиотўлқинларнинг тарқалиш  механизмлари.

 Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6, Қ8, Қ9, Қ10.

 

Эркин фазо. Эркин фазо тушунчаси. Муҳит параметрлари. Муҳитларнинг синфланиши. Радиотўлқинларнинг тарқалишига муҳитнинг кўрсатадиган таъсири.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6.

 

Ер атмосфераси.Таркиби, тузилиши, параметрлари ва хусусиятлари.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ6, Қ7; Қ9; Қ10.

 

Ер тўлқинлари. Ер тўлқинларининг тарқалиш хусусиятлари, параметрлари. Френел зоналари. Радиотўлқинларнинг паст ва кўтарилган антенналарда тарқалиш хусусиятлари.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ6, Қ7; Қ9; Қ10.

 

Тропосфера тўлқинлари. Тропосфера тўлқинларнинг тропосфера нобиржинсликларида тарқалиш хусусиятлари, параметрлари. Тропосфера рефракцияси. Узоқ тропосфера тарқалиши.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ6, Қ7; Қ9; Қ10.

 

Ионосфера тўлқинлари. Ионосфера тўлқинларнинг ионлашган газда тарқалиш хусусиятлари, параметрлари. Радиотўлқинларнинг ионосферадан синиши ва қайтиши. Ионосфера қатламининг оптимал ва критик частотаси.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ6, Қ7; Қ9; Қ10.

 

Сунъий йўлдош тўлқинлари. Радиотўлқинларнинг космик алоқа линияларида тарқалиш хусусиятлари.  Радиотўлқинларнинг сунъий йўлдошли алоқада қутбланиши. Сунъий йўлдош – ретренсляторлар.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ6, Қ7; Қ9; Қ10.

 

Шаҳар шароитида радиотўлқинларни тарқалиш  моделлари. Радиотўлқинларнинг шаҳар шароитида тарқалишида кузатиладиган физик жаарёнлар. Уларга қарши курашиш усуллари. Эркин фазо модели. Окамура-Хата модели.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назорат.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ6, Қ7; Қ9; Қ10.

 

 

 

 

 

 

 “Антенна асослари ” фани бўйича маъруза машғулотининг календар тематик режаси

 

Лаборатория  ишларнинг тавсия этиладиган мавзулари

Лаборатория макети билан танишиш. Лаборатория стенди билан танишиш. Лаборатория стендининг лаборатория модуллари. Коммутация майдонидан фойдаланиш.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим. Блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назора.

Адабиётлар: А1;А2; Қ1;

Директорли  антеннани тадқиқ этиш.  Директорли  антеннани берилган частотада созлаш, йўналтириш, йўналганлик тавсифини олиш.  Олинган натижалар асосида антеннанинг меъёрланган йўналганлик диаграммасини қуриш.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4;  Қ6.

Симметрик тебратгич моделини компьютерда тадқиқ этиш.  MMANA  амалий дастурига симметрик тебратгичнинг  белгиланган текисликда геометрик ўлчамларини киритиш ёрдамида моделлаштириш. Берилган частота полосасида унинг йўналганлик диаграммасини қуриш ва параметрларини аниқлаш. 

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ10.

Боғлиқ тебратгичларни моделини компьютерда тадқиқ этиш.  MMANA  амалий дастурига боғлиқ тебратгичларнинг белгиланган текисликда геометрик ўлчамларини киритиш ёрдамида моделлаштириш. Берилган частота полосасида унинг йўналганлик диаграммасини қуриш ва параметрларини аниқлаш. 

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ10.

Логопериодик антеннани  тадқиқ этиш. Логопериодик антеннани  берилган частоталарда созлаш, йўналтириш, йўналганлик тавсифини олиш. Олинган натижалар асосида антеннанинг меъёрланган йўналганлик диаграммасини қуриш.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, ақлий ҳужум.

Адабиётлар: А1;А2; А3; Қ1; Қ2, Қ3.

Рупорли антеннани  тадқиқ этиш. “Е” текисликли, “Н”  текисликли, пирамидасимон рупорли антенналарни   берилган частоталарда созлаш, йўналтириш, йўналганлик тавсифини олиш.  Олинган натижалар асосида антенналарнинг  меъёрланган йўналганлик диаграммаларини қуриш.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим, ақлий ҳужум, кичик гуруҳларда ишлаш методлари.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6.

Параболик антеннани  тадқиқ этиш. Параболик антеннани  берилган частоталарда созлаш, йўналтириш, йўналганлик тавсифини олиш.   Олинган натижалар асосида антеннанинг меъёрланган йўналганлик диаграммасини қуриш.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, муаммоли таълим, ақлий ҳужум, кичик гуруҳларда ишлаш методлари.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6.

Диэлектрик антеннани  тадқиқ этиш. Диэлектрик антеннани  берилган частоталарда созлаш, йўналтириш, йўналганлик тавсифини олиш.    Олинган натижалар асосида антеннанинг меъёрланган йўналганлик диаграммасини қуриш.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, ақлий ҳужум, гуруҳларда ишлаш методи.

Адабиётлар: А1;А2; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6.

Синфаз  ясси антенна панжарани  тадқиқ этиш. Синфаз антенна панжарани  берилган частоталарда созлаш, йўналтириш, йўналганлик тавсифини олиш.  Олинган натижалар асосида антеннанинг меъёрланган йўналганлик диаграммасини қуриш.

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назора.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ6.

Чизиқли антенна панжара  моделини компьютерда тадқиқ этиш.  MMANA  амалий дастурига чизиқли антенна панжаранинг белгиланган текисликда геометрик ўлчамларини киритиш ёрдамида моделлаштириш. Берилган частота полосасида унинг йўналганлик диаграммасини қуриш ва параметрларини аниқлаш. 

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назора.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ10.

Ясси антенна панжара  моделини компьютерда тадқиқ этиш.  MMANA  амалий дастурига ясси антенна панжаранинг белгиланган текисликда геометрик ўлчамларини киритиш ёрдамида моделлаштириш. Берилган частота полосасида унинг йўналганлик диаграммасини қуриш ва параметрларини аниқлаш. 

Қўлланиладиган таълим технологиялари: диалогик ёндошув, блиц-сўров, мунозара, ўз-ўзини назора.

Адабиётлар: А1;А2; А3; А4; Қ1; Қ2, Қ3; Қ4; Қ5; Қ10.

 

 

 

 

 

«Антенна асослари»  фани бўйича  лаборатория ишларининг календар тематик режаси             

Амалий машғулотларнинг тавсия этиладиган мавзулари

Фан  бўйича амалий машғулотлар намунавий ўқув режасида режалаштирилмаган.

Мустақил таълим ташкил этишнинг шакли ва мазмуни

«Антенна асослари»  фани бўйича талабанинг мустақил таълими шу фанни ўрганиш жараёнининг таркибий қисми бўлиб, услубий ва ахборот ресурслари билан тўла таъминланган. Талабалар аудитория машғулотларида профессор-ўқитувчиларнинг маърузасини тинглайдилар, мисол ва масалалар ечадилар. Аудиториядан ташқарида талаба дарсларга тайёрланади, адабиётларни конспект қилади, уй вазифа сифатида берилган мисол ва масалаларни ечади. Бундан ташқари айрим мавзуларни кенгроқ ўрганиш мақсадида қўшимча адабиётларни ўқиб рефератлар тайёрлайди ҳамда мавзу бўйича тестлар ечади. Мустақил таълим натижалари рейтинг тизими асосида баҳоланади. Уйга вазифаларни бажариш, қўшимча дарслик ва адабиётлардан янги билимларни мустақил ўрганиш, керакли маълумотларни излаш ва уларни топиш йўлларини аниқлаш, интернет тармоқларидан фойдаланиб маълумотлар тўплаш ва илмий изланишлар олиб бориш, илмий тўгарак доирасида ёки мустақил равишда илмий манбалардан фойдаланиб илмий мақола ва маърузалар тайёрлаш кабилар талабаларнинг дарсда олган билимларини чуқурлаштиради, уларнинг мустақил фикрлаш ва ижодий қобилиятини ривожлантиради. Шунинг учун ҳам мустақил таълимсиз ўқув фаолияти самарали бўлиши мумкин эмас. Уй вазифаларини текшириш ва баҳолаш амалий машғулот олиб борувчи ўқитувчи томонидан, конспектларни ва мавзуни ўзлаштириш даражасини текшириш ва баҳолаш эса маъруза дарсларини олиб борувчи ўқитувчи томонидан ҳар дарсда амалга оширилади.

“Антенна асослари” фанидан мустақил иш мажмуаси фаннинг барча мавзуларини қамраб олган ва қуйидаги 8 та катта мавзу кўринишида шакллантирилган.

Талабалар мустақил таълимининг мазмуни ва ҳажми

 

Дастурнинг информацион услубий таъминоти

Мазкур фанни ўқитиш жараёнида таълимнинг замонавий методлари, педагогик ва ахборот-коммуникация технологияларини қўллаш назарда тутилган:

- антенналарнинг тузилиши, уларнинг электр ва йўналганлик параметрлари, турлари,  уларнинг йўналганлик диаграммаларини бошқариш усуллари, йўналганлик диаграммаларини торайтириш  усуллари, радиотўлқинларнинг эркин фазода ва турли муҳитларда тарқалиш механизмларига  бағишланган мавзулар замонавий компютер технологиялари ёрдамида мултимедияли анимацион презентациялар ва электрон-дидактик технологияларидан фойдаланилган ҳолда ўтказилади;

- диполли антенна, апертур антенналар,  ситр тўлқинли антенналар, антенна панжараларини ҳисоблашга бағишланган амалий машғулотларда ақлий хужум, гуруҳли фикрлаш, “иш ўйини” ва бошқа педагогик технологиялардан фойдаланилади;

- барча амалий машғулотларида кичик гуруҳлар мусобақалари, гуруҳли фикрлаш педагогик технологияларини қўллаш назарда тутилади.

- барча маъруза, лаборатория ва амалий машғулотларни савол-жавоб тарзида қизиқарли ташкил қилишга, илғор педагогик технологиялардан ва мультимедиа воситаларидан фойдаланишга, тингловчиларни ундашга, ўйлантирадиган муаммоларни улар олдига қўйиш ва ечимларини кўрсатиб беришга, талабчанликга, тингловчилар билан индивидуал ишлашга, эркин мулоқот юритишга, илмий изланишга жалб қилишда ўқитувчи бевосита ва билвосита фаоллиги кўзда тутилади.

«Антенна асослари» фанидан талабалар билимини рейтинг тизими

асосида баҳолаш мезони

«Антенна асослари» фани бўйича рейтинг жадваллари, назорат тури, шакли, сони ҳамда ҳар бир назоратга ажратилган максимал балл, шунингдек жорий  ва оралиқ назоратларининг саралаш баллари ҳақидаги маълумотлар фан бўйича биринчи машғулотда талабаларга эълон қилинади.

Фан бўйича талабаларнинг билим савияси ва ўзлаштириш даражасининг Давлат таълим стандартларига мувофиқлигини таъминлаш учун қуйидаги назорат турлари ўтказилади:

·          жорий назорат (ЖН) – талабанинг фан мавзулари бўйича билим ва амалий кўникма даражасини аниқлаш ва баҳолаш усули. Жорий назорат фаннинг хусусиятидан келиб чиққан ҳолда амалий машғулотларда оғзаки сўров, тест ўтказиш, суҳбат, назорат иши, уй вазифаларини текшириш ва шу каби бошқа шаклларда ўтказилиши мумкин;

·          оралиқ назорат (ОН) – семестр давомида ўқув дастурининг тегишли (фанларнинг бир неча мавзуларини ўз ичига олган) бўлими тугаллангандан кейин талабанинг назарий билим ва амалий кўникма даражасини аниқлаш ва баҳолаш усули. Оралиқ назорат бир семестрда икки марта ўтказилади ва шакли (ёзма, оғзаки, тест ва ҳоказо) ўқув фанига ажратилган умумий соатлар ҳажмидан келиб чиққан ҳолда белгиланади;

·          якуний назорат (ЯН) – семестр якунида муайян фан бўйича назарий билим ва амалий кўникмаларни талабалар томонидан ўзлаштириш даражасини баҳолаш усули. Якуний назорат асосан таянч тушунча ва ибораларга асосланган “Ёзма иш” шаклида ўтказилади.

ОН ўтказиш жараёни кафедра мудири томонидан тузилган комиссия иштирокида мунтазам равишда ўрганиб борилади ва уни ўтказиш тартиблари бузилган ҳолларда, ОН натижалари бекор қилиниши мумкин. Бундай ҳолларда ОН қайта ўтказилади. Олий таълим муассасаси раҳбарининг буйруғи билан ички назорат ва мониторинг бўлими раҳбарлигида тузилган комиссия иштирокида ЯН ни ўтказиш жараёни мунтазам равишда ўрганиб борилади ва уни ўтказиш тартиблари бузилган ҳолларда, ЯН натижалари бекор қилиниши мумкин. Бундай ҳолларда ЯН қайта ўтказилади.

Талабанинг билим савияси, кўникма ва малакаларини назорат қилишнинг рейтинг тизими асосида талабанинг фан бўйича ўзлаштириш даражаси баллар орқали ифодаланади.

«Антенна асослари» фани бўйича талабаларнинг семестр давомидаги ўзлаштириш кўрсаткичи 100 баллик тизимда баҳоланади.

Ушбу 100 балл баҳолаш турлари бўйича қуйидагича тақсимланади:

ЯН-30 балл, қолган 70 балл эса ЖН-30 балл ва ОН-40 балл қилиб

тақсимланади.

 

 

 

·     Фан бўйича саралаш бали 55 баллни ташкил этади. Талабанинг саралаш балидан паст бўлган ўзлаштириши рейтинг дафтарчасида қайд этилмайди.

·     Талабаларнинг ўқув фани бўйича мустақил иши жорий, оралиқ ва якуний назоратлар жараёнида тегишли топшириқларни бажариши ва унга ажратилган баллардан келиб чиққан ҳолда баҳоланади.

·     Талабанинг фан бўйича рейтинги қуйидагича аниқланади: , бу ерда: В - семестрда фанга ажратилган умумий ўқув юкламаси (соатларда);   O` - фан бўйича ўзлаштириш даражаси (балларда).

·     Фан бўйича жорий ва оралиқ назоратларга ажратилган умумий баллнинг 55 фоизи саралаш балл ҳисобланиб, ушбу фоиздан кам балл тўплаган  талаба якуний назоратга киритилмайди.

·     Жорий   ЖН ва оралиқ ОН турлари бўйича 55 бал ва ундан юқори бални тўплаган талаба фанни ўзлаштирган деб ҳисобланади ва ушбу фан бўйича якуний назоратга кирмаслигига йўл қўйилади.

·     Талабанинг семестр давомида фан бўйича тўплаган умумий бали ҳар бир назорат туридан белгиланган қоидаларга мувофиқ тўплаган баллари йиғиндисига тенг.

·     ОН ва ЯН турлари календар тематик режага мувофиқ деканат томонидан тузилган рейтинг назорат жадваллари асосида ўтказилади. ЯН семестрнинг охирги 2 ҳафтаси мобайнида ўтказилади.

·     ЖН ва ОН назоратларда саралаш балидан кам балл тўплаган ва узрли сабабларга кўра назоратларда қатнаша олмаган талабага қайта топшириш учун, навбатдаги шу назорат туригача, сўнгги жорий ва оралиқ назоратлар учун эса якуний назоратгача бўлган муддат берилади.

·     Талабанинг семестрда ЖН ва ОН турлари бўйича тўплаган баллари ушбу назорат турлари умумий балининг 55 фоизидан кам бўлса ёки семестр якуний жорий, оралиқ ва якуний назорат турлари бўйича тўплаган баллари йиғиндиси 55 балдан кам бўлса, у академик қарздор деб ҳисобланади.

·     Талаба назорат натижаларидан норози бўлса, фан бўйича назорат тури натижалари эълон қилинган вақтдан бошлаб бир кун  мобайнида факультет деканига ариза билан мурожаат этиши мумкин. Бундай ҳолда факультет деканининг тақдимномасига кўра ректор буйруғи билан 3 (уч) аъзодан кам бўлмаган таркибда апелляция комиссияси ташкил этилади.

·     Апелляция комиссияси талабаларнинг аризаларини кўриб чиқиб, шу куннинг ўзида хулосасини билдиради.

·     Баҳолашнинг ўрнатилган талаблар асосида белгиланган муддатларда ўтказилиши ҳамда расмийлаштирилиши факультет декани, кафедра мудири, ўқув-услубий бошқарма ҳамда ички назорат ва мониторинг бўлими томонидан назорат қилинади.

 

               Якуний назоратда “Ёзма иш”ларни баҳолаш мезони

         Якуний назорат “Ёзма иш” шаклида амалга оширилганда, синов кўп вариантли усулда ўтказилади. Ҳар бир вариант 3 та  назарий саволдан иборат. Назарий саволлар фан бўйича таянч сўз ва иборалар асосида тузилган бўлиб, фаннинг барча мавзуларини ўз ичига қамраб олган.

Ҳар бир назарий саволга ёзилган жавоблар бўйича ўзлаштириш кўрсаткичи 0-10 балл оралиғида баҳоланади. Талаба максимал 30 балл тўплаши мумкин. Ёзма синов бўйича умумий ўзлаштириш кўрсаткичини аниқлаш учун вариантда берилган саволларнинг ҳар бири учун ёзилган жавобларга қўйилган ўзлаштириш баллари қўшилади ва йиғинди талабанинг якуний назорат бўйича ўзлаштириш бали ҳисобланади.

 

 

 

«АНТЕННА АСОСЛАРИ»  фанидан баҳолаш мезонлари

86-100 балл учун талабанинг билим даражаси қуйидагиларга жавоб бериши керак:

- олинган билимлар натижасида  ва улар асосидаги антенна-фидер қурилмаларини  созлаш, тадқиқ этиш, уларнинг йўналганлик диаграммаларини қуриш, уларнинг электр ва йўналганлик параметрларини аниқлай олиши,  ҳамда қўлланиш соҳалари ҳақида хулоса ва қарорлар қабул қилиши;

- олинган билимлар асосида  антенналарни йўналтириш, йўналганлик диаграммаларини бошқариш усуллари, гуруҳланиши, частота диапазони бўйича синфланиши  каби  ўзига хос хусусиятларидан келиб чиққан ҳолда тўғри қўллаш юзасидан ижодий фикрлай олиши;

- радиотўлқиннинг тарқалиш шариотини ва тизимнинг ўзига хос хусусиятини ҳисобга олган ҳолда радиоалоқа тизимларида, радиоэшиттириш ва телевиденияда, радиорелейда, космик радиоалоқада ва уяли алоқада қўлланиладиган антенна турини ва таъминот схемасини танлай билиши;

- Интернет тармоғи ва адабиётлардан олинган маълумотларни мустақил ўзлаштириш натижасида замонавий  антенналарни элемент базаларининг ҳозирги ҳолати ҳақида мустақил мушоҳада юрита олиши;

- сифат кўрсаткичларига кўрсатилган таъсирни ҳисобга олган ҳолда, қабул нуқтасидаги майдон кучланганлигини ҳисоблаш усулларини;

- антенна-фидер қурилмаларининг назарий асоси ҳақида олган билимларини амалда қўллай олиши;

- турли хилдаги узатувчи ва қабул қилувчи антенналарнинг ишлаш принципларини моҳиятини тушуниши;

- ўрганилаётган  антенналари  ва улар асосидаги қурилмалар таърифини, электр схемаларда шартли белгиланиши, маркаланиши ва қўлланиш соҳалари ҳақида билиши ва айтиб бериши;

- ўзлаштирилаётган фан ҳақида тасаввурга эга бўлиши.

71-85 балл учун талабанинг билим даражаси қуйидагиларга жавоб бериши керак:

- Интернет тармоғи ва адабиётлардан олинган маълумотларни мустақил ўзлаштириш натижасида замонавий  антенналарни элемент базаларининг ҳозирги ҳолати ҳақида мустақил мушоҳада юрита олиши;

- сифат кўрсаткичларига кўрсатилган таъсирни ҳисобга олган ҳолда, қабул нуқтасидаги майдон кучланганлигини ҳисоблаш усулларини;

- антенна-фидер қурилмаларининг назарий асоси ҳақида олган билимларини амалда қўллай олиши;

- турли хилдаги узатувчи ва қабул қилувчи антенналарнинг ишлаш принципларини моҳиятини тушуниши;

- ўрганилаётган  антенналари  ва улар асосидаги қурилмалар таърифини, электр схемаларда шартли белгиланиши, маркаланиши ва қўлланиш соҳалари ҳақида билиши ва айтиб бериши;

- ўзлаштирилаётган фан ҳақида тасаввурга эга бўлиши.

55-70 балл учун талабанинг билим даражаси қуйидагиларга жавоб бериши керак:

- турли хилдаги узатувчи ва қабул қилувчи антенналарнинг ишлаш принципларини моҳиятини тушуниши;

- ўрганилаётган  антенналари  ва улар асосидаги қурилмалар таърифини, электр схемаларда шартли белгиланиши, маркаланиши ва қўлланиш соҳалари ҳақида билиши ва айтиб бериши;

- ўзлаштирилаётган фан ҳақида тасаввурга эга бўлиши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тавсия этилган адабиётлар рўйхати

 

Асосий адабиётлар

1.    Warren L. Stutzman , Gary A. Thiele. Antenna Theory and Design. 3rd Edition. John Wiley, 2012.

2.    Vitaliy Zhurbenko. Electromagnetic Waves. InTech 2011.

3.    Антенны. Б.А.Панченко. Горячая линия – Телеком, 2015

4.    EM Modeling of Antennas and RF Components for Wireless Communication Systems Gustrau, Frank, Manteuffel, Dirk, 2006

 

Қўшимча адабиётлар

1.    Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи. Сомов А.М. М.:Горячая линия – Телеком, 2015

2.    Антенны КВ и УКВ. Основы и практика . И.В.Гончаренко. М.:Радио, 2006

3.    Антенны. Карл Ротхаммель. М.:Данвел 2007

4.    Нано-антенны. Б.А.Панченко, М.Г.Гизатуллин. М.:Радиотехника. 2010

5.    Логопериодические вибраторные антенны. Б.М.Петров, Г.И.Констромитин,  Е.В.Горемыкин. М.:Горячая линия – Телеком, 2005

6.    Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. Под.редакцией Г.А.Ерохина. М.:Горячая линия – Телеком, 2004

7.    Спутники и цифровая радиосвязь. Г.Тяпичев М.:ДЕСЕ, 2004

8.    Практические конструкции антенн. Григоров И.Н. М.:Пресс, 2006

9.     Электродинамика и распространение радиоволн. В.В.никольский, Т.И.Никольская. М.:URSS, 2014

10.                        Гончаренко И.В. Антенны КВ и УКВ. Компьютерное моделирование.  MMANA. M.: ИП Радиософт, журнал «Радио», 2004.

Ахборот – ресурс манбалари

1.     А. Навоий номидаги Ўзбекистон Миллий кутубхонаси. 100047, Тошкент шаҳри, Хоразм кўчаси, 51.

2.     Ўзбекистон Республикаси Фанлар Академияси фундаментал кутубхонаси. 100170, Тошкент шаҳри, И. Мўминов кўчаси, 13.

3.     Ўзбекистон Миллий университеининг илмий кутубхонаси. 100174, Тошкент шаҳри, Талабалар шаҳарчаси, ЎзМУ.

4.     ТАТУ илмий кутубхонаси. 100084, Тошкент шаҳри, А. Темур кўчаси, 108.

Интернет ва ЗиёНет сайтлари

1.     http://etuit.uz/dl/course/category.phpid=41

2.     www.tuit.uz.

3.     www.ziyoNET.uz.

4.     www.edu.uz.

II. ФАННИ ЎҚИТИШДА ФОЙДАЛАНИЛАДИГАН ИНТЕРФАОЛ ТАЪЛИМ МЕТОДЛАРИ

“SWOT-таҳлил” методи.

Методнинг мақсади: мавжуд назарий билимлар ва амалий тажрибаларни таҳлил қилиш, таққослаш орқали муаммони ҳал этиш йўлларни топишга, билимларни мустаҳкамлаш, такрорлаш, баҳолашга, мустақил, танқидий фикрлашни, ностандарт тафаккурни шакллантиришга хизмат қилади.

 

Намуна:  Ўзбекистон Республикасида рақамли ТВ  тизими учун мўлжалланган антенналарнинг  ривожланиш истиқболларини  SWOT таҳлилини ушбу жадвалга туширинг.

 

 

 

“Ақлий ҳужум” методи

   “Ақлий ҳужум” методининг моҳияти  жамоа ҳамкорлиги асосида  муаммони ечиш жараёнларини вақт бўйича бир қанча босқичларга  (ғояларни генерациялаш, уларни танқидий ва конструктив ҳолатда ишлаб чиқиш) ажратишдан иборат.

   Дарс жараёнида  ақлий ҳужумдан мақсадли фойдаланиш ижодий, ностандарт тафаккурлашни ривожлантириш гарови ҳисобланади.   “Ақлий ҳужум” ни уюштириш бир мунча содда бўлиб, ундан таълим мазмунини ўзгартириш жараёнида фойдаланиш билан биргаликда ишлаб чиқариш муаммоларининг ечимини топишда ҳам жуда қўл келади. Дастлаб гуруҳ йиғилади ва улар олдига муаммо қўйилади. Бу муаммо ечими тўғрисида барча иштирокчилар ўз фикрларини билдирадилар. Бу босқичда ҳеч кимнинг ўзга киши ғояларига  ҳужум қилиши ва баҳолашига  ҳаққи йўқ. Демак, “ақлий ҳужум”  йўли билан қисқа минутларда ўнлаб ғояларни юзага чиқариш имкониятлари мавжуд бўлади. Аслини олганда ғоялар сонини қўлга киритиш асосий мақсад эмас, улар муаммо ечимини оқилона ишлаб чиқиш учунгина асос бўладилар. Бу метод шартларидан бири ҳеч қандай ташқи таъсирсиз қатнашувчиларнинг  ҳар бири фаол иштироки бўлиши керак. Билдирилган ғояларнинг  беш ёки олтитасигина  асосий ҳисобланиб, муаммо ечимини топишга  салоҳиятли имкониятлар яратади.

   Шундай қилиб,  “ақлий ҳужум” қоидаларини қуйидагича белгилаш мумкин:

  *олға сурилган ғоялар баҳоланмайди ва танқид остига олинмайди;

  *иш сифатига эмас, сонига қаратилади, ғоялар қанча кўп бўлса, шунча яхши;

   *исталган ғояларни мумкин қадар кенгайтириш ва ривожлантиришга қаратилади;

   *муаммо ечимидан узоқ ғоялар ҳам қўллаб қувватланади;

   *барча ғоялар ёки уларнинг мағзи (фаразлари) қайд этиш йўли билан ёзиб олинади;

   *”ҳужум”ни ўтказиш вақти аниқланади ва унга риоя қилиниши шарт;

   *бериладиган саволларга қисқача (асосланмаган) жавоблар бериш кўзда тутилиши керак.

   Вазифаси.   “Ақлий ҳужум” қийин вазиятлардан қутулиш чораларини топишга, муаммони кўриш чегарасини кенгайтиришга, фикрлаш бир хиллилигини йўқотишга ва тенг доирада тафаккурлашга имкон беради. Энг асосийси, муаммони ечиш жараёнида курашиш муҳитидан ижодий ҳамкорлик кайфиятига ўтилади ва гуруҳ (аудитория)  янада жипслашади.

   Объекти. Қўллаш мақсадига кўра универсал ҳисобланиб, тадқиқотчиликда (янги муаммони ечишга имкон яратади), ўқитиш жараёнида (ўқув материалларини тезкор ўзлаштиришга қаратилади),  ривожлантирилади (ўз-ўзини бир мунча самарали бошқариш асосида фаол фикрлашни шакллантиради), асқотади.

  

Қўлланиш усули. “Ақлий ҳужум” иштирокчилари олдига қўйилган муаммо бўйича ҳар қандай мулоҳаза ва таклифларни билдиришлари мумкин. Айтилган фикрлар ёзиб борилади ва уларнинг муаллифлари ўз фикрларини қайтадан хотирасида тиклаш имкониятига эга  бўлади. Метод самараси фикрлар хилма-хиллиги билан тавсифланади ва ҳужум давомида улар ташкил қилинмайди, қайтадан ифодаланмайди. Ақлий ҳужум тугагач, муҳимлик жиҳатига кўра энг яхши таклифлар генерацияланади ва муаммони ечиш учун зарурлари танланади.

 

“Ажурли арра” методи

 

   “Ажурли арра” методи тузилиш жиҳатдан ўзида қуйидаги босқичларни қамраб олади.

    1. Топшириқни бўлиш. Топшириқ ва матнли материаллар бир нечта асосий қисмларга (ёки мавзуларга) киритилади.

   2. Эксперт гуруҳлар.  Қўлида бир мавзуга оид ўқув топшириқлари мавжуд бўлган талаблар мавзуни муҳокама қилиш, бошқаларга ўргатиш режасини эгаллаш учун эксперт гуруҳга бирлашадилар.

   3. Бирламчи гуруҳлар. Тингловчилар ўзларининг бирламчи гуруҳларига қайтадилар ва эксперт гуруҳларда ўрганганларини ўқитишади.

   “Ажурли арра” методи моҳиятига аниқлик киритиш учун баъзи бир тавсияларни ёритиш лозим.

   1.Ўқитиш жараёнига бу тарзда ёндошилганда тингловчиларнинг ҳамкорликда ишлашига  ва қисқа вақт ичида катта ҳажмдаги ахборотларни ўзлаштиришларига имкон яратилади.

   2.У ёки бу фаолиятни дарсда амалга ошириш учун тингловчиларга бошланғич ахборотларни узатиш зарурияти туғилса, маъруза ўрнини боса оладиган самарали инструментарий ҳисобланади.

   3.Ўқитувчи мураккаб мазмунли мавзулар бўйича тингловчиларни дарсга тайёрлаш учун олдиндан уларнинг ҳар бирига мўлжалланган алоҳида ахборотли пакет тайёрлайди. Унда дарсликдан, қўшимча тарзда газета, журнал, мақолалардан материаллар бўлиши керак.

   4. Ҳар бир тингловчи 2 гуруҳ таркибида иштирок этади: дастлаб ”ўз уйи” (бирламчи) гуруҳига, кейин эса “эксперт гуруҳига бирлашиб, ўқув элементларини мустақил ўрганишади. Эксперт гуруҳини тезда ташкил этиш учун  тингловчилар олган ахборотли пакетларда ҳар бир мавзуга оид материаллар бир хил рангдаги қоғозларга ёзилган ёки рангли қалам билан қоғознинг бирон-бир бурчаги бўялгани маъқул.

   5. Ҳар бир гуруҳда 3 тадан 5 тагача ўқувчи (ўқувчиларнинг сонига қараб) бўлиши мумкин. Ҳар бир тингловчи “ўз уйи”дагиларни қайта учрашиш жойини аниқлаб олиши керак.

   6.Ўқитувчи тингловчиларни “рангли” топшириқлар асосида гуруҳга бирлаштиришни таклиф этади ва улар алоҳида мавзулар бўйича экспертга айланади.  Мисол учун, “қизил”ларни  аудитория хонаси охирида, “кўк”ларни эса йўлакчада учрашиш белгиланади. Ҳар бир эксперт гуруҳда 3 тадан кам тингловчи бўлмаслиги керак.

   7. Гуруҳларга ахборотли пакет тарқатилади. Ҳар қайси гуруҳ турли хил материаллар тўпламини олишлари  ва уларни ўқиши, муҳокама қилиши, айнан шу ахборотлар бўйича экспертга айланиши лозим, ўқув материаллари тўпламини олишлари ва уларни ўқиши, муҳокама қилиши, айнан шу ахборотлар бўйича  “эксперт” бўлиши учун ўқувчиларда  вақт етарли бўлиши керак.  Бу учун агар материаллар мураккаб ва катта бўлса, эҳтимол, бир дарс тўлиқ талаб қилинади.

   8. Тингловчиларга қуйидаги топшириқлар берилади:

   -пакетдаги материалларни қунт билан ўрганинг ва муҳокама қилинг;

   -бир-бирингиздан сўранг ва ўқув материалларини  ҳар бирингиз тушуниб олганингизга ишонч ҳосил қилинг;

   -ўз “уйингиз“  гуруҳини ўқитиш зарурлигини ҳисобга олиб,  материалларнинг муҳим ўқув элементларига эътиборни қаратинг:

   9. Тингловчиларнинг ўз “уйларига” қайтишларини илтимос қилинг.  Ҳар ким ўз “уйи”-гуруҳига ахборот беради. Шаксиз, “уй” гуруҳида эксперт гуруҳларидан биттадан тингловчи бўлиши шарт, тингловчи ўрганиб келган материалларни ўз гуруҳи тингловчиларига ўргатиш жавобгарлигини бўйнига олиб, яна бир соат давом этиши мумкин.

   10. Тингловчилар бир-бирларидан ахборотларни ўрганиб бўлишгач, ўқитувчи олдиндан режалаштирилган фаолият турини ўтказиши мумкин.

 

“Муаммо” технологияси

   Технологиянинг мақсади:  тингловчиларга ўқув фанининг мавзусидан келиб чиққан турли муаммоли масала вазиятларининг ечимини тўғри топишларига ўргатиш, уларда муаммо моҳиятини аниқлаш бўйича малакаларни шакллантириш, муаммолар ечишнинг баъзи усуллари билан таништириш ва услубларни тўғри танлашга ўргатиш,  муаммони келиб чиқиш сабабларини, муаммони ечишдаги ҳатти-ҳаракатларни тўғри аниқлашга ўргатади.  

Машғулотнинг ўтказиш тартиби:

Ўқитувчи тингловчиларни гуруҳларга ажратиб, уларни ўринларига жойлаштирилгандан сўнг, машғулотни ўтказиш тартиб-қоидалари ва талабларини тушунтиради, яъни у машғулотни босқичли бўлишини ва ҳар бир босқич тингловчилардан максимум диққат-эътибор талаб қилиниши, машғулот давомида улар  якка, гуруҳ ва  жамоа бўлиб  ишлашларини айтади. Бундай кайфият тингловчиларга берилган топшириқларни бажаришга тайёр бўлишларига ёрдам беради ва бажаришга қизиқиш ўйғотади. Машғулотни ўтказиш тартиб-қоидалари ва талаблари тушунтирилгач, машғулот бошланади:

   Тингловчилар томонидан машғулот учун тайёрланган кинолавҳани диққат билан томоша қилиб, унда ёритилган муаммони аниқлашга ҳаракат қилиш, хотирада сақлаб қолиш ёки дафтарга белгилаб қўйиш (агар кинофильм кўрсатишнинг имконияти бўлмаса, у ҳолда ўқитувчи ўқув предметининг мавзуси бўйича плакат, расм, афиша ёки бир муаммо баён қилинган матн, китобдаги ўқув материалидан фойдаланиш мумкин):

   *ҳар бир гуруҳ аъзолари томонидан ушбу лавҳадан (расмдан, матндан, ҳаётий воқеадан) биргаликда аниқланган муаммоларни ватман ёки форматдаги қоғозга фломастер билан ёзиб чиқилади;

   *берилган аниқ вақт тугагач, тайёрлаган ишни гуруҳ вакиллари томонидан ўқиб эшиттирилади;

  *ўқитувчи гуруҳлар томонидан танланган ва муаммолар ёзилган қоғозларни алмаштирган ҳолда гуруҳларгаи тарқатилади;

   *тарқатилган қоғозларда гуруҳлар томонидан ёзилган муаммолардан ҳар бир гуруҳ аъзоси ўзини қизиқтирган  муаммодан бирини  танлаб олади;

   *ўқитувчи томонидан тарқатилган қуйидаги чизмага ҳар бир гуруҳ аъзоси ўзини қизиқтирган муаммодан бирини танлаб олади;

   *ўқитувчи томонидан тарқатилган қуйидаги чизмага ҳар бир гуруҳ аъзоси  танлаб олган муаммосини ёзиб, мустақил равишда таҳлил этади.

“БЛИЦ ЎЙИН” методи - ҳаракатлар кетма-кетлигини тўғри ташкил этишга мантиқий фикрлашга, ўрганаётган предмети асосида кўп, хилма хил фикрлардан, маълумотлардан кераклигини танлаб олишни ўргатишга қаратилган. Ушбу технология тингловчиларга тарқатилган қоғозларда кўрсатилган ҳаракатлар кетма кетлигини  аввал якка ҳолда мустақил равишда белгилаб, сўнгра ўз фикрини бошқаларга ўтказа олиш ёки ўз фикрида қолиш, бошқалар билан ҳамфикр бўла олишга ёрдам беради.

“БУМЕРАНГ” техникаси – тингловчиларни дарс жараёнида, дарсдан ташқарида турли адабиётлар, матнлар билан ишлаш, ўрганилган материалларни ёддан сақлаб қолиш, сўзлаб бера олиш, фикрни эркин ҳолда баён эта олиш ҳамда бир дарс давомида барча тингловчи талабаларни баҳолай олишга қаратилган. “Бумеранг” технологияси танқидий фикрлаш, мантиқли шакллантиришга, имконият яратади; хотирани, ғояларни, фикрларни, даллилларни ёзма ва оғзаки шаклларда баён қилиш кўникмаларини ривожлантиради .

“СИНКВЕЙН” методи – таълим олувчиларни ахборотларни қисқа баён этишга ўргатади, ҳамда олинган маълумотлар устида чуқур иланишга чорлайди.

 “ҚОРА ҚУТИ” методи – тингловчилар бу метод асосида ечиладиган муаммолар аниқ вазиятни таҳлил қилиш орқали амалга оширилади, муаммолар сабаби йўл-йўлакай аниқланади.

“ЛОЙИҲА” методи – таълим олувчиларнинг инвидуал ёки гуруҳларда белгиланган вақт давомида, белгиланган мавзу бўйича ахборот йиғиш, тадқиқот ўтказиш ва амалга ошириш ишларини олиб боришидир. Бу методда таълим олувчилар режалаштириш, қарор қабул қилиш, амалга ошириш, текшириш ва хулоса чиқариш ва натижаларни баҳолаш жараёнларида иштирок этадилар.

 

 

 

 

III. НАЗАРИЙ МАТЕРИАЛЛАР

Маъруза 1.

 

АНТЕННАЛАР КУРСИГА КИРИШ.

АНТЕННАЛАРНИНГ СИНФЛАНИШИ  

 

Режа: «Антенна асослари» фанининг мақсади ва вазифалари. Антенналарни синфланиши, частота диапазони бўйича гуруҳланиши.

Антенна асослари фанининг мақсади ва вазифалари

      Ихтиёрий турдаги ахборот узатувчи радиолиния боши ва охири антенна билан таъминланган узатгич ва қабул қилгичдан ташкил топади. Узатувчи антенна узатгичдаги электр сигналларни радиотўлқин шаклида нурлатади. Қабул қилувчи антенна эса радиотўлқинларни қабул қилади ва электр сигнали кўринишида қабул қилгичга етказиб беради. Антеннани узатгич ёки қабул қилгич билан бирлаштирувчи узатиш линияси фидер деб номланади. Антенна – фидер қурилмалари радиоалоқа линиясининг муҳим элементларидан бири ҳисобланади. Антеннанинг нотўғри танланиши, радиолиниялардаги носозликларни келтириб чиқариши мумкин. Шу сабабли профессионал радиолинияларда йўналтирлган антенналардан фойдаалниш мақсадга мувофиқ. Йўналтирилган антенна нурлатилганда радиотўлқин энергияси маълум йўналишда узатилади. Антеннанинг йўналганлик даражаси қанча катта бўлса, шунча кичик қувватларда энергия узатиш имконини беради. Шунингдек, қабул қилувчи  қурилма киришидаги сигнал-ҳалақит нисбатини оширади ва узатгичнинг керакли қувватни камайтиради. Йўналтирилган антенналар мураккаб ва тан нархи қиммат бўлган қурилма ҳисобланади. Бироқ уларга сарфланган ҳаражатлар эксплуатация жараёнида ўзини тўлиқ оқлайди.

Антенна техникасининг ривожи радио тараққиёти даврида тўлалигича антенна қурилмалари назариясининг ривожланиши билан узвий боғлиқ бўлган. Генрих Герцнинг электромагнит майдоннинг мавжудлигини текшириш борасидаги тажрибалари унинг электр диполи ёрдамида ҳосил қилиниши мумкинлиги билан тўлдирилган эди.  А.С.Попов томонидан радионинг ихтиро қилинишида яратилган асосий элементлардан бири, бу қабул қилувчи антеннанинг яратилишидир. А.С.Попов томонидан антеннанинг Герц тебратгичи ва қабул қилувчи контур билан такомиллаштирилиши радиоалоқа линиясининг узатиш масофасини ошириб, алоқа соҳасининг радиотелеграфия ва радиотехника йўналишига асос солди.

Антенна қурилмалари техникаси радионинг ихтиро қилинишидан бошлаб жуда мураккаб йўлни босиб ўтди. Янги диапазонларнинг ўзлаштирилиши, радиотехниканинг янги соҳаларга тадбиқи эски қурилмаларни такомиллаштириш ва принципиал янги антенна техникасини яратиш талабини қўйди.

 

 

       Антенна деб, радиотўлқинларни нурлатиш ёки қабул қилиш учун мўлжалланланган қурилмага айтилади. Антенналар қайтарувчанлик хусусиятига эга бўлиб, ҳам қабул қилувчи, ҳам узатувчи сифатида ишлаши мумкин.   Улар   бажарадиган вазифасига  кўра  қабул  қилувчи,  узатувчи, қабул қилиб-узатувчи турларга бўлинади.

Узатувчи антенна фойдали сигнал билан модуляцияланган юқори частотали тебранишнинг эркин тарқалувчи электромагнит тўлқинга айлантиради.

Қабул қилувчи антенна электромагнит тўлқинларни қабул қилади ва юқори частотали тебранишларга айлантиради.

     Антенналарни шартли равишда тўртта катта гуруҳга бўлиш мумкин:

1. Унча катта бўлмаган ўлчамдаги нурлатгичлар:

                          l ≤ λ;   f = 10 кГц…1 ГГц.

Масалан: тирқишдан  ясалган якка тебратгичли нурлатгичлар, микрочизиқли   ва рамкали антенналар.

 2. Югурма тўлқин антенналари:

                  l< λ ≤ 10 λ;   f = 3 МГц…10 ГГц.

    Масалан: спирал, диэлектрик, тўлқин каналли (директорли) антенналар.

3. Антенна панжаралари:

                     λ < l ≤ 100 λ;  f = 3 МГц…30 ГГц.

Масалан: синфаз горизонтал диапазонли антенна, телемарказдан узатувчи антенналар.

4. Аппертурали антенналар (апертура - бу нурлатувчи сирт):

                   λ < l ≤ 1000 λ;  f = 100 МГц…100 ГГц.

        Масалан: рупорли, параболик антенналар.

Шунингдек, ишчи частота полосаси ҳам антеннанинг асосий тавсифи ҳисобланади. Ишчи частота полосасининг кенглигига кўра антенналар қуйидагиларга бўлинади:

а) тор полосали   Δf/f₀ < 10 %;

б) кенг полосали Δf/f₀ < 10 …50 %;

в) диапазонли     K_қ = 2…5  (f_иmax/f_иmin=2…5);

г) частотага боғлик бўлмаган K_қ > 5;

бунда,  Δf - ишчи частота полосаси;    f₀- элтувчи   ёки    ўртача    частота;    K_қ - частота бўйича қамраш коэффициенти.

Антенна ёрдамида нурлатилган электромагнит майдонни ҳисоблашда антеннани чексиз элементар нурлатгичлар ёки манбалар кўринишда қараш мумкин:

- ўтказгичли антенна бўлган ҳолатда элементар электр тебратгич элементар манба ҳисобланади;

- тирқишли антенналарда элементар магнит  нурлатгич элементар манба ҳисобланади;

-апертур антенналарда - Гюйгенс элементи элементар манба ҳисобланади (тўлқин фронтининг чексиз кичик элементлари).

Радиотўлқинларнинг муҳим характеристикаларидан бири унинг қутбланиши ҳисобланади. Қутбланиш турлари юқори частотанинг бир даврида Е векторнинг охири ҳосил қилган шаклга қараб аниқланади. Агар Е вектор фазонинг берилган нуқтасида тебранишнинг бир даври оралиғида тўғри чизиқ ҳосил қилса, чизиқли қутбланиш; агар эллипс ҳосил қилса, эллипсли қутбланиш; агар айлана ҳосил қилса, доиравий қутбланиш деб аталади.

Қутбланиш текислиги деб, тўлқиннинг тарқалиш йўналишига нисбатан электр майдон кучланганлиги Е вектор йўналиши орқали ўтувчи текисликка айтилади. Агар Е вектор ер сиртига нисбатан вертикал равишда тарқалса, қутбланиш вертикал деб аталади. Агар Е вектор ер сиртига нисбатан горизонтал равишда тарқалса, қутбланиш горизонтал деб аталади.            

Антеннанинг таъсир этувчи узунлиги (l_т) деб, антенна узунлиги бўйлаб  бир хил ток тақсимотига эга бўлган ва қабул нуқтасида ҳам худди шундай майдон сатҳини ҳосил қилувчи антенна узунлигига айтилади.

Антенналарнинг ишлаш принципларини ўрганишдан аввал оддий тебрантирувчи тизим ёрдамида электромагнит тўлқинларнинг ҳосил қилиниш жараёнинин кўриб чиқиш лозим. Бунда, электромагнит тўлқиннинг ўз хоссалари бўйича материянинг алоҳида кўриниши сифатида намоён бўлишини унутмаслик лозим. Оддий қилиб айтганда, электромагнит майдон модда каби хоссаларга эга бўлиб, массаси, тезлиги ва миқдори билан тавсифланади. Шунга кўра, электромагнит майдон иш бажариш қобилиятига эга. Буни электромагнит тўлқинлар ёрдамида ахборот узатилиши билан ифодаласа бўлади. Бундай тўлқинлар оддий тебрантирувчи тизим, яъни Герц диполи, ёки элементар электр нурлатгич ёрдамида кўриб чиқилиши мумкин. Қуйида шу ҳақда бироз маълумот бергач, антенналарнинг турлари ва уларнинг ишлаш принциплари тўғрисида тўхталиб ўтамиз.

 

 

 

Назорат саволлари

1.     Антенна деб қандай қурилмага айтилади?

2.     Фидер нимага айтилади?

3.     Антенналарнинг гуруҳланиши?

4.     Антенналарнинг частота диапазони бўйича бўлиниши?

5.     Қутбланиш текислиги деб нимага айтилади?

6.     Қабул қилувчи ва узатувчи антенналари орасидаги қайтувчанлик принципи нимага асосланган?

 

 

 

Маъруза 2.

АНТЕННАЛАРНИНГ АСОСИЙ ЭЛЕКТР ВА ЙЎНАЛГАНЛИК ПАРАМЕТРЛАРИ

        

Режа: Антеннанинг кириш қаршилиги. Антеннанинг нурлатиш қаршилиги. Антеннанинг ўтказиш полосаси. Антеннанинг   фойдали   иш    коэффициенти.

 

Антеннанинг кириш қаршилиги деб, манба нуқтасидаги кучланишнинг манба нуқтасидаги токка бўлган  нисбатига айтилади. Умумий ҳолда бу қаршилик  комплекс катталик ҳисобланади ва антеннанинг нисбий узунлиги  l / λ  га боғлиқ.

                                            Z_кир =U₀/I₀ = R_кир+ jX_кир,                                   (2.1)           

 

бунда,  R_кир-кириш қаршилигининг актив ташкил этувчиси; jX_кир - реактив ташкил этувчи.

Идеал холатда антеннанинг кириш қаршилиги тоза актив бўлиши ва фидернинг тўлқин қаршилигига тенг бўлиши керак.

 

Белгиланган йўналишда узатувчи антенна ҳосил қилган майдон кучланганлиги  антеннанинг йўналганлик характеристикаси ва нурланувчи қувватнинг (P_Σ) катталиги билан  аниқланади. Учта  параметр майдон кучланганлиги антеннанинг йўналганлик хусусиятига боғлиқ эканлигини кўрсатади ва  турли хилдага антенналарни ўзаро солиштириш имконини беради. Улар қуйидагилардан иборат: антеннанинг фойдали иш коэффициенти (ФИК), ɳ - ҳарфи билан белгиланади; йўналтирилган таъсир коэффициенти (ЙТК) D - ҳарфи билан белгиланади;  антеннанинг кучайтириш коэффициенти (КК)  G - ҳарфи билан белгиланади. Келтирилган параметрларнинг барчаси  ўзаро жуда содда боғлиқликда.

 

 

 

Антеннанинг   фойдали   иш    коэффициенти -нурлатувчи  (P_Σ) қувватнинг  антеннага узатилувчи (P_O) қувватга бўлган нисбатига тенг, яъни

η =P_Σ/P_O                                                                             (1.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Антеннанинг йўналганлик тавсифи деб, нурлатувчи антенна ҳосил қилган майдон кучланганлигининг антеннадан бир хил узоқликда жойлашган фазодаги кузатув бурчаклари θ ва φ га боғлиқлигига айтилади. Ушбу тавсифнинг график тасвири F(θ,φ)  йўналганлик диаграммаси  (ЙД) деб аталади.

Антенна томонидан нурланган электромагнит майдонни хисоблашда уни чексиз элементар нурлатгичлардан иборат деб қараш мумкин. Максвелл тенгламаларининг чизиқлилиги ҳисобига элементар манбалар майдонларига суперпозиция принципи қўлланилиши мумкин, бу антенна майдонини уни қўзғотувчи токлар амплитуда ва фазаларини ҳисобга олган ҳолда, элементар нурлатгичлардаги майдонларни қўшиш орқали аниқлаш мумкин. Майдонларни қўшиш уларни манба бўйича интеграциясига олиб кирилади. Қуйидагилар элементар манбалар ҳисобланади: симли антенналарда элементар электр тебратгичлар; тирқишли антенналарда элементар магнит тебратгичлар; апертур антенналарда тўлқин фронтининг чексиз кичик элементлари ёки Гюйгенс элементлари.

Электромагнит майдоннинг векторли характери ҳисобга олинмаган холда, узоқ зонада исталган реал антеннанинг электрик майдон кучланганлиги Е комплекс амплитудаси учун формула.

кўринишдадир.

Бу ерда –кузатиш нуқтаси йўналишига боғлиқ бўлмаган комплекс кўпайтувчи (унинг таркибига exp(-ikr)/r стандарт кўпайтувчи киради, бу ерда r – антеннанинг фаза марказидан кузатиш нуқтасигача бўлган масофа;  – эркин фазодаги тўлқин сони ёки фаза коэффициенти); λ – тўлқин узунлиги; θ,φ – кузатиш нуқтаси координаталари; |f(| – йўналганликнинг амплитуда характеристикаси; Ψ(θ,φ)–йўналганликнинг фаза характеристикаси. Маълумки элементар электр тебратгичда  

 га тенг

Бу ерда I – тебратгичдаги ток амплитудаси; l – тебратгич узунлиги; –эркин фазода тўлқиннинг характеристик қаршилиги (, Ом).

 

 

Антенналар курсида майдоннинг кўндаланг ўлчамини эмас, балки майдон кўндаланглигининг характерини ўзгаришини ўрганиш мақсадга мувофиқ. Амалиётда кўп ҳолларда меъёрланган йўналганлик тавсифидан фойдаланилади. F(θ,φ)  - меъёрланган қийматни билдиради ва қуйидагича аниқланади

 

                            F(θ,φ) =| E(θ,φ )|/ |E_max (θ₀,φ₀)| ,                            (2.1)                            

 

 

     ЙД одатда майдоний, ёки тўғрибурчакли координаталар тизимида кўрсатилади.

                                               

 

 

2.1 - расм. Фазовий йўналганлик диаграммаси

(а – Герц диполининг, б - игнасимон)

 

 

 

 

                                F^Е(θ) = sinθ

 

2.2-расм. Қутбий координаталар тизимида йўналганлик диаграммаси.

a). F^E(θ) – меридионал текисликда;  б).  F^H(φ) – экваториал текисликда.

 

 

 

 

         Меъёрланган йўналиш тавсифининг максимал қиймати                                                  F(θ ) = 1 га  тенг.

2.3-расм. Координаталар тизимида йўналганлик диаграммасининг кенглигини аниқлаш

 

Нолинчи нурлатишдаги ЙД кенглиги деб, майдон кучланганлиги 0 гача тушган ораликдаги бурчак  айтилади.

Ярим қувват бўйича ЙД кенглиги деб, қувват зичлиги марта камайган оралиқ  айтилади..

 ЙД қўшни минимал нурлатишлар билан чегараланган ички соҳаси антенна  ЙД нинг баргчаси деб аталади. Антеннанинг максимал нурлатиши оралиғидаги ЙД баргчаси  бош баргча ҳисобланади, унга нисбатан  180⁰    бурчак остида жойлашгани эса орқа баргча, деб аталади. Бош ва орқа баргчалардан  қолганлари ён баргчалар деб номланади. Бош баргча минимумлари орасидаги масофага ЙД баргчасиннг кенглиги деб аталади. Юқоридаги 1.3-расмда ЙД бош баргчасининг кенглигини нолинчи нурланиш  2θ₀ бўйича ва майдон кучланганлигининг сатҳи 0.707 га мос келган максимал қувват  θ_0.5   бўйича аниқлаш келтирилган. 

Ён баргчаларнинг сатҳи қуйидаги формула  орқали ифодаланади

 

ζ_n = |E_N| /|E_max| = f (θ₁,φ₁) / f_max (θ₀, θ₀) = F (θ₁,φ₁)                   (2.2)

 

Баъзи ҳолларда ён баргчаларнинг  сатҳи  дБ  ўлчанади:  ζ_N,дБ =20lgζ_N.

 

Йўналтирилган таъсир коэффициенти - нурлатувчи антеннанинг берилган йўналишда ҳосил қилинган майдон кучланганлиги квадратининг барча йўналишлардаги майдон кучланганликларининг  ўртача қиймати квадратининг   нисбатига тенг, яъни

 

 D = Е² (θ₁,φ₁) / Е²_ўрт.                                                       (2.3)

 

 

Антеннанинг кучайтириш коэффициенти - нурлатувчи антеннанинг берилган йўналишда ҳосил қилинган электр майдон кучланганлиги квадрантасини умуман  йўналтирилмаган нурлатгич ҳосил қилган  майдон кучланганлиги  квадрантасининг   нисбатига тенг, яъни:

 

G= Е²_A / Е²_H,                                                               (2.4)                                                                                         

бунда, Е_А = Е(θ₁,φ₁) – берилган антеннанинг берилган йўналишда ҳосил қилган майдон кучланганлиги;

 Е_Н  - йўналтирилмаган (изотроп) антенна ҳосил қилган майдон кучланагнлиги.

      Антеннанинг  кучайтириш коэффициенти изотроп антеннани йўналтирилган антеннага алмаштириш учун бериладиган қувватни неча мартага камайтириш кераклигини кўрсатади. Уни ҳисоблаш  ЙТК учун келтирилган ифодани фойдали иш коэффициентига кўпайтириш орқали амалга оширилади:

 G=Dη,                                                               (2.5)

 

Фидернинг ФИК унинг чиқишига уланган юклама қуввати  Р₂ нинг киришдаги қувват Р₁  нисбатига тенг

 

                                       η=P₂/P_1.                                                                                             (2.6)                                                                                

 

       Фидер қанча узун бўлса, унинг сўниш коэффициенти шунча катта бўлади. Бу эса ўз навбатида  ФИК камайишига олиб келади.

    

 

     Назорат саволлари

1.     Антенна деб қандай қурилмага айтилади? У қандай параметрларга эга?

2.     Фидер нима?

3.     ЙТК  ҳамда  КК ўхшашлиги ва фарқи нимада?

4.     Антеннанинг нурлатиш қаршилиги деб нимага айтилади?

5.     Йўналганлик диаграммаси қайси параметрлар билан характерланади?

6.     Қутбланиш текислиги деб нимага айтилади?

7.     Қабул қилувчи ва узатувчи антенналари орасидаги қайтувчанлик принципи нимага асосланган?

 

 

 

Маъруза 3

Антенна турлари. Симдан ясалган антенналар. Логопериодик антенна. Югурма тўлқин антенналари

         Режа: Симметрик тебратгич. Логопериодик антенна.Директорли антенна.

 

         Симметрик тебратгич бўйлаб ток ва заряд тақсимоти

      Энг содда симметрик тебратгич (СТ) иккита бир хилдаги  ўтказгичдан иборат бўлиб, уларнинг бир учи манба орқали энергия билан таъминланади. Симметрик тебратгичнинг инженерлик назарияси симметрик нурлатгич ва икки симли йўкотишсиз линия ёпик учларининг ички аналогиясига асосланади.

Икки ўтказгичли  линия электромагнит тўлқинларни нормаллаштириш учун ҳизмат қилади ва амалий жиҳатдан умуман нурлатмайдиган тизим ҳисобланади. Бундай ўтказгичда ток қуйидаги қонуният асосида тарқалади:

 

I_z =I_n*sink(l-|z|)                                            (4.1)

     бунда:  I  - симметрик тебратгичдан оқиб ўтаётган ток;  I_n  - амплитуда токи (комплекс катталик); l - тебратгичнинг 1 та елкасининг узунлиги; z - тебратгич учидан     ток      манбаигача    бўлган      масофа;    k =2 π /λ   –  тўлқин   сони.

     

 

 

 

 

 

 

4.1-расм. Симметрик тебратгич

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2-расм. Икки ўтказгичли линиядан симметрик тебратгич ҳосил қилиш

(а-линия, б-тебратгич)

      Агар икки ўтказгичли симни симметрик тебратгичга айлантирсак, ундаги ток бир томонга қараб оқади. СТ учларидаги ўтказувчанлик токи 0 гача камаяди ва силжиш токига ўтади. Тебратгич нурлатишни бошлайди ва нурлатишда йўқотишлар вужудга келади.   Яъни, йўқотишсиз икки ўтказгичли линия билан симметрик тебратгич орасидаги аналогияни тўлдириш мумкин. СТ даги кучланиш ундаги токка нисбатан 90° га фарқ қилади.

    Радиотехникада симметрик тебратгични ўрганишга бўлган қизиқиш ниҳоятда катта бўлиб, биринчидан бу тебратгичдан мустақил антенна сифатида фойдаланиш мумкин. Иккинчидан эса, у бир қатор мураккаб антенналарнинг таркибий қисми ҳисобланади. Қисқа тўлқинда ишловчи радиоалоқанинг    пайдо      бўлиши   ва   тараққиёти   натижасида   СТ лардан

1920-йилнинг биринчи ярим давридан бошлаб фойдаланила бошланди. Ҳозирги даврга келиб СТ  мустақил антенна сифатида қисқа, метрли ва дециметрли тўлқинларда фойдаланилмоқда. Айнан шу диапазонларда бир нечта СТ лардан таркиб топган мураккаб антенналар ҳам қўлланилади.

Антенналар назарияси курсида антенна елкасининг узунлиги l ни тўлқин узунлигига нисбати l/λ ни қараш қабул қилинган. Тебратгич елкасининг электр узунлиги  kl = 2πl/λ га тенг.

l/λ=0,25 га тенг бўлган тебратгич ярим тўлқинли, l/λ=0,5  эса тўлқинли тебратгич деб номланади.

 

Симметрик тебратгичнинг йўналганлик хусусиятлари

     Ҳаёлан симметрик тебратгични чексиз кўп бўлган элементларга dz бўламиз. Ҳар бир элементнинг узунлиги чексиз кичик бўлгани учун бу ораликда  токнинг фазаси ҳам, амплитудаси ҳам ўзгармасдир. Шундай қилиб СТ бошдан охирига қадар чексиз элементар электр тебратгичларнинг dz йиғиндиси деб қараш мумкин. 4.3-расмда СТ нинг майдон тақсимоти келтирилган бўлиб, бунда: I_z - элементдаги ток амплитудаси бўлиб, тебратгич Z масофада жойлашган; r₁ - биринчи элементдан кузатув нуқтасигача М бўлган   масофа;    r ₂   - иккичинчи    элементдан    М гача бўлган       масофа;

υ – тебратгич ўқлари орасидаги ва кузатув нуқтасига томон йўналиш орасидаги бурчак; M - кузатув нуқтаси.

      Кузатув нуктаси М узоқ зонада жойлашганлиги сабабли r₁, r₀ ва r₂ ларни ўзаро параллел деб қараш мумкин. Агар 1 ва 2 нуқталарда жойлашган элементар нурлатгичларни қарайдиган бўлсак, уларнинг кузатув нуқтасида ҳосил қилган  натижаваий майдони қуйидагига тенг бўлади:

 

dE=dE₁+dE₂ = j (60 π I_zd_z/ λ)·sinυ [exp(jkr₁)/r₁+exp(-jkr₂)/r₂)]       (4.2)  

 

 r₁ ва r₂  масофани  r₀ орқали ифодалаймиз. Бунинг учун 1-нуқтадан (4.3-расм)  r₀ йўналиш томон ва 0-нуқтадан r₂ йўналиш томон перпендикуляр чизиқ тортамиз. Ҳосил бўлган 1-0-3 ва 2-0-4 учбурчаклар ёрдамида тебратгич марказидан кузатув нуқтасигача бўлган масофада элементларнинг масофа фарқини аниқлаймиз:  Δr  = cos.

 

4.3-расм. Симметрик тебратгичнинг майдон тақсимоти

 

    

      Шунингдек,       ва    .

      Одатда  Δr -  нурнинг юриш фарқи деб юритилади. Кузатув нуқтаси узоқ зонада жойлашганлиги сабабли,   Δr  нинг ўлчамлари r₀ га нисбатан кичик ва  r₁ ва r₂  масофалар бир-биридан кам фарқ қилади. Шу сабабли 1 ва 2 элементларнинг  М қабул нуқтасида ҳосил бўлган майдон кучланганликларининг амплитудалари  ўзаро тенг.

      Натижавий майдон кучланганлиги фазодаги фаза силжиши ва манбадаги фаза силжишларини ҳисобга олган ҳолда, антенна елкасини бутун узунлиги бўйича  интеграллаш ёрдамида ифодаланади. Интеграллаш натижасида ҳосил бўлган ифода қуйдагига тенг:

 

E=j[60 I₀/(r₀ sin kl)]* cos [(kl cosυ) –coskl)/sinυ]*.           (4.3)

                     

      Бу формуладаги йўналиш характерига эга бўлган ифода:

 

f (υ) = [cos (kl cosυ) –cos kl ]/ sin υ.                                             (4.4)

 

        Ушбу формулалар таҳлилига кўра СТ  қуйидаги хусусиятларга эга:

1. СТ нинг майдон кучланганлиги азимутал бурчакка боғлиқ эмас, яъни симметрик тебратгичда H вектор йўналиш хусусиятига эга эмас.

2. Тебратгич l/λ ихтиёрий қийматларида ўз ўқи  бўйлаб  нурлатмайди.

3.Тебранишнинг йўналиш хусусиятлари тебратгич елкасининг узунлигини тўлқин узунлигига нисбати орқали ифодаланади.

Агар қабул нуқтасини экватор текислигида белгилаб, l/λ муносабатини ошириб борсак l/λ = 0,5 га тенглашгунча  бош баргчалар аста секинлик билан сиқилиб боради.

Агар l/λ>0,5 дан ошса, ён баргчалар вужудга келади  (4.4.б-расм). Уларни қарама-қарши соҳадаги (участкадаги) токлар вужудга келтиради.

l/λ = 0,625 бўлганда симметрик тебраткич максимал йўналиш таъсир коэффициентига эришади, бунда йўналганлик диаграммаси тор ва ён баргчалар сатҳи жуда кичик бўлади  (2.4.в-расм).

l/λ>0,7 дан бошлаб асосий баргчалар кичрайиб, ён баргчалар ўсиб боради (4.4.г-расм).

l/λ=1 бўлганда бош баргчалар йўколади. Бунга сабаб, берилган йўналишдаги элементар нурлатгич билан нурлатиладиган натижавий майдоннинг фаза силжиши, шу тебратгичларни қўзғатувчи фазовий фаза силжиши ва токларнинг фаза силжиши билан ифодаланади (4.4.д-расм). Шу сабабли ушбу ҳолатда асосий йўналишдаги фазовий фаза силжиши «0» га тенг бўлса ҳам, тебратгичнинг алоҳида элементлари нурлатадиган майдон   носинфаз   тарзда     устма - уст    тушади,      яьни     геометрик     l/λ = 1  (ёки

 l/λ = n, n = 1,2,3…) бўлганда асосий йўналишда нурлатиш йўқолади, чунки тебратгичнинг қарама-қарши фазалари бир ҳил узунликка эга бўлади.

 

 

 

                       

                        4.4-расм. СТ   йўналганлик диаграммалари

 

4.5-расм. Турли ўлчамдаги СТ елкаларидаги ток амплитудаси ва заряди тақсимоти

 

Логопериодик антенна

     Логопериодик антенна (ЛПА) констурцияси электродинамик ўхшашлик (мослик) принципига асосланган. Шу принципга асосан ишчи тўлқин узунлиги m марта ўзгарганда тўлқиннинг электрик узунликлари ўзгармасдан қолади.

 

4.6-расм. Логопериодик антенна

 

ЛПА ўхшаш тебратгичлардан ташкил топган бўлиб, уларнинг ўлчамлари ва  характеристикалари α  ва  τ  параметрлар орқали ифодаланади; τ - таркибнинг ўлчовсиз  даври,  τ=.l₁/l_2.=.l₃/l.₄=…...=.l_n-1/l_w; l –  n-чи тебратгичли елка узунлиги.

     Антеннанинг актив соҳасига турли хилдаги елка узунлиги l=0,25λ тенг бўлган тебраткичлар киради (ундан оқиб ўтувчи ток максимал қийматга эга бўлади). Уларнинг қушни тебраткичларидан оқиб ўтаётган ток эса реактив қаршилик ҳисобига кам бўлади. Шундай қилиб, актив зонага қуйидагилар киради: резонансли тебраткич 2-3 директорлар ва 1 рефлектор λ камайиши натижасида актив зона кичик тебраткичлар тарафига силжийди; λ ортганда эса узун тебраткичлар тарафига силжийди. Йўналиш диаграммаси Е текисликда Н текисликка нисбатан анча тор бўлади. Н текисликдаги йўналиш диаграммасини торайтириш  учун фазовий логопериодек антенна ясалади.

ЛПА тебратгичлардаги фаза токи нурлатиш йўналишида ортда қолиши керак. Антеннанинг ўқи бўйлаб нурлатиш кичик тебратгичлардан тарқалади.

Шундай қилиб, ЛПА чизикли қутбланган антенна бўлиб, кенг полосадаги ўзининг электрик параметрларини деярли ўзгартирмасдан сақлайди. Унинг чегаралари чеккаларида жойлашган тебратгичларнинг ўлчамлари билан ифодаланади. УҚТ диапазонидаги ЛПА чизиқли тебраткичдан ташкил топган бўлиб, икки ўтказгичли линияга уланган. Улар икки ўтказгичли линиядан бирининг ичига жойлаштирилган коаксиал кабел ёрдамида қўзғатилади. Коаксиал линиядан иккита ўтказгичли линияга ўтиш учун симметрияловчи қурилма шарт эмас.

 

Директорли антенна

Йўналтирилган антенналардан энг кўп тарқалгани директорли антенна ҳисобланади (4.7-расм). Ушбу антенна “тўлқинли канал” антеннаси деб ҳам юритилади.     Директорли антенна битта актив тебратгич (фидер билан уланувчи тебратгич шундай номланади) ва бир нечта пассив тебратгичлардан ташкил топган (бу тебратгичлар манбага уланмайди, шу сабабли шундай номланади). Пассив тебратгич актив тебратгичнинг  электромагнит майдони орқали қўзғатилади. Актив тебратгич сифатида илмоқсимон шунтли тебратгичлардан фойданилади.

 Пассив тебратгич актив тебратгичга нисбатан максимал нурланиш йўналишига қарама-қарши бўлган йўналишда жойлашган бўлиб рефлектор деб номланади. «Reflektor» - қайтариш деган маънони англатади. Актив тебраткичнинг олдида жойлашган пассив тебраткичлар директорлар деб аталади. “Direktor” – йўналтирурчи, бошқарувчи деган маънони англатади. Берилган тебраткичлар  тизими рефлектордан директорга томон йўналтирилган нурланишни таъминлайди.

 

4.7-расм. Кўп элементли директорли антенна

 

Директорли антенналардаги рефлектор узунлиги (0.5....0.53)λ, рефлектор ва директор орасидаги масофа (0.15...0.25)λ  оралиғида танланади. Директорлар узунлиги (0.4...0.45)λ , тебраткичлар ва уларга яқин жойлашган директорлар орасидаги масофа (0.1...0.34)λ  га тенг қилиб танланади.

Директорли антенна ўзида югурма тўлқин антенналари принципи бўйича қўзғалувчи чизиқли тебраткичларни мужассамлаштиради. Одатда фақат битта рефлектордан фойданилади, чунки уларнинг сони антеннанинг нурлатишига деярли таъсир кўрсатмайди.

Актив ва пассив тебраткичлардан ташкил топган антеннанинг ЙД пассив тебраткичдаги ток фазаси силжиш бурчагининг актив тебраткичдаги ток нисбатига боғлиқ: γ=γ₁+γ₂ . Бунда, γ₁ – пассив тебраткичда ҳосил қилинган кучланиш фазасининг силжиш бурчагини актив тебраткичдаги токка нисбати; γ₂ – пассив  тебраткичдаги ток фазасининг силжишини шу тебраткичда  ҳосил қилинган кучланишга нисбати.

Бурчак γ₁ тебраткичлар орасидаги масофа d га боғлиқ, бурчак γ₂ пассив тебраткичнинг узунлигига боғлиқ.

     Хулоса:

1.     Рефлектордаги ток  актив тебраткичдаги токка нисбатан фаза

бўйича илгарилаб кетади, директордаги ток эса фаза бўйича ортда қолади.

2.     γ_1, γ₂  ва γ  бурчаклар учун шундай қийматлар борки, унда пассив тебраткичлар эффектив тарзда худди рефлектор ёки директор сифатида ишлайди. Масалан, рефлектор эффектини ҳосил қилиш учун:

а)  d= 0.15λ(γ₁= -180⁰); γ₂=-40⁰;

б) d= 0.2λ(γ₁= -195⁰); γ₂=-40⁰.

ва  директор эффектини ҳосил қилиш учун:

в) d= 0.1λ(γ₁= -165⁰); γ₂=20⁰;

г) d= 0/15λ(γ₁= -180⁰); γ₂=40⁰.

шартлар бажарилиши керак.

      3. Реклектор учун бурчак γ₂ нинг манфий қийматлари ва директор учун мусбат қийматлари шундан дарак берадики, рефлектордаги ток унда ҳосил бўлган кучланиш туфайли фаза бўйича ортда қолади, директордаги ток эса ундан фаза бўйича илгарилаб кетади. Шу сабабли, рефлектор – индуктив, директор – сиғим қаршилик характерига эга бўлиши керак. Бунинг учун эса резонансга созланган ярим тўлқинли актив тебраткичдаги рефлектор ярим тўлқин узунлигидан бир қанча узунроқ, директор эса кичикроқ бўлиши керак.

      4. Одатда,  актив тебраткичнинг кириш қаршилиги пассив тебраткич таъсирида якка яримтўлқинли тебраткичнинг нурлатиш қаршилигидан кичик бўлади . Бу ўз навбатида антеннани фидер билан мослаштиришда қийинчилик туғдиради. Чунки директорли антенналарда актив тебраткич сифатида  катта  га эга бўлган илмоқли тебраткичлардан фойдаланилади. Директорли антенна тўлқин қаршилиги 75 Oм бўлган озиқлантирувчи фидер билан мослаштириш учун «U-тирсак» турига оид бўлган симметрияловчи қурилмадан фойданилади.

    Директорли антеннанинг ЙД шакли антеннадаги тебраткичлар сонига боғлиқ. Директорлар сонининг ортиши ЙД торайишига олиб келади: 

                                                                                                     (4.5)                                                   

бунда, l_A – антеннанинг умумий узунлиги (рефлектордан то чекка директоргача); k₁ = 5....10  - директорлар сонига боғлиқ бўлган коэффициент.

      Директорли антенналарнинг афзалликлари уларни таъминлаш схемаларини ва конструкцияларини қуришдаги оддийлик, ўлчамларини кичиклиги билан боғлиқ. Камчилиги эса, тебраткичларни  ва улар орасидаги масофани танлашдаги қийинчиликдан иборат. Директорли антенналарнинг тор полосали бўлишига сабаб, бу каби антенналарнинг йўналганлиги кўп ҳолатларда частотага боғлиқ бўлган фаза муносабатлари билан ифодаланади.

 

 

Назорат саволлари.

1.     Симметрик тебратгич деб қандай қурилмага айтилади?

2.     Симметрик тебратгич учун майдон кучланганлиги ифодасини келтиринг?

3.     Логопериодик антеннани ишлаш принципини тушунтиринг.

4.     Ясси логопериодик антенна деб нимага айтилади?

5.     Фазовий логопериодик антенна деб нимага айтилади?

6.     Директорли антеннанинг конструкциясини тушунтиринг.

7.     Директорли антеннада актив вибратор сифатида нима учун илмоқсимон антеннадан фойдаланилади?

8.     Рефлекторга қандай талаблар қўйилган.

 

 

 

 

 

 

Маъруза 4

АНТЕННА ТУРЛАРИ. АПЕРТУР АНТЕННАЛАР

Режа:  Рупорли  антенна

              Параболик   антенна

 

  Рупорли антенна

     Содда тузилишга эга бўлган антенналардан бири охири очиқ тўлқин ўтказгич ҳисобланади. Аммо тўлқин ўтказгич нурлатувчи майдонининг нисбий ўлчамларини кичиклиги (а/λ, b/λ), сирт токларини тўлқин ўтказгичнинг ташқи деворларига оқиб кириши,  тўлқин ўтказгичнинг турли қаршиликлари ва ўраб турувчи муҳитда тўлқин ўтказгич учларидан электромагнит тўлқинларни қисман қайтиши кенг ЙД ҳосил қилади.

Йўналганлик диаграммасини торайтириш учун эса нурлатувчи майдон ўлчамлари катта бўлиши керак. Лекин биз тўлқин ўтказгич ўлчамларини ўз-ўзидан катталаштира олмаймиз, акс ҳолда юқори даражали тўлқинлар ҳосил бўлади. Шу сабабли тўлқин ўтказгич ўлчамларини  рупор кўринишида текис ошириш зарур. Бунда чўзилган чизиқлар ҳар доим тўлқин ўтказгичнинг кенг деворларига перпендикуляр жойлашиши керак.

Е - секториал рупор деб, электр майдоннинг куч чизиқларига параллел равишда  тор деворларининг (b)  ўлчамларини узайтирилишига айтилади.

Н - секториал  рупор деб,  магнит майдон куч чизиқларига параллел равишда  кенг деворларининг (а) ўлчамларни  узайтирилишига айтилади.

Пирамидасимон рупор эса тўлқин ўтказгичнинг тор ва кенг деворларини узайтирш ҳисобига ҳосил қилинади.

Конуссимон рупор эса доиравий тўлқин ўтказгични узайтириш ҳисобига ҳосил қилинади.

«Н» - текисликдаги рупор фақат Н текислик бўйича, «Е» - текисликдаги рупор фақат Е текислик бўйича, пирамидасимон рупор эса ҳар иккала текислик бўйича ЙД торайтиради.

     Рупорлардаги тўлқин фронти тўлқин ўтказгичдаги сингари бўлмайди.    У секториал рупорларда цилиндр шаклига, конуссимон ва пирамидасимон рупорларда эса сферик кўринишга эга бўлади. Шу сабабли рупор чеккаларида фаза хатоликлари вужудга келади.

Фаза хатоликларининг максимал қийматини қуйидаги формула ёрдамида ҳисоблаш мумкин

Н  -секториал учун:

                                      X_макс=а/2; ψ_макс =πa²/4L_Hλ                        (4.1)                  

Е - секториал учун:

                                        X_макс=b/2; ψ_макс=πa²/4L_Eλ                        (4.2)

 

                         

 

4.1-расм. Фаза хатоликларини аниқлаш  (ММ^I-фаза хатолиги)

 

 

4.2-расм. Рупордаги майдон тузилиши

 

 

4.3-расм. ЙТК ни   рупорнинг узунлиги ва ёйилиш сирти ўлчамларига боғлиқлик графиги

 

Оптимал Е-текисликли (ёки Н) рупорнинг ЙТК қуйидагига тенг:

 

                            D=ν*4πS/λ²                                             (4.3)

                           

бунда,  S- рупорнинг ёйилиш юзаси; ν – сиртдан фойдаланиш коэффициенти.                                 

     Максимал фаза силжишининг рухсат этилган қиймати рупорнинг берилган L/λ нисбий узунлигидаги максимал ЙТК ҳосил қилиш шарти асосида ифодаланади. Агар рупор ЙД узунлигини ўзгармас сақлаган ҳолда унинг ёйилмасидаги нисбий ўлчамларини  (а/λ, b/λ) аста - секинлик билан ошириб борсак, аввалига  ЙД  тораяди ва ЙТК ортиб боради. Бунга сабаб,  фаза хатолиги ҳисобига сиртдан фойдаланиш коэффициенти (СФК) ν қанча камайса, ёйилиш юзаси S шунча тез ортади. Лекин шундай ҳолат мавжудки, унда рупор ўлчамларининг кейинги ортиши фаза хатоликларини сезиларли ортишига олиб келади, натижада ЙД кенгайиб боради ва ЙТК камаяди. L/λ маълум белгиланган қиймати учун  а/λ ёки b/λ  нинг  оптимал ўлчамлари мавжуд бўлиб, унда антенна энг тор ЙД  ва   максимал  ЙТК   эга бўлади.

      Максимал СФК эга бўлган рупор - оптимал деб юритилади. Рупорнинг ҳар бир узунлиги учун ёйилишнинг оптимал ўлчами мавжуд. Оптимал секториал рупор учун: ν =  0.64, пирамидал рупор учун:  ν  = 0.52, конуссимон рупор учун: ν  = 0.51 га тенг. Ихтиёрий рупорнинг узунлиги  оптимал кўрсаткичлардан оширилганда ёйилма майдони синфаз ҳолатга яқин келади ва  коэффициент  ν  ҳам  ортади. Лекин  бунга антеннанинг ташқи ўлчамларини ҳаддан зиёд ошириш эвазига эришилади.

     Рупорли антенна квадратик фаза тақсимотига эга. Шунга кўра конуссимон рупоp учун:

                     Ψ_max =πR₀²/λL                                        (4.4)                                                            

                 

  R≥[(2R₀)²/2,4λ]-0,15λ                                    (4.5)                    

H  (ёки Е) текисликдаги рупоp учун:

                   Ψ_max= πа _p ²/4λL_H                                       (4.6)                                                                                                 

                    L_Hoпт =а _p ²/3λ                                            (4.7)                                                                      

бунда:  а_р, (b_р) - рупорнинг  тор  ва кенг  деворлари  ўлчамлари;    L  -  рупор узунлиги;   R₀-конус радиуси.

 

Параболик  антенна

      Параболик антенна  (кўзгули ёки рефлекторли) деб, бирламчи нурлатувчи  ҳосил қилган йўналтирилмаган электромагнит тўлқинларни ўткир йўналган тўлқинларга айлантириб берувчи қурилмага айтилади. Бу турдаги антенналар ўзининг содда тузилиши, ЙТК нинг катта қийматларини олиш имконияти, яхши диапазонлик хусусиятлари ва нисбатан қиммат бўлмаган нархлари билан эътиборга лойиқ. Антенна кўзгуси яхши ўтказувчанликка эга бўлган материаллардан: алюминий ва унинг эритмасидан ёки қайтарувчи металл сирт билан қопланган пластмассалардан тайёрланади. Коррозияни олдини олиш мақсадида  эса рефлекторлар сиртига бўёқ берилади. Кўзгули антенналарнинг турли хиллари мавжуд: кўзгу-рупорли, параболик кўзгули, сферик кўзгули, ясси ва бурчак кўзгули, махсус шаклдаги кўзгули, икки ёки кўп кўзгули.

Кўзгули параболик антенна парабола айланмаси шаклида тайёрланган металл сиртдан ва парабола фокусида жойлашган антенна - нурлатгичдан ташкил топган.

 

4.4-расм. Параболик антеннанинг эскизи

 

Тўғри чизиқли координаталар тизимидаги параболик сирт қуйидаги тенглама билан изоҳланади:  х² + у² = 4f₀z,  бунда ,   f₀ – фокус масофа.

 Бу сирт сферик  координаталар тизимида қуйидаги тенглама асосида ифодаланади: r'=2f₀/(1+ cosγ). Бунда,  r' – фокусдан то параболанинг ички сиртидаги ихтиёрий нуқтагача бўлган масофа;  γ – кўзгунинг фокал ўқи ва белгиланган нуқта йўналишлари орасидаги бурчак (майдоний бурчак).

     6.12-расмда ПА нинг эскизи келтирилган. Унда: F - кўзгу фокуси бўлиб, у сферик тўлқинларнинг нуқтавий манбаи ҳисобланади.

ОF - оралиқ фокус масофа дейилади ва f₀ билан белгиланади. z = z₀ бўлганда, ярим текис парабола эгри чизиғи билан чегараланади ва кўзгунинг ёйилиши деб номланади.

CD - тўғри чизиқ парабола ёйилиш текислигининг кесимини ҳосил қилади.

FAB - синиқ чизиғи нурлатувчидаги электромагнит тўлқиннинг хусусий нури йўналишини кўрсатади. Бизга аналитик геометрия курсидан маълумки, бу йўналишнинг узунлиги парабола сиртидаги нуқталарнинг ҳолатига боғлиқ эмас.

Параболик антеннанинг  z - ўқига перпендикуляр бўлган ихтиёрий текислик  унинг ёйилиш текислиги деб аталади ва қўзғатилган сиртга синфаз бўлади.

Шундай қилиб, параболик антенна нуқтавий манбадаги сферик тўлқинни ясси тўлқинга айлантириб беради. Реал нурлатувчи нуқтавий бўлмайди. Бироқ, нурлатувчининг фаза маркази параболанинг фокуси билан мос тушса, парабола фокусида жойлашган нурлатувчини нуқтавий манба деб ҳисоблаш мумкин .

Юқоридаги 4.4-расмда келтирилган парабола айланмасидаги очилиш текислиги айланма шаклга эга бўлиб, бу текислик радиуси кўзгунинг ёйилма радиуси деб аталади (R₀). Радиус очилмаси ва кўзгунинг очилиш бурчаги γ₀  билан ўзаро қуйидаги боғлиқликда: R₀=2f₀tg(γ_o/2).

Кўзгу шакли  R₀/2f₀  ёки очилиш бурчаги γ₀ билан характерланади. Агар R₀/2f₀<1 бўлса, кўзгу узун фокусли дейилади. Агар R₀/2f₀>1 бўлса,  кўзгу қисқа фокусли дейилади.

Параболик антенна қуйидаги хусусиятларга эга: бирламчи нурлатгичдан электромагнит тўлқинлар кўзгуга  тушиши натижасида электр сирт тўлқинлари ҳосил бўлади (электромагнит тўлқинларнинг иккиламчи манбаси;. бу токлар нафақат  кўзгунинг бирламчи нурлатувчига қаратилган ички сиртида, балки   электромагнит тўлқинлари дифракцияси туфайли унинг ташқи сиртида ҳам мавжуд бўлади; кўзгули антенна ҳосил қилган  фазонинг исталган нуқтасидаги майдон кучланганлиги  – бирламчи нурлатувчи ва иккиламчи сирт токлари ҳосил қилган майдон йиғиндисидан иборат бўлади.

Реал нурлаткичлардаги ЙД шундайки, унга кўра нурлатгич томонидан нурлатилган энергиянинг барчаси ҳам кўзгуга етиб бормайди. Чунки нурлатувчи энергиясининг бир қисми кўзгудан ўтиб кетади. Бу эса ўз навбатида ЙД ён баргчаларини ортишига олиб келади. Параболик антеннанинг ЙТК ихтиёрий нурлатувчи сиртга ўхшаш тарзда ҳисоблаш мумкин:

                                       D =                                             (4.8)                                   

бунда, S - кўзгунинг очилиш сирти; ν_нат=νη₁ – кўзгули антеннанинг натижавий СФК (сиртдан фойдаланиш коэффициенти); ν – очилмадаги фақат амплитуда тақсимоти билан ифодаланувчи СФК; η₁= Р_∑/ Р_{∑ нур}- кўзгудан нурлатилган қувватнинг нурлатувчидан нурлатилган қувватга нисбати.

     Параболик антеннанинг кучайтириш коэффициенти G,  йўналтирилган  таъсир     коэффициенти    D  ва   фойдали иш коэффициенти η₁  билан боғлиқ: G = Dη₂, бунда η₂= Р_∑/ Р_нур;  Р_нур- нурлатувчига берилган қувват.

Антеннанинг фойдали иш коэффициенти η₂  нурлатувчидаги, нурлаткични маҳкамловчи элементларидаги, кўзгунинг ички сиртини қопловчи бўёқдаги иссиқлик энергиясининг йўқотишларини ҳисобга олади.

 Кўзгу очилишидаги нурлатувчи ёрдамида текис амплитуда тақсимоти ҳосил қилинса, бу кўзгу чеккаларини кесиб ўтади, натижада орқа ва ён баргчалар ҳосил бўлади, γ натижавий камайиши вужудга келади.

Кўпчилик нурлатувчиларнинг майдон чеккалари учун амплитуда тақсимоти кўзгу ёйилмасининг марказига қараганда 10 дБ га кам бўлса, оптимал вариант ҳисобланади.

Параболик антенналарнинг йўналиш характеристикасини икки хил усул билан ҳисоблаш мумкин:

1. Токлар усули, лекин бунинг учун кўзгу сиртидаги ток ва фазаларнинг тақсимланиш қонуниятини билиш керак.

2. Апертура усули бўлиб, энг оддий усул ҳисобланади. Унда апраксимация коэффициентларидан фойдаланилган ҳолда,  реал ҳолатга яқин бўлган амплитуда тақсимоти назарий тақсимот ёрдамида танланади.

 

 

    

Кўзгунинг нурлатувчига кўрсатган таъсири

Кўзгунинг нурлатувчига кўрсатадиган таъсирига қарши курашиш усуллари ва уларнинг камчилиги қуйидагилардан иборат:

1. Ферритли вентиль. Камчилиги - торполосали.

2. Ёрдамчи пластина d-нинг ўлчами шундай танланиши керакки, пластинкадан келаётган ва ундан қайтаётган тўлқинлар ўзаро ейишиб кетиши керак. Камчилиги - торполосали.

3. Тирқиш тешиклари. Камчилиги - орқа баргчанинг катталиги.

4. Ёйилиш сиртининг бир қисмидан фойдаланиш.  Камчилиги -ЙТК камаяди.

5. Доиравий қутбланишдан фойдаланишда камчилик йўқ.

6. 45⁰ бурчак остида жойлашган, қутбланиш текислиги 90⁰ айлантира оладиган металл қобирғалардан фойдаланиш. Камчилиги - доиравий қутбланиш билан ишлай олмайди.

Параболик кўзгунинг графикларини қуйидагича аниқлаш мумкин:

 х =.  Кўзгуни  λ/30  аниқликда тайёрлаш талаб этилади.

 

Параболик антеннанинг йўналганлик диаграммасини

бошқариш

     Фаза хатоликлари чизиқли бўлганда,  йўналиш диаграммаси бузилмайди. Катта силжишларда учинчи даражали фаза силжишлари вужудга келади ва йўналиш диаграммаси бузилади. Нурлатувчини фокал ўқ бўйлаб жойи ўзгартирилганда квадратик  фаза хатоликлари вужудга келади.

                                                                                                 

Нурлатувчига қўйиладиган асосий талаблар:

      - нурланувчи минимал ўлчамда бўлиши шарт;

      - кўзгу тарафига бир ёқлама нурлатиш керак;

      - диапазонли бўлиши керак;

      - нурланувчининг фаза маркази фокус билан мос тушиши шарт;

      - берилган қувватга тешилишсиз бардош бериши керак.

 

 

 

 

Назорат саволлари

1. Рупорли нурлатгичлар қандай мақсадларда қўлланилади?

2. Қандай секториал рупор Е-текисликдаги рупор деб аталади?

3. Қандай секториал рупор Н-текисликдаги рупор деб аталади?

4. Қандай рупор пирамидасимон рупор деб аталади?

5. Қандай рупор конуссимон рупор деб аталади?

6. Параболик антеннанинг ишлаш принципи қандай?

7. Қандай кўзгу узоқ фокусли деб аталади?

8. Қандай кўзгу қисқа фокусли деб аталади?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза 5.

 

АНТЕННА ПАНЖАРАЛАРИ

Режа: Умумий тушунчалар

            Кўндаланг нурлатувчи АП

Тор ЙД  ва юқори  ФИК  ҳосил қилиш учун кўп миқдордаги тебраткичлар тизимидан фойдаланиш керак. Бундай тизим мавжуд ва у  антенна панжаралари деб номланади.  Антенна панжаралари икки турга бўлинади:

     1). Кўндаланг нурлатувчи антенна панжаралари.

     2). Бўйлама  нурлатувчи антенна панжаралари .

     Қуйида уларнинг ҳар бирини батафсил кўриб чиқамиз.

 

Кўндаланг нурлатувчи антенна панжаралари

ЙТК катта қийматларга эришиши ва тор ЙД эга бўлиш учун бир нечта тебратгичлардан иборат бўлган антенналардан фойдаланилади. Бу тизим антенна панжаралари деб аталади. Агар панжара тебратгичлари бир хил фазага эга бўлса, бундай панжаралар синфаз антенналар деб аталади. Тенг амплитудали ток билан қўзғатилувчи, n - та йўналтирилмаган тебратгичлардан ташкил топган,  бир-биридан d- узоқликда жойлашган,  чизиқли тизим эквидистант тенг амплитудали панжара деб аталади.

Эквидистант тенг амплитудали панжара. Жойлашилган кетма-кетликдаги ҳар бир тебратгичлар орасидаги ток фазаси   аввалгисига   нисбатан Ф  бурчакка  ортда    қолаётган   бўлсин (4.1,а-расм). Агар d<<r бўлса, у ҳолда алоҳида тебратгичларнинг антеннадан узоқ масофада жойлашган М нуқтадаги ҳосил қилган нурларини ўзаро параллел деб ҳисоблаш мумкин. Бунда биринчи тебратгичнинг М нуқтада  ҳосил қилган майдон кучланганлигини  E_1, иккинчи тебратгичникини  E₂ ва ҳ.к.,  n-чи тебратгичникини E_n деб белгилаймиз. Узоқ масофада турли тебратгичлар ҳосил қилган тенг амплитудали панжарадаги майдон амплитудасини биринчи тебратгичнинг майдон амплитудасига тенг деб қабул қилиш мумкин. Бироқ бу майдонларнинг фазалари турлича бўлади. Яъни, иккинчи тебратгич майдони нурларининг Δr – юриш фарқи туфайли биринчи тебратгичнинг майдонидан фаза бўйича kΔr =kd*sinφ  бурчакка илгарилаб кетади ва  манба ҳисобига бурчак Ф га ортда қолади. Ҳар иккала тебраткич ҳосил қилган майдонлар орасидаги натижавий фаза силжиши: φ=kdsinφ-Ф га тенг. Ушбу фаза силжиши ихтиёрий қўшни тебратгичлар ҳосил қилган майдонлар учун ҳам ўринли.

5.1 - расм. Кўндаланг нурлатувчи панжара кўпайтувчисини аниқлаш

    

      Бир бирига нисбатан φ бурчакка силжиган алоҳида тебратгич май донларининг қўшилиши 4.2,б-расмда келтирилган. Ундаги барча тебратгичларнинг  М нуқтада  ҳосил қилган майдон йиғиндиларини  Е_n  деб белгилаймиз.  Ҳосил бўлган кўпбурчакнинг чеккаларидан туширилган перпендикулярлар О нуқтада кесишади ва бу нуқта   айлана радиусининг  маркази ҳисобланади. Энди  ОАВ ва ОАС учбурчаклар учун қуйидаги ифодаларни  ёзамиз.

     

    Δ ОАВ учун:

sin(φ/2) =АВ/ρ=E₁/ρ.

 

    Δ ОАС  учун:

sin(nφ/2)= AС/ρ =E_n/2ρ.

 

Биринчи тенгламани иккинчисига бўлиш натижасида,

 

   ёки    E_n =Е₁F_c(φ),   

бунда φ=kdsin- Ф;  F_c(φ)– нурлатгичнинг тизим кўпаювчиси.

 

                        (5.4)

    

      Юқорида кўриб чиқилган антенна панжараси йўналтирилмаган нурлаткичлардан ташкил топган эди. Агар чизиқли панжара йўналтирилган симметрик тебратгичлардан ташкил топган бўлса, у ҳолда ҳар бир тебратгич ҳосил қилган майдон кучланганлиги Е₁  унинг йўналганлик хусусияти  F₁(φ) билан ифодаланади ва  натижавий йўналганлик характеристикаси қуйидагига тенг бўлади

                               F(φ)= F₁(φ) * F_c(φ) .                                        (5.5)

            

    

      Синфаз панжаралар.  Амалиётда ток фазалари ва амплитудалари бир хил бўлган (тенг тақсимланган синфаз панжаралар) тебратгичли антенна панжаралар йўналтирилган антенна сифатида радиоалоқада, овозли эшиттириш ва телевиденияда  кенг қўлланилади. Синфаз панжаралар жойлашув  чизиқларига  нисбатан  перпендикуляр   йўналиш   бўйича       (φ=0 ва 180⁰) етарлича узоқ масофаларга энергия узатганда,  алоҳида тебратгичларнинг  нурлари бир хил йўлни босиб ўтади ва уларнинг майдонлари синфаз тарзда устма-уст тушади. φ=0 ва 180⁰  йўналишлар ЙД бош максимумига мос келади. Бошқа барча йўналишларида эса  якка тебраткичлар ҳосил қилган майдонлар фазаси бўйича фарқ қилади ва бу йўналишлардаги натижавий майдон  бош йўналишникидан кичик бўлади.

     Синфаз панжара кўпайтирувчисини кўриб чиқамиз. Унга кўра (4.4) тенгламадаги қийматларнинг бевосита  φ=0 ва 180⁰   га алмаштирилиши натижасида 0/0 ноаниқлик ҳосил бўлади

 

                               F_c(φ)_max= (0.5nkd sin φ)/( 0.5kd sin φ)=n.

 

     Кўпайтирувчининг ушбу қиймати тебратгич жойлашган ўқга нисбатан перпендикуляр йўналишдаги ЙД бош максимумига мос келади. Синфаз панжаранинг меъёрлашган кўпайтирувчиси қуйдаги кўринишга эга бўлади

                                           F_с.м(φ)= F_с(φ) / F_c(φ)_макс

                   ёки

                            F_c.м(φ)= [sin(0.5nkd sin φ)]/[nsin(0.5kd sin φ)]            (5.6)                                                

                            

     Кўпайтирувчининг кейинги максимумларини тенглама суратини максимал қийматлари орқали аниқлаймиз. Синус функцияси (3/2)π; (5/2)π... бурчакларда максимумларга эга бўлади. Шунингдек, 0.5nkd sin φ_мах = (3/2)π; (5/2)π... қийматларда формуланинг суръати максимал бўлади. Ундаги π/2 қийматини мос келмайдиган максимум сифатида эътиборга олмаймиз ва максимал нурланишга  мос келувчи бурчакни қуйидаги шартдан аниқлаш мумкин

                                            sin φ_мак=(λ/2nd)* N                                        (5.7)

бу ерда N =3;5. . .

     Панжара нурлатмаётган йўналишни (4.5) ифоданинг маҳражини нолга тенглаш     орқали     аниқлаймиз.      Яъни      0.5 nkd sin φ₀ = (1,2,3. . ) π ;  

 sin φ₀ = (1,2,3 ...) λ/2nd   ёки     sin φ₀= N(λ/nd),  N=1,2,3... Биринчи нолнинг ҳолати синфаз антенна ЙД нинг бош баргчасининг кенглигини кўрсатади                                                                     

                                             sin φ₀=(λ/nd)                                                      (5.8)               

      Юқори йўналганлик хусусиятига эга бўлган синфаз панжаралар учун  бурчак φ₀  ни   аниқлаймиз:

                                        φ₀=(λ/nd)=57.3⁰λ/nd                                               (5.9)

 

Демак, йўналганлик диаграммасининг бош баргчаси шунчалик тор бўлади

                      ёки  .                    (5.10)          

      Ярим қувват бўйича синфаз панжаранинг йўналганлик диаграммасининг кенглиги қуйдагича аниқланади:

                ёки                    (5.11)               

   

     4.2 – расмда синфаз панжаранинг ярим тўлқинли тебратгичларининг ва улар орасидаги масофанинг турли миқдорлари учун (Е текисликдаги) ЙД келтирилган.

 Нисбий узунлиги l/ = 0,5 бўлган симметрик тебратгич ярим қувват бўйича йўналганлик диаграммасининг кенглиги 44⁰ га тенг. Йўналганлик диаграммасининг 6,4⁰ гача торайтириш учун, яъни тахминан 7 марта, 8та синфаз симметрик тебратгичдан фойдаланиш керак, антенна ўлчами тахминан 8 мартта катталаштирилиши керак.

 

5.2 - расм. Синфаз антенна панжарасининг ЙД

 

      Антенна йўналганлик хусусиятлари нафақат йўналганлик диаграммаси бош баргчасининг кенглиги билан, балки ён баргчаларнинг сатҳи билан ҳам характерланади. Кўндаланг йўналишда нурлатувчи антенна панжараларининг ЙД асосан тизим кўпайтирувчиси  орқали ифодаланади ва кўп баргчали характерга эга. Ён баргча сатҳини қуйидаги формула ёрдамида ҳисоблаш мумкин:

                                                                  (5.12)                  

Бунда:      n – нурлаткичлар    сони,     N – ён   баргчалар сони бўлиб,  у   N -  1,2,3,4…та бўлиши мумкин.

Одатда нурлатгичлар dl≤ λ оралиғида жойлаштирилади. Агар d1 ≥ λ бўлган ҳолатда йўналиш диаграммаси асосий баргчаси 2 тага ортиб кетиши мумкин. Ён баргчаларнинг сатҳини инобатга олган ҳолда нурлатгичлар орасидаги масофани  dl≤ 0,5λ қилиб белгилаш  мақсадга мувофиқ.

     Шуни айтиб ўтиш керакки, иккита асосий максимум ( = 0° и  = 180° да) бўлганда йўналганлик диаграммасининг иккита асосий барглари фақатгина d <  шарт бажарилганда ҳосил бўлади.  d    бўлганда бир вақтнинг ўзида тизим кўпайтирувчисининг ҳам суръати, ҳам махражи  бурчакнинг 0⁰ ва 180⁰ лардан бошқа айрим қийматларида нолга тенг бўлиши мумкин. Бу қуйидаги шарт бажарилганда    (kdsin)/2 = N  ёки   kdsin = 2N, яъни қўшни тебратгичларнинг майдонлари орасидаги фаза силжиши 2 га тенг ёки каррали бўлганда амалга ошиши мумкин. Бунда тизим кўпайтирувчиси  = 0°  ва   = 180°  каби   n га  тенг бўган  энг юқори максимумга эришади. Бу ЙД да  қўшимча (иккиламчи) ён баргчаларнинг пайдо бўлишга олиб келади. Панжаранинг бир элементининг ЙД қанчалик кенг бўлса,  иккиламчи ён баргчаларнинг сатҳи шунчалик юқори бўлади. Агар панжара элементлари йўналганлик хусусиятларига эга бўлмаса уларнинг сатҳи   1 га   тенг бўлади.

Экваториал текисликда симметрик тебратгич йўналганлик хусусиятларига эга эмаслигига сабаб, синфаз панжаранинг Н текисликдаги йўналганлик диаграммаси тизим кўпайтирувчиси билан аниқланади. Иккала (Е ва Н) текисликлардаги кўпайтирувчилар абсолют бир хилдир. Йўналганлик диаграммаси кенглиги, ён баргчаларнинг максимум йўналиши, уларнинг сатҳи Е текислик учун келтирилган формулалар орқали аниқланади ва  бурчак  бурчак билан алмаштирилади. Синфаз панжаранинг қаторлари сони m қанчалик кўп бўлса йўналганлик диаграммаси Н текисликда шунча тор бўлади. Синфаз панжаранинг максимал нурланиш йўналишидаги ЙК қуйидаги формула орқали топилади:

                                          (4.13)

бу ерда,  R_тўл - антенна нурлатишидаги тўлиқ қаршилик.

     Шундай қилиб, синфаз панжаранинг ЙД тўлқин узунлиги камайиши билан тораяди, тебратгичларнинг сонини кўпайиши ва улар орасидаги масофанинг ортиши билан кенгаяди. Агар синфаз панжарадаги тебратгичлар сони камайтириб, улар орасидаги масофа n·d₂ қийматлари ўзгармайдиган қилиб оширсак (яъни антеннани чизиқли ўлчамларини), у ҳолда бош баргчаси  ўзгармасдан қолади.  бўлганда, ён баргчаларнинг сатҳи ўзгармас бўлиб қолди. Лекин бунда тебратгичлар сони ортиб кетади ва тизимни манба билан таъминлаш мураккаблашади. Шу сабабли, йўналтирилмаган ёки ярим тўлқинли тебратгичнинг марказлари орасидаги масофа  қилиб танланади. Бутун тўлқинли тебратгичда эса, λ га тенг бўлади.

 

Назорат саволлари

1.     Антенна панжараси қандай усулда ҳосил қилинади?

2.     Эквидистант амплитудаси тенг тақсимланган АП деб нимага айтилади?

3.     Кўндаланг нурлатувчи антенна панжарасининг ишлаш принципини тахлил қилинг.

4.     Кўндаланг нурлатувчи антенна панжарасининг ЙД нима билан ифодаланади?

5.     Кўндаланг нурлатувчи антеннанинг майдон кучланганлиги ифодасини келтиринг?

6.     Кўндаланг нурлатувчи панжара купайтирувчисини аниқланг.

7.     Синфаз панжара қандай тузилишга эга?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза  6.

 

АНТЕННА ПАНЖАРАЛАРИ

Режа:   Ўқ бўйича  нурлатувчи АП

              АП иш режимлари

 

6.1 Ўқ бўйича нурлатувчи антенна панжаралари

     Ўқ бўйича нурлатувчи амплитудаси тенг тақсимланган чизиқли панжарани 6.1-расмда (а-Е текисликда; б-Н текисликда)  кўриб чиқамиз. Ушбу амплитудадаги ҳар бир тебратгичнинг ўқлари ўзаро параллел бўлиб, панжара ўқи бўйлаб максимал интенсивлик билан нурлатади (х ўқи).

 

6.1-расм.  Югурма  тўлқин антеннаси

 

  Антенна элементларидаги ток фазалари  φ ни  мос келувчи фаза ўзгартиргичлар ёрдамида амалга ошириш мумкин. Бироқ бундай антеннанинг манба билан таъминлаш схемаси жуда мураккаблашиб кетади. Шу сабабли антенна элементларини югурма тўлқин ёрдамида кетма-кет антенна бошидан охирига томон маълум бир белгиланган фаза тезлиги билан қўзғатиш қулайроқ. Бунда ҳар бир кейинги тебратгичнинг аввалги тебратгичдан ток фазаси бўйича  га   ортда қолади.

Бунда, d₁–тебратгичлар орасидаги масофа; ß=ω/v=kc/v – фаза коэффициенти; с/v- сусайиш коэффициенти.

Шу тариқа тебратгичлардан оқиб ўтаётган ток амплитудаларини ўзаро тенг десак, у ҳолда:     

      , ,

 

Кейинги қўзғатгич олдингисидан сўнг қўзғатилаётганлиги, аммо  кузатиш нуктасига яқинроқ жойлашганлиги сабабли, бу нуқтада қўшни тебраткичлар майдонлари орасидаги  фаза силжиши (биринчи тебраткич майдониниг фазаси 0  деб ҳисобланади) қуйидагига тенг

        .                            (6.1)              

Энг чекка тебратгич майдонлари орасидаг фаза силжиши

                                                               (6.2)            

Айтилганларни ҳисобга олиб, Е текисликда йўналганлик тавсифининг формуласини ёзиш мумкин

 .                  (6.3)

 

Н текисликда антенна элементи йўналганлик хоссаларига эга бўлмаганлиги учун () бу текисликда йўналганлик тавсифи қуйдагича аниқланилади

        .                          (6.4)

Келтирилган (4.17) формулага асосан Н текисликда йўналганлик характеристикаси фақат тизим кўпайтирувчиси орқали аниқланади; Е текислигида йўналганлик характеристикаси антеннанинг битта элементининг йўналганлик хоссасига боғлиқ. Лекин у асосан тизим кўпайтирувчилари f_с(φ) ёки f_c(θ) билан аниқланади. Шунинг учун югурма тўлқин антенналарининг йўналганлик хоссаларини тахлил қилишда фақат тизим кўпайтирувчисини кўриб ўтамиз. Бундан кўриниб турибдики югурма тўлқин антеналарининг йўналганлик хоссалари панжара элементлари сони n га, улар орасидаги масофа га ва қўзғатувчи тўлқиннинг фаза тезлиги V га боғлиқ. Ён баргчалар максимумлари ва ноль бўйича нурланиш йўналишини аниқлаймиз. Ноль бўйича нурланиш йўналишини аниқлаш учун тизим кўпайтирувчисини ёки унинг аргументини 0 га тенглаштирамиз:

,  N = 1,2, ... .

Бундан қуйидагига эга бўламиз:

     ва    .

Ён баргчалар максимумлари йўналишини аниқлаш учун тизим кўпайтирувчиси ёки унинг аргументини 1 га тенглаштирамиз:

 N = 1,2, ....

Натижада,

    ва   .

 

Югурма тўлқин антенннасининг 3 та режимини кўриб чиқамиз:

1)                     V = с; c/V = 1 (эркин фазо тўлқини режими);

2)                     V > с; c/V < 1  (тез тўлқин режими);

3)                     V <  с; c/V > 1  (секин тўлқин режими).

  1. c/v = l бўлганда тизим кўпайтирувчиси максимал ва  = 0°да n га тенг. Бу режим югурма тўлқин режими деб аталади.

      Йўналганлик характеристикасининг нормаллаштирилган тизим кўпайтирувчиси қуйидагига тенг

                                                                (6.5)

Натижавий майдон  = 0° йўналишда максимал, чунки кузатиш нуқтасида барча антенна элементларининг майдони синфаз ҳолда қўшилади. Бунга сабаб носинфаз қўзғатилишдаги фаза силжиши Ψ бутунлай фазовий фаза силжиши Ψ_р билан компенсацияланади.  бурчакни ўзгартиришда (бу θ бурчакка ҳам таълуқли) Ψ Ψ_р бўлади. Бунинг натижасида   0⁰ бурчак билан характерланувчи кузатиш нуқтасидаги натижавий майдон кучланганлиги антенна ўқи бўйича жойлашган кузатиш нуқтасидагига нисбатан кичик бўлади.

Агар cos манфий бўлса (90°<<270°),  у ҳолда < λ/2 бўлганда Ψ ва Ψ_р фаза сижишлари бир хил ишорага эга бўлади. Бу ҳолатда олдинроқ қўзғатилувчи тебратгич кейинроқ қўзғатилувчи (фазовий фаза силжиши манфий) тебраткичга нисбатан кузатиш нуқтасига яқинроқ жойлашади. Қўшни тебраткичлар майдонлари орасидаги фаза силжиши  d нинг кичик қийматларида катта ва кузатув нуқтасидаги натижавий майдон кичик қийматга эга бўлади. Шунга кўра,  югурма тўлқин антеннаси кўпроқ бир томонлама йўналганлик ва ўзиниг ўқи бўйича максимал интенсивликда нурлатиш хоссасига эгадир (ўқ бўйича нурлатувчи антенна) (6.2- расм).

 

 

 

                          

6.2-расм. с/V = 1 бўлган ҳолат учун югурма тўлқин антеннасининг ЙД

 

Амалиётда югурма тўлқинларнинг шундай турлари учрайдики, уларга узлуксиз чизиқли ҳолда тақсимланган суст йўналган тебратгичлар сифатида қаралади (мисол учун, диэлектрик антенна). Антенна узунлиги бўйича қўзғатувчи токни сусайишини ҳисобга олмаган ҳолда тизим кўпайтирувчиси n=> , d => 0, n => L  бўлганда

                                                                      (6.6) 

кўринишига эга бўлади, бу ерда L – антенна панжарасининг узунлиги.

     Биринчи ён баргчанинг сатҳи айнан синфаз тебраткичлар панжараси каби  ξ₁ = F(_1mах) = 2/3π  0,214 га тенг. Ноль бўйича нурланиш ҳолатидаги ЙД  кенглигини

 

                                   (kL/2)(l – cosφ₀) = π                                            (6.7)

шарти орқали аниқлаймиз.  λ/L нинг кичик қийматларида

                                                    (6.8)                

 га тенг.

 

Ярим қувват бўйича ЙД нинг кенглигини қуйдаги тахминий формула орқали аниқлаш мумкин

                                                                              (6.9)                         

Мазкур антеннани синфаз антенна панжараси билан таққослаб, шуни айтиш мумкинки, антенналарнинг узунликлари бир хил бўлганда югурма тўлқин антеннасининг йўналганлик диаграммаси синфаз антенна панжаранинг ЙД нисбатан кенгроқ бўлади. Шуни инобатга олиш керакки, югурма тўлқин токи орқали қўзғатилувчи бир қатор тебратгичлар антенна ўқи бўйча ўтувчи исталган текисликда йўналганлик хусусиятига эга. Лекин синфаз панжаранинг битта қаторида жойлашган элементлар фақат битта текислик бўйича йўналганлик хусусиятига  эга. Агар югурма тўлқинли антенна элементлари йўналтирилмаган  бўлса,  ёки уни қиймати катта бўлмаса антеннанинг ЙД ни  ўқ бўйича симметрик деб ҳисоблаш мумкин. Бунда L/λ > 1 бўлганда югурма тўлқин антеннасининг йўналганлик коэффициентини қуйдаги формула орқали аниқлаш мумкин

                       D₀  4L /λ.                                       (6.10)                      

2. c/v < 1 бўлганда тизим кўпайтирувчиси максимал ва n га тенг (қачонки cos = c/V). Тизим кўпайтирувчисининг нормаллашган йўналганлик характеристикаси  қуйидаги кўринишга эга:  

 

                                                                (6.11)

 

Бу формуладан кўриниб турибдики, cos = c/v шарт  = ±_mах бурчакнинг икки қийматида бажарилади. Демак, антенна ўқига мос тушмайдиган максимал нурланишнинг иккита йўналиши мавжуд. Мазкур ишлаш режими антеннанинг йўналганлик хусусиятлари ёмонлаштирганлиги сабабли ундан фойдаланилмайди. Лекин тез тўлқин антенналари махсус кўринишдаги ЙД ҳосил қилиш учун қўлланилади.

3. c/v>1 бўлганда антенна алоҳида элементларининг майдонлари синфаз қўшилувчи йўналишда мавжуд эмас. Чунки θ нинг ҳеч бир қийматида c/v нисбат   cos га  ва фаза силжиши 0 га тенг эмас. Тизим кўпайтирувчисининг йўналганлик характеристикаси

 

                                                               (6.12) 

га тенг.

Алоҳида тебратгичлар майдонлари орасидаги фаза силжишини энг кичик қиймати Ψ₁^min = kd(c/V – 1)  =  йўналишда юзага келади, яъни антенна ўқи бўйлаб йўналган бўлади.. Алоҳида тебраткичларнинг =йўналишга мос келувчи кузатиш нуқтасидаги майдонлари вақтли вектор диаграммасида      кўрсатилгандек  геометрик        тарзда    қўшилади

(6.3–расм).

 

 

                        

6.3– расм. Югурма тўлқин антеннаси  майдонларининг  векторли қўшилиши

 

     Йўналганлик характеристикалари учун келтирилган ифодаларнинг таҳлилига  кўра,   фаза тезлигини v = c дан бошлаб камайиши ЙД асосий баргини аста - секинлик билан торайиши ва ён баргчаларни ортиши билан бирга кузатилади. Асосий йўналишда  = нурланиш аввал ортади ва c/v ни  маълум бир қийматида (L=) максимумга эга бўлади, сўнгра камайишни бошлайди.  c/v нинг қуйидаги критик қийматида нолга тенг бўлади:

 

                                                                        (6.13)

          ЙД бош баргчасининг торайиши антеннанинг ЙК ни ортишига олиб келади, ён баргчалар сатҳини ортиши эса, уни камайтиради. c/v нинг  қиймати c/ v = 1 дан бошлаб ошириб борилганда  аввалига ЙД   торайиши   ҳисобига ЙТК ортади ва c/v  маълум қийматга етгандан сўнг унинг ўсиб бориши ён баргчаларнинг сатҳини орттириб юборади. Натижада ЙК камайиши кузатилади. Демак, c/v учун оптимал қиймат мавжуд бўлиб, у ЙК максимумга эришган ҳолат учун қабул қилинади (антеннанинг берилган L узунлигида). Юқоридаги (4.25) формуладан фойдалансак,  фаза силжиши  тенг бўлганда ЙК максимумга эришади, бунда антеннанинг энг чеккаларида жойлашган тебратгичлар қарама-қарши фазада бўлади. Шу тариқа формуладаги ЙК максимал бўлиш шарти 

                                                                     (6.14)           

     Ушбу формуладан фойдаланган ҳолда, берилган L узунликдаги антенна учун c/v ни оптимал қийматини ёки берилган фаза тезлиги асосида антеннанинг оптимал узунлигини аниқлаймиз. Яъни

 

                                                  (6.15)                    

   .                                            (6.16)         

Келтирилган (6.16) формулага кўра антеннанинг оптимал узунлиги фаза тезлиги ортиши билан ортар экан. У ҳолда юқоридаги шарт бажарилганда ЙК қуйидагича аниқланади

                                                (6.17)   

бунда, D₀  -   c/v=1 бўлган ҳолатдаги югурма тўлқин антеннасининг ЙК.

6.4-расмда D/D₀  нинг чекка элементлар майдонлари орасидаги фаза силжишига боғлиқлик графиги келтирилган.

 

                  

6.4 – расм. D/D₀ ни   ψ_n  га  боғлиқлик графиги

 

  Вақтли вектор диаграммасидан (6.3–расм) кўринадики, оптимал ҳолда (ψ_n = 180°) натижавий майдон кучланганлиги вектори биринчи режимда ишлаётган югурма тўлқин антеннасидан π/2 мартта кичик. Аслида биринчи антеннанинг ЙК иккинчиникидан катта бўлиши керак. Оптималга    яқин режимда   ишлаётган    антеннанинг  ЙК ни ортиб бориши

c/v ни оптимал ва унга яқин қийматларида антенна элементларидаги токлар ўзаро таъсири туфайли тушунтирилади. Хусусан, c/v оптимал нисбатида антенна элементларида ток c/v = 1 (нурланиш қуввати доимий бўлганда) режимда ишлаётган антенна элементидаги токка нисбатан (π/2) мартта ортади. Бу антеннанинг ҳар бир элементи нурлатаётган майдон кучланганлигини ортишига олиб келади. Юқоридаги келтирилган оптимал ишлаш режимини характерловчи ифодалар фақат йўналтирилмаган ёки суст йўналтирилган антенна элементлари учун хосдир. Элементларда етарлича йўналганлик хоссалари мавжуд бўлса, бу ифодалар ўзгаради. Оптимал режимда ишлаётган антеннанинг нолинчи нурлатиш бўйича ЙД кенглиги:

                                                                    (6.18)

орқали аниқланади.

     Югурма тўлқин антеннаси оптимал режимда c/v=1 даги антенна билан бир хил узунликка эга бўлишига қарамай   мартта тор йўналганлик диаграммасига эга. Ярим қувват бўйича йўналганлик диаграммаси кенглиги қуйидаги формула орқали аниқлаш мумкин

                       .                                                            (6.19)     

Оптимал узунликка ва камайтирилган фаза тезлигига эга югурма тўлқин антеннасининг ЙД  4.7 – расмда тасвирланган. 

 

 

6.5– расм. с/v>1  учун  югурма тўлқин антеннасининг ЙД

 

 

Назорат саволлари

    

1.      Ўқ бўйича нурлатувчи антенна панжараси қандай ҳосил қилинади?

2.     Ўқ бўйича нурлатувчи панжараларнинг сусайиш коэффициенти билан       қандай боғлиқликда?

3.     Ўқ бўйича нурлатувчи панжара майдон векторларининг қўшилиш диаграммаларини чизинг.

4.      Югурма тўлқинли антенна деб  қандай антеннага айтилади?

5.      Югурма тўлқинли антенна учун тизим кўпайтирувчисининг ифодасини ёзинг.

6.     с/v = 1,   c/v >1, c/v< 1 ,бўлган ҳолатлар учун ЙД келтиринг.

7.      Токи югурма тўлқин қонуни асосида ўзгарувчи ўтказгичнинг ишлаш припципини тушунтиринг.

 

 

 

 

 

Маъруза 7

ТВ ВА  РАДИОЭШИТТИРУВЧИ АНТЕННАЛАРНИНГ ЭММ

   Режа:  ЭММ белгиловчи параметрлар

         Халақитлар билан курашишнинг актив усуллари

            

Электромагнит мослашувни белгиловчи параметрлар.Турли мақсаддаги радиотехник тизимларнинг шиддатли ривожланиши янги частота диапазонларини ўзлаштириш ҳамда битта частота полосасини бир нечта радио-хизматлар учун ажратилиши билан кузатилади. Натижада алоҳида радиовоситалар билан нурлатилувчи ва қабул қилинувчи асосий спектрлар бир-бирини қисман ёки тўлиқ беркитиши мумкин, бу халақит берувчи сигналлар сонининг ошишига ва сигнал/шовқин нисбатининг камайишига олиб келади. Радиохалақитларнинг юзага келиш сабаблари ва уларни камайтириш усулларини ўрганиш билан боғлиқ масалалар радиовоситаларнинг электромагнит мослашув (ЭММ) муаммосига бағишланади. Бу турдаги халақитларнинг юзага келиш сабаблари орасида антенна орқали радиотехник тизимларга кирувчи халақитлар ҳамда фақат антенна билан эмас, балки бир-бирига яқин жойлашган бир ёки бир нечта тизим элементлари ёки мазкур тизимнинг турли қисмлари орасидаги электромагнит алоқа асосида юзага келадиган халақитларни ҳам ажратиш мумкин. Халақитларнинг юзага келишида антенна фидер линияларида паразит электромагнит алоқа муҳим фактор ҳисобланади. Улар ҳам битта объектда ҳам бир-биридан узоқда жойлашган тизимларда мавжуд бўлади. Замонавий радиотизимларда халақитлар юзага келишининг асосий сабаби –  номақул халақит берувчи сигналларнинг антенна томонидан қабул қилинишидир. Антенналарга хос фазовий ва частотавий танловчанлик электромагнит ҳолатни яхшилаш имконини беради. ЭММни таъминлашда антеннанинг ўрни қанчалик муҳимлигини радиоэлектрон қурилманинг ЭММ вазиятни белгиловчи 30 асосий параметри орасида 12 та параметрни антенна тизими белгиланишидан билса бўлади. ЭММ таъминлашдаги антенна характеристикалари тўпламини антеннанинг халақитбардошлилиги дейилади. Айрим ҳолларда ишлаб чиқилаётган антенналарнинг халақитбардошлигига қўйилувчи талаблар қаттиқ бўлиб, бу кучайтириш коэффициенти камайишига, мослашувнинг ёмонлашишига, ишчи частота диапазонининг торайишига ва бошқаларга олиб келади. Аниқ радиотехник тизимлар доирасида ЭММ муаммоси икки йўл билан ҳал этилади:

- халақитбардошлиги бирмунча яхши бўлган радиотехник тизимлар ишлаб чиқилади;

- улар вужудга келтирадиган халақитларни камайтириш нуқтаи назаридан, нисбатан оптимал лойиҳалашлаш ишлари олиб борилади.       

 

 

 

 

Халақитлар билан курашишнинг усуллари. Халақитлар билан курашишнинг актив усуллари бир нечта қабул қилиш (узатиш) каналлари мавжуд бўлган кўп каналли антенна қурилмаларида амалга оширилади. Бунда иккита халақит вазият мавжуд:

1)                антеннага таъсир этувчи фойдали сигнал ва халақитнинг йўналиш ва интенсивлиги маълум;

2)                 халақитнинг йўналиш ва интенсивлиги маълум эмас ва бу параметрлар тасодифий вақт функциялари ҳисобланади;

Биринчи ҳолатда кўп каналли антеннанинг халақитбардошлилигини оширишга халақит келиш йўналишида нурланишнинг ноль даражасига эга бўлган, махсус шаклдаги йўналганлик диаграммасини ҳосил қилиш орқали эришилади. Аниқ бўлмаган халақитли вазият учун, танланган мезондаги оптимал  йўналганлик диаграммасига эга адаптив антенналарни қўллаш мумкин. Бунда ЙДси халақитли вазиятга қараб талаб доирасидаги оптималликка эга ҳолда ўзгаради. Маълум берилган йўналишда нолли даражадаги нурланиш олишни икки кўзгули антенна мисолида кўриш мумкин. У бирида антенна, бошқарилувчи фаза ўзгартиргич ва аттенюатор жойлашган икки каналдан иборат. Иккала каналнинг чиқишлари бирлаштирилган (36.1 - расм). А_Т1 ва А_Т2 аттенюаторларни созлаш орқали, 1 ва 2 каналларда θ_n йўналиш орқали келаётган халақит даражасини тўғрилаш, фаза ўзгартиргичлар билан улар орасида 180° га тенг фаза силжишини ҳосил қилиш мумкин.

36.1 - расм. Икки кўзгули антенна намунаси

 

Назорат учун саволлар

1. Алоқа тизимларида ЭММ муаммосининг юзага келиш сабаблари нимада? 

2. ЭММ параметрлари?

3.  Қандай турдаги антенналар РРЛ ва йўлдошли алоқада қўлланилади ва  ЭММ нуқтаи назаридан юқори муҳофазаланганлик хоссасига эга ва нима учун?

4. Ҳимоя экранларини чиқариш орқали белгиланган йўналишда майдонни сусайтириш эффектини тушунтиринг.

5. Халақитлар билан курашишнинг қандай актив усулларини биласиз?

 

Маъруза 8

ТВ ВА РАДИОЭШИТТИРУВЧИ АНТЕННАЛАРНИНГ ФИДЕР ТРАКТИ

Режа: Телевизион антенналар

            Радиорелели линия антенналари

   Антенна-фидер тракти

 

Телевизион узатувчи антенналар

Ҳозирги кунда Ер ва йўлдошли телевизион эшитиришларни ажратиш қабул қилинган. Ер юзаси бўйлаб телеэшиттириш узатиш антенналари телевизион минораларда ўрнатилади, йўлдошли телеэшиттиришда эса, Ернинг сунъий йўлдошида ўрнатилади, ва улар орқали телевизион дастурлар ретрансляция қилинади.

Ер юзаси бўйлаб телеэшиттириш узатиш антенналарини кўриб чиқамиз. У метрли ва дециметрли тўлқин диапазонларида амалга оширилади. Ишончли қабул қилиш зонасини кенгайтириш учун, телемарказларнинг узатувчи антенналари баландлиги 100 метрлаб бўлган махсус минораларда ўрнатилиши керак. Бунда шамол вужудга келтирадиган механик юкланиш ҳамда антеннага момақалдироқ зарядларининг тушиш эҳтимоллиги ошади. Шунинг учун, телевизион узатувчи антенналар юқори даражада механик ва электр мустаҳкамликка эга бўлиши керак, шу билан бирга телемарказ хизмат кўрсатаётган ҳудуднинг барча нуқталарида майдон кучланганлиги деярли бир хил бўлиши керак. Телемарказ хизмат кўрсатувчи ҳудуд марказида жойлашади, шунинг учун антенна горизонтал текисликда йўналганлик хусусиятларига эга бўлиши шарт эмас. Телемарказ хизмат кўрсатувчи ҳудуднинг чеккасига яқин жойлашган ҳолатда, узатувчи антенна бундай хусусиятга эга бўлиши керак. Лекин бу ҳолда унинг йўналган диаграммаси катта бўлиши керак. Антенна йўналганлик диаграммасини вертикал текисликда торайтириш, шу билан антеннадан етарлича узоқ масофада майдон кучланганлигини ошириш антеннанинг вертикал ўлчамларини ошириш орқали таминланади. Қабул қилишда халақитлар даражасини пасайтириш учун, антенна томонидан нурлатилаётган электромагнит тўлқинлар горизонтал қутбланишга эга бўлиши керак. Шу муносабат билан, телевизион сигналларни қабул қилиш ва узатиш учун горизонтал тебратгичли антенналар қўлланилади. Телевизион узатувчи антенна узатилаётган телевизион каналлар ишчи частота полосасининг ҳаммасини сезиларли қайтаришсиз ўтказиши керак. Фидер трактида қайтишларнинг мавжудлиги тасвир контури қайтарилишига олиб келади. Зарур частоталар полосасида телевизион антенналар деярли соф актив тахмиман доимий қийматга эга кириш қаршилигига ва фидер линиялари билан яхши мослашиши учун, тўлқин қаршилиги камайтирилган тебратгичлар қўлланилади. Бунда таъминловчи линияда (фидерлар сифатида одатда коаксиал линиялар қўлланади) антеннанинг барча ўтказиш полосасида К_ют қиймати 0,9 дан кичик бўлмаслиги керак.

Электромагнит тўлқин майдон кучланганлиги масофага пропорционал камаяди, шунинг учун телемарказ хизмат кўрсатаётган барча ҳудудни бир хил нурлатиш учун, антенна вертикал текисликда масофага тўғри пропорционал ҳолда майдон кучланганлигининг ортишини таъминловчи йўналганлик диаграммасига эга бўлиши керак (яъни косеканс кўринишидаги F(Δ) = cosecΔ йўналганлик диаграммасига). Одатда, амалиётда максимуми вертикал текисликда горизонт линиясига параллел бўлган линия билан маълум бурчак Δ_mах = 2°...3° ҳосил қилувчи йўналганлик диаграммасини ҳосил қилиш билан чекланилади (12.1 - расм).

8.1 - расм. Узатувчи телевизион антенналарнинг йўналганлик диаграммаси

 

Йўналганлик диаграммаси асосий япроғида вертикал текисликдаги кенглиги горизонт линиясидан юқори ярим фазода нурланишни камайтириш учун етарлича тор бўлиши керак. Максимал нурланиш йўналишини бошқариш, антенна турли қаватларидаги токлар орасида мос фаза силжишини таъминлаш орқали амалга оширилади. Шамол юкламасини камайтириш ва механик мустаҳкамликни ошириш учун, тебратгич тўлиқ ҳолда эмас, балки алоҳида горизонтал ўзаклардан иборат бўлиши мумкин.

Узатувчи телевизион антенналарнинг бир қанча конструкциялари мавжуд. Асосан панелсимон ва радиал штирли тебратгичлардан иборат антенналардан фойдаланилади.

Ясси Ж - симон тебратгичлар қўлланилишига асосланган кўп қаватли турникетли антенналардан илгари метрли тўлқин диапазонида фойдаланилган (12.2 - расм).

8.2 - расм. Ясси Ж - симон тебратгичлар

 

Бу антеннанинг ҳар бир қавати баландлиги тахминан 0,6λ₀ (λ₀ – ўртача тўлқин узунлик) га тенг худи шундай ўзаро перпендикуляр тебратгичлардан тайёрланган, бу фаза силжиши 90⁰ бўлган тебратгичларни таъминлашда горизонтал текисликда деярли доиравий йўналганлик диаграммасини ҳосил қилади. Одатда, горизонтал текисликдаги йўналганлик диаграммасининг нотекислилиги ±3 dB дан ошмайди. Ҳар бир тебратгич мачтага В, В' ҳамда А, А' нуқталарда қисқа туташтирилган ҳолатда уланган. Тебратгичга таъминот мачта ичида жойлаштирилган симметрикловчи қурилма ва коаксиал линия ёрдамида, унинг марказига (С, С' нуқталар) берилади. Бундай тебратгичлар асосида қурилган антенналар тахминан 15 – 20 % ўтказиш полосасига эга ва бир нечта телевизион канал билан бир вақтда ишлаш имконини беради.

Механик талабларга асосан, таянчларнинг кўндалаланг кесим ўлчамлари катта бўлган ҳолатда, турникетли схемаларни қўллаш мумкин эмас. Бу ҳолатда ҳалқасимон антенналарни қўллаш мақсадга мувофиқроқ. Антеннада нурлатгичлар таянч атрофида жойлаштирилади. Йўналганлик диаграммаси диаграммасининг горизонтал текисликдаги бир текислилик даражаси, нурлатгичлар орасидаги фарққа боғлиқ (берилган нурлатгичлар сони ҳолатида, таянч кесими қанча катта бўлса, йўналганлик диаграммасининг нотекислилиги шунча катта бўлади).

Таянчнинг кўндаланг кесими квадрат шаклда бўлганда, панелсимон антенналарни қўллаш қулай. Бундай антеннанинг асосий элементи блок (панел) ҳисобланади. 12.3.б - расмда панжарасимон конструкцияга эга Апериодик рефлектор 2 устида жойлашган цилиндрсимон шаклга эга иккита бир тўлқинли тебратгичлар 1 дан иборат антенна панели кўрсатилган. Тебратгичлар қисқартирилган ва ўзаро, марказига симметрикловчи қурилма уланадиган симметрик линия орқали уланган. 12.3,в - расмда пўлат рухланган тизмалардан тайёрланган иккита ярим тўлқин узунликли тебратгичлар 1 дан иборат панел кўрсатилган.

8.3 - расм. Панелсимон антенналар (а – тўлқинли тебратгич, б – цилиндрик бир тўлқинли тебратгичли панел, в – ясси ярим тўлқинли тебратгичли панел).

 

W_ф = 150 Ω ли симметрик икки ўтказгичли линия 3 диаметри 20 - 25 mm бўлган трубалардан тайёрланади. Тебратгичлар орасидаги масофа 0,5λ га тенг қилиб олинади. Мослаштириш тебратгичлардан қисқа туташтирувчи кўприклар 5 гача бўлган масофани танлаш орқали амалга оширилади. Симметрикловчи қурилма 7 эгилган чорак тўлқин узунликли приставка кўринишида тайёрланган. Панеллар бир неча қаватларда таянч чеккаларига параллел уланади, улар орасидаги масофа λ₀/2 га яқин қилиб олинади. Бу ерда λ₀ - ишчи частоталар диапазонининг ўртача тўлқин узунлиги. Одатда, амалиётда қўлланилувчи таянч кесими ўлчамлари ҳолатида, горизонтал текисликда йўналмаган йўналганлик диаграммасини олиш учун, тўртта нурлатгич билан чегараланади. Горизонтал текисликда доиравий йўналганлик диаграммасини ҳосил қилиш учун ҳар бир қаватдаги ҳамма тўрттала панелсимон тебратгичнинг барчаси синфаз таъминланиши керак. Кўп ҳолларда, юқори даражадаги мослашишни таъминлаш учун, бир қаватдаги вибраторлар жуфтлиги орасидаги фаза силжиши 90⁰ бўлишига ҳаракат қилинади. Бу ҳолда фидер билан ажратилувчи иккита бир хил юкламани таъминлашда, уларнинг реактив каршиликлари ўзаро компенсацияси туфайли, антеннанинг мослашганлиги яхшиланади. Шу билан бир вақтда синфаз таъминланишга нисбатан йўналганлик диаграммасининг нотекислилиги ортиши юзага келади. Синфаз қўзғатилишда қўшни қаватлардаги токлар орасига фаза силжишларини киритиш орқали амалга ошириладиган қаватлар орасидаги компенсация ҳисобига яхшиланиши мумкин. Айни шу фаза силжишлари бир вақтда йўналганлик диаграммасининг вертикал текисликда керакли оғишини ҳосил қилиш учун қўлланилади.

Мисол сифатида 8.4 - расмда рақамли телеэшиттиришда қўлланиладиган ТашРТПЦ панелсимон антенналарининг расми келтирилган.

 

8.4 - расм. Панелсимон телевизион антенналар

 

Таянч шакли айланасимон бўлганда, тўғридан-тўғри таянчда ўрнатилган радиал тебратгичларни (коаксиал носимметрик) қўллаш қулайроқ (8.5 - расм).

8.5 - расм. Радиал тебратгичлардан иборат кўндаланг нурлатувчи антенна панжараси

 

 

 

 

Назорат саволлари

1. Телевизион эшиттириш тўғридан-тўғри қандай тўлқин диапазонларида амалга оширилади?

2. Телевизион дастурларни аниқ қабул қилиш зонасини кенгайтириш учун қандай ишлар амалга оширилади?

3. Узатувчи телевизион антенналарда йўналганлик диаграммасини вертикал текисликда торайтириш учун нима қилиш керак?

4. Узатувчи телевизион антенналарда йўналганлик диаграммаси асосий япроғининг оғганлик бурчаги вертикал текисликда қандай бўлиши керак?

5.  Панелсимон антеннанинг тузилиши қандай?

6. Зигзагсимон антенна қандай кўринишга эга ва у бўйлаб ток тақсимоти қандай амалга оширилади?.

7. Антенна-фидер тракти хақида маълумот беринг. 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза 9

РАДИОТЎЛҚИНЛАРНИНГ ТАРҚАЛИШ МЕХАНИЗМЛАРИ 

Режа:  РТ қуйи диапазонларга бўлиниши

             РТ тарқалиш механизмлари

 

Эркин тарқалувчи ва частотаси 10³ Hz дан 10¹² Hz гача бўлган диапазондаги электромагнит тўлқинлар — радиотўлқинлар деб аталади.

Радиотўлқинларнинг  эркин фазода тарқалиш механизмлари қатъий ифодаланган частотавий боғлиқликка эга бўлганлиги учун, тўлқин диапазонларини поддиапазонларга бўлиш талаб қилинади ва бу поддиапазонларга кирувчи радиотўлқинларнинг эркин фазода тарқалиш  шарт-шароитлари тахминан бир-хил деб қабул қилинади. 1.1-жадвалда радиотўлқин диапазонларининг частотавий чегаралари ва уларнинг номлари келтирилган.

Алоқа тизимларида ва телерадиоэшиттиришда радиотўлқинларнинг эркин тарқалиш механизмларидан кенг фойдаланилади. Бунда, узатиш линияси сифатида, курраи заминни ўраб турган табиий тарқалиш мухитидан фойдаланилади. “Ер - Ер” русумидаги ер усти линияларида, бу мухит ўз ичига атмосфера ва ер усти қатламларини қамраб олади. “Ер - Коинот аппарати” русумидаги коинот линияларида  эса, тарқалиш йўли бевосита Ер атмосфераси ва коинот фазосидан ўтади.

Ер атмосфераси ва ернинг устки қатламлари, ўз ҳоссаларига қўра, биржинсли бўлмаган ютувчи мухитлардир. Унинг диэлектрик сингдирувчанлиги ва солиштирма ўтказувчанлиги вақт ва фазода доимий бўлиб қолмай, тарқалувчи тўлқин частотасига қараб ўзгариб боради.

Биз ахборотни узоқ масофаларга узатганимизда, исталган диапазон радиотўлқинларидан фойдаланишимиз мумкин. Бироқ, бунда бузилишсиз узатилиши мумкин бўлган сигнал полосаси кенглиги ва радиотўлқиннинг масофани босиб ўта олиш қобилияти ўртасида тўғри танловни амалга оширишимиз лозим. Буни мисол ёрдамида тушунтирамиз. Декаметрли тўлқин диапазонида алоқа линияси масофаси  бир неча минг километрга тенг бўлиши мумкин. Бироқ, бузилишсиз узатилаётган сигналнинг полоса кенглиги бир неча kHz нигина ташкил қилади. Сантиметрли тўлқин диапазонида эса бузилишсиз узатиладиган сигнал полосаси кенглиги бир неча MHz га тенг бўла олади. Бироқ, бу диапазон радиотўлқинлари ернинг қавариқлигини енгиб ўта олмайди ва фақатгина тўғри кўриниш масофасигагина тарқалади. Бундай ҳолатда, алоқа линиясининг масофасини ошириш учун тўғри кўриниш масофасида жойлашган ретрансляторлардан фойдаланишимиз лозим бўлади.

Реал атмосфера қатламида Ер юзаси бўйлаб тўлқинлар тарқалишининг умумий масалалари, тарқалиш трактининг хусусиятига боғлиқ равишда ўз тарқалиш механизмига эга бўлган бир нечта ҳолларга бўлинади.

 

9.1-расм. Радиотўлқинларнинг тарқалиш механизми

(а - ер тўлқини орқали; б - ионосферали тўлқин орқали; в-тропосферали тўлқин орқали; г-тўғри тўлқин орқали)

 

Дастлабки мунтазам механизмга радиотўлқинларнинг “хаво - ер юзаси” чегарасидаги тарқалиши киради (9.1.а-расм). Бу механизм дифракция қонунларига бўйсинади (дифракция – радиотўлқиннинг тўсиқни енгиб ўтиш жараёни). Ернинг бевосита юзасида тарқалувчи ва дифракция қонуни натижасида ернинг қавариқлигини енгиб ўтувчи радиотўлқинлар ер тўлқинлари ёки сиртий тўлқинлар номини олган.

Атмосферадаги ионизацияланган юқори қатламларнинг жадал равон электрик нобиржинслилиги частотаси 30…40 MHz гача бўлган радиотўлқинларнинг яна бир мунтазам тарқалиш механизмини хосил қилади. Бунда радиотўлқинлар ионизацияланган қатлам ва ернинг сиртидан кўп каррали аксланиш ҳисобига тарқалади (1.1.б-расм). Ионосферанинг нобиржинсли муҳитида тарқалувчи ва ионосферадан бир ёки кўп каррали аксланиш ҳисобига узоқ масофага тарқалувчи тўлқинлар ионосферали ёки фазовий тўлқинлар деб номланади.

Махаллий характерга эга бўлган суст электрик нобиржинслиликлар натижасида тропосферада радиотўлқинларнинг сочилиши рўй беради (10.1.в-расм). Ушбу механизмдан ишчи частотаси 300 MHz дан юқори бўлган ер усти радиолинияларида фойдаланилади. Тропосферада сочилиш ва унинг йўналтирувчи ҳусусияти  ҳисобига 1000 km гача масофага тарқалувчи радиотўлқинлар  тропосферали тўлқинлар номини олган.

Ер пункти ва коинот станцияси орасидаги алоқа фақат атмосфера қатлами ва коинот фазосидан ўтувчи тўғри тўлқин хисобига амалга оширилиши мумкин (1.1.г-расм). Биржинсли ёки суст нобиржинс муҳитда тўғри чизиқ ёки шунга яқин траектория бўйича тарқалувчи радиотўлқинлар эркин тарқалувчи ёки тўғри чизиқли тўлқинлар номини олган.

Радиотўлқинлар тарқалишининг ҳусусий ҳолларини ўрганиш, алоқа линияларини тарқалиш трактининг ҳоссаларини ҳисобга олган ҳолда лойиҳалаштириш имконини беради.

Агар муҳитнинг хоссалари эркин фазонинг хоссаларидан фарқ қилса, у ҳолда, радиотўлқиннинг тарқалишига у тарқалаётган муҳитнинг хоссалари кучли таъсир кўрсатади. Муҳитнинг ҳоссасини ундаги силжиш ва ўтказувчанлик токлари зичликларининг нисбати │J_сил /J_ўтк│=ε/(60λσ) орқали аниқлаш мумкин бўлади.

Бу ерда ε – муҳитнинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги, σ – муҳитнинг солиштирма электр ўтказувчанлиги. Агар ε/(60λσ) нисбат 10 дан катта натижа берса, бу муҳитни диэлектрик деб, 0,1 дан кичик бўлганда эса ўтказгич деб ҳисоблаш мумкин. Бошқа ҳолларда эса муҳитни ярим ўтказгич деб қабул қилинади.

Агар муҳитда σ ≠ 0  бўлса, бу муҳитда майдон энергиясининг иссиқлик кўринишидаги йўқотишлари мавжуд бўлади.

 

 

Назотар саволлари

1.     Эркин фазо тушунчаси ҳақида маълумот беринг?

2.     Радиотўлқинлар деб қандай тўлқинларга айтилади?

3.     Радиотўлқинларнинг қуйи диапазонларга бўлиниши.

4.     Бир жинсли муҳит деб нимага айтилади?

5.     Радиотўлқинларнинг тарқалиш механизмлари.

6.     Дисперцияловчи муҳит деб нимага айтилади?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза 10.

ЭРКИН ФАЗО

 

Режа: Эркин фазо шароитида энергетик нисбатлар

     Радиотрасса турлари

 

Эркин фазо шароитида энергетик нисбатлар

  Эркин фазо — бу ютилиш содир бўлмайдиган биржинсли мухитдир. Бу мухитнинг нисбий диэлектрик ва магнит сингдирувчанликлари бирга, ўтказувчанлиги эса нольга тенг (ε = 1, μ = 1, σ = 0), яъни мухит параметрлари доимийларга тенг (ε₀=8,85·10^-12 F/м, μ₀=4·10^-7 H/м). Бундай мухитга мисол сифатида хаво мухитини ёки коинот фазосини келтиришимиз мумкин.

Барча антенналар тўлқинли зонада (узоқ зонада) сферик тўлқин тарқатади. Тўлқиннинг бундай тарқалишида, узатувчи манбадан узоқлашган сайин тўлқин фронтининг ва электромагнит энергияси оқимининг сферик ёйилиши кузатилади. Эркин мухитдаги радиолинияларнинг ишлаш амалиётида энергия оқими зичлигининг камайиши хисобига майдон кучайганлигини сусайиши, кўп холларда, аппаратуранинг энергетик кўрсаткичларини белгилаб беради.

Эркин фазода барча томонларга бир хил нурлатувчи йўналмаган узатувчи антеннани (изотроп нурлатгични) жойлаштирамиз. Электромагнит тўлқин манбаси  атрофида тасаввур этилаётган r радиусли сфера хосил қиламиз. Агар изотроп нурлатгичга P₁ қувват  берилса ва бу қувват сферанинг 4πr² юзасида бир текис тақсимланишини инобатга олинса, у холда бир даврдаги ўрта қувват оқимининг зичлиги га тенг бўлади. Агар  эканлигини ҳисобга олсак, эркин фазода жойлаштирилган изотроп нурлатгич учун электр майдон кучланганлиги векторининг таъсир этувчи қиймати  га тенг бўлади.

Агар ёзилган формулада индексларнинг бирликлари келтирилмаган бўлса, бунда хама қийматлар учун асосий бирликлар кўлланилади.

Майдон кучланганлигининг амплитудавий қиймати  мартага катта бўлади, яъни .

Амалиётда, кўпинча электр майдон кучланганлигининг таъсир этувчи қиймати Е_т ҳисобланади ва ўлчанади. Реал изотроп (йўналмаган) антенналар мавжуд эмас (квазиизотроп антенналар мавжуд) ва антенналар қисман бўлсада йўналганликка эга. Антеннанинг йўналганлик ҳусусиятлари йўналганлик диаграммаси шакли, кучайтириш коэффициенти G ва йўналганлик (йўналган таъсир) коэффициенти D билан ифодаланади. Йўналганлик диаграммаси - майдон кучланганлигининг фазовий координаталарга боғлиқлигини кўрсатади. Қабул нуқтасида йўналмаган антеннани йўналтирилган антенна билан алмаштирилганда, шу нуқтада бир хил майдон кучланганлигини хосил қилиш учун, нурлатилаётган қувватни неча марта камайтирилиши лозимлигини кўрсатувчи коэффициент – йуналган таъсир коэффициенти дейилади (ЙТК).

Қабул нуқтасида йўналмаган антеннани йўналтирилган антенна билан алмаштирилганда, шу нуқтада бир хил майдон кучланганлигини хосил қилиш учун, бериладиган қувватнинг неча марта камайтирилишини кўрсатувчи коэффициент – кучайтириш коэффициенти дейилади. Бу ҳолда изотроп антеннанинг фойдали иш коэффициенти η=1 деб олинади

.

Р₁ · G₁ = Р_Σ  кўпайтмасини изотроп-нурлатилувчи эквивалент қувват дейилади. У Р₁  қувват билан озиқлантирилаётган ва G₁ кучайтириш коэффициентига эга бўлган йўналтирилган антенна хосил қилган майдон кучланганлигини изотроп антенна ёрдамида ҳосил қилиш учун йўналмаган антеннага берилиши лозим бўлган қувватни англатади.

Формуладан келиб чиқадики, йўқотишсиз эркин фазода, қабул нуқтасидаги майдон кучланганлиги масофанинг биринчи даражасига тескари пропорционал равишда камайиб боради. Бунга асосий сабаб, қувват зичлигининг (Пойнтинг векторининг бир даврдаги ўрта қийматининг) манбадан узоқлашган сари камайиб боришидир. Хисоб-китоб амалларини олиб боришда қулайликлар яратиш ҳамда Р₁ ни кВт да, r ни км да киритиш ва натижани мВ/м ларда олиш учун формула шаклига ўзгартиришлар киритамиз ва қуйидаги ифодага эга бўламиз

.

Радиолинияларини ҳисоблаш ва лойиҳалаштиришда, айниқса сантиметрли ва дециметрли тўлқинлар диапазонида, қабул қилувчи қурилманинг (масалан, мобил телефон) киришидаги сигнал қувватини билиш даркор. Бу қувват икки турдаги радиолиниялар учун алоҳида ҳисобланади. 1-турдаги радиолинияларда ахборот узатиш узатувчи ва қабул қилувчи пунктлар орасида тўғридан-тўғри амалга оширилади (3.1-расм).

 

10.1-расм. 1-турдаги радиолиния схемаси

 

2-турдаги радиолинияларда эса, узатгич ва қабул қилгич орасида пассив ретрансляцияланган (қайта узатилган) сигналлар қабул қилинади. Бу линияларда манбадан қабул қилувчи қурилмага тўлқин энергиясини бевосита узатилиши маълум бир сабабларга кўра амалга оширила олмайди (масалан, узатиш йўлида бирон тўсиқ бор). Пассив ретрансляцияли ер усти линияларида, сигнал ўтиш йўлида махсус пассив антенна қурилмаси (ёки бошқа бирон объект) ўрнатилади. Бу пассив қурилма бирламчи майдон билан нурлантирилади ва у майдон энергиясини қабул қилгич томон икқиламчи майдон сифатида қайта узатади. Пассив радиолокация тизимлари айнан шу принцип асосида фаолият юритади. Уларда бирламчи нурлатилган майдон изланаётган объектдан аксланади ва локатор томонидан қабул қилинади.

10.2-расм. 2-турдаги радиолиния схемаси

 

Исталган радиолинияда қабул  қилувчи қурилманинг киришидаги қувват Р₂ қабул нуқтасидаги қувват оқимининг зичлиги П₂ билан қуйидаги ифода орқали боғлиқ

Р₂= П₂S_тη₂.

бу ерда η₂ - қабул қилувчи антенна фидерининг фойдали иш коэффициенти; – қабул қилувчи антеннанинг фойдали юзаси.

Эркин фазо шароитида 1-турдаги радиолиния қабул қилиш жойида қувват оқимининг зичлиги  га тенг. Бу ерда Р₁ – узатгич чиқишидаги қувват, η₁ – узатгич фидерининг фойдали иш коэффициенти, G₁ – узатувчи антеннанинг кучайтириш коэффициенти.

Эркин фазо шароитида 1-турдаги радиолиния қабул қилиш  қурилмасининг киришидаги қувват   га тенг.

Радиолокация, радиоалоқа ва радиоэшиттириш тизимларини лойихалаштиришда, электромагнит энергиянинг узатишдаги йўқотишлар қийматини билиш зарур. Узатишдаги йўқотишлар L деб - узатувчи антеннага берилаётган Р₁ қувватнинг қабул қилувчи антенна чиқишидаги Р₂ қувватга  нисбатига айтилади

.

Эркин фазода шароитида 1-турдаги радиолиния учун узатишдаги йўқотишлар қуйидагига тенг

.

Агар формуладан узатишдаги асосий йўқотишлар L₀ ташкил этувчисини ажратиб олсак, у холда ҳисоб амаллари анча соддалашади (G₁ = G₂ = 1 бўлганда) . Узатишдаги асосий йўқотишлар L₀ – тўлқин фронтининг фазода сферасимон тақсимланиши ҳисобига юзага келувчи йўқотишларни тавсифлайди.

Узатишдаги тўлиқ йўқотишлар L орқали ифодаланади ва 1-турдаги радиолиния учун уни қуйидагича ёзиш мумкин

2-турдаги радиолинияда П₂ қиймати 1-турдаги радиолиниядаги параметрларга, ҳамда ретрансляторнинг қайта нурлатувчи ҳоссаларига боғлиқ. Агар бирон жисм майдон билан нурлантирилаётган бўлса, бу жисмнинг қайта нурлантириш қобилияти эффектив сочилиш майдони (ЭСМ) δ_эф орқали баҳоланади. ЭСМ – жисмнинг қабул қилувчи антенна томон қайта нурлатувчи майдонини англатади. ЭСМ нинг қиймати қайта нурлатувчининг қандай материалдан тайёрланганлигига, шаклига, ўлчамларига ва албатта узатувчи ва қабул қилувчи антенналарга нисбатан фазода қандай жойлашганлигига боғлиқ.

Агар қайта нурлатувчи жисм яқинида бирламчи майдоннинг қувват оқими зичлиги Р_оп = Р₁η₁G₁ / (4πr₁²) га тенг бўлса, қайта нурлатилган майдон қуввати Р_оп = П_опδ_эф га тенг бўлади. Қабул қилувчи антенна яқинидаги иккиламчи майдон қуввати оқимининг зичлиги П₂ = Р_оп/(4πr₂²) га тенг бўлади.

2-турдаги радиолинияда қабул қилувчи қурилманинг киришилаги қувват қуйидагига тенг бўлади

.

2-турдаги радиолиния учун r₁=r₂=r бўлганда қуйидаги радиолокация тенгламаси ҳосил бўлади

.

Ифодалардан кўриниб турибдики, 1-турдаги радиолинияларда қабул қилгич киришидаги қувват масофа квадратига тескари пропорционал равишда камаяди. 2-турдаги радиолинияда эса бу боғлиқлик янада кучайиб, масофанинг тўртинчи даражасига тескари пропорционал равишда камаяди. Буни қуйидагича тушунтириш мумкин: 1-турдаги радиолинияда майдон қабул қилувчи антеннага тўғридан-тўғри етиб боради ва майдоннинг бир марта сферасимон тақсимланиши юзага келади. 2-турдаги радиолинияда эса майдоннинг икки карра сферасимон сочилиши юзага келади. Биринчиси – узатувчи антенна ва пассив ретранслятор йўлида, иккинчиси – пассив ретранслятор ва қабул қилувчи антенна йўлида.

Эркин фазо шароитида 2-турдаги радиолиния учун r₁=r₂=r бўлганда узатишдаги йўқотишлар   ёки  ифода орқали ҳисобланиши мумкин.

Ҳоссалари эркин фазодан фарқ қилувчи муҳитлар учун сусайиш кўпайтирувчиси киритилади

В =  Е / Е₀,

бу ерда В - сусайиш кўпайтирувчисининг модули, у эркин фазо шароитидагига нисбатан реал муҳитда юзага келувчи қўшимча амплитуда сусайишини билдиради. Бу ердан Е = Е₀ В эканлиги келиб чикади.

 

Маъруза 11.

 ЕР АТМОСФЕРАСИ. ТАРКИБИ, ТУЗИЛИШИ,

ПАРАМЕТРЛАРИ ВА ХУСУСИЯТЛАРИ.

 

Режа: Ер атмосферасининг тузилиши

            Френел зоналари

 

Ер атмосферасининг тузилиши

Атмосфера – бу ерни ўраб олган ва уни айланма харакатида қатнашувчи газсимон қобиқдир.

Атмосферанинг ташқи қисми ернинг магнит майдони билан қамраб олинган зарядланган заррачалардан иборат. Атмосферанинг ташқи чегараси  масофаси ўзгариб туради ва магнит майдони тинч холатида ернинг икки-уч радиусига тенг баландликда, кучли магнит ғалаёнларида эса (магнит бўронларида) ернинг йигирма радиусигача бўлган масофада жойлашади. (Ер радиуси а=6370 km). Радиотўлқинларнинг тарқалишига асосан, атмосферанинг 1000 km гача бўлган қисми таъсир қўрсатади.

Радиотўлқинлар тарқалиш шартларини бахолашда ер атмосферасини уч қисмга бўлиб ўрганилади. Булар тропосфера, стратосфера ва ионосферадир.

Тропосфера - бу ер атмосферасининг энг қуйи қатлами бўлиб, қутбий кенгликда 8-10 km, ўрта кенгликда 10-12 km, тропикларда эса 16-18 km баландликгача жойлашади. Тропосферада бутун хаво массасининг 4/5 қисми  тўпланган.

Стратосфера – тропосферанинг юқорисида, 50-60 km гача баландликда жойлашган. Стратосфера худди тропосфера каби газнинг нейтрал заррачаларидан иборат бўлиб, ундан хароратнинг тақсимот қонуни билан фарқ қилади. Стратосфера ўз хусусиятига кўра эркин фазога яқиндир. Стратосферадан юқорида, атмосферанинг ташқи чегарасигача ионосфера жойлашган бўлиб, у эркин заррачалар - электрон ва ионларнинг кўплиги билан ажралиб туради.

Эркин фазо — бу ютилиш содир бўлмайдиган биржинсли мухитдир. Бу мухитнинг нисбий диэлектрик ва магнит сингдирувчанликлари бирга, ўтказувчанлиги эса нолга тенг (ε = 1, μ = 1, σ = 0), яъни мухит параметрлари доимийларга тенг (ε₀=8,85·10^-12 F/m, μ₀=4·10^-7 H/m). Бундай мухитга мисол сифатида хаво мухитини ёки коинот фазосини келтиришимиз мумкин.

Барча антенналар тўлқинли зонада (узоқ зонада) сферик тўлқин тарқатади. Тўлқиннинг бундай тарқалишида, узатувчи манбадан узоқлашган сайин тўлқин фронтининг ва электромагнит энергияси оқимининг сферик ёйилиши кузатилади. Эркин мухитдаги радиолинияларнинг ишлаш амалиётида энергия оқими зичлигининг камайиши хисобига майдон кучайганлигини сусайиши, кўп холларда, аппаратуранинг энергетик кўрсаткичларини белгилаб беради.

Эркин фазода барча томонларга бир хил нурлатувчи йўналмаган узатувчи антеннани (изотроп нурлатгични) жойлаштирамиз. Электромагнит тўлқин манбаси  атрофида тасаввур этилаётган r радиусли сфера хосил қиламиз. Агар изотроп нурлатгичга P₁ қувват  берилса ва бу қувват сферанинг 4πr² юзасида бир текис тақсимланишини инобатга олинса, у холда бир даврдаги ўрта қувват оқимининг зичлиги га тенг бўлади. Агар  эканлигини ҳисобга олсак, эркин фазода жойлаштирилган изотроп нурлатгич учун электр майдон кучланганлиги векторининг таъсир этувчи қиймати  га тенг бўлади.

Агар ёзилган формулада индексларнинг бирликлари келтирилмаган бўлса, бунда хама қийматлар учун асосий бирликлар кўлланилади.

Майдон кучланганлигининг амплитудавий қиймати  мартага катта бўлади, яъни .

Амалиётда, кўпинча электр майдон кучланганлигининг таъсир этувчи қиймати Е_т ҳисобланади ва ўлчанади. Реал изотроп (йўналмаган) антенналар мавжуд эмас (квазиизотроп антенналар мавжуд) ва антенналар қисман бўлсада йўналганликка эга. Антеннанинг йўналганлик ҳусусиятлари йўналганлик диаграммаси шакли, кучайтириш коэффициенти G ва йўналганлик (йўналган таъсир) коэффициенти D билан ифодаланади. Йўналганлик диаграммаси - майдон кучланганлигининг фазовий координаталарга боғлиқлигини кўрсатади. Қабул нуқтасида йўналмаган антеннани йўналтирилган антенна билан алмаштирилганда, шу нуқтада бир хил майдон кучланганлигини хосил қилиш учун, нурлатилаётган қувватни неча марта камайтирилиши лозимлигини кўрсатувчи коэффициент – йуналган таъсир коэффициенти дейилади (ЙТК).

Қабул нуқтасида йўналмаган антеннани йўналтирилган антенна билан алмаштирилганда, шу нуқтада бир хил майдон кучланганлигини хосил қилиш учун, бериладиган қувватнинг неча марта камайтирилишини кўрсатувчи коэффициент – кучайтириш коэффициенти дейилади. Бу ҳолда изотроп антеннанинг фойдали иш коэффициенти η=1 деб олинади

.

Хисоб-китоб амалларини олиб боришда қулайликлар яратиш ҳамда Р₁ ни кВт да, r ни km да киритиш ва натижани мВ/м ларда олиш учун формула шаклига ўзгартиришлар киритамиз ва қуйидаги ифодага эга бўламиз

.

 

 

 

 

 

Френель зоналари

Қабул қилиш нуқтасидаги майдон шаклланишида қатнашувчи фазо бўлаги. Радиотўлқинларнинг тарқалиши назариясида, айниқса, ернинг таъсирини инобатга олишда «радиотўлқинларнинг тарқалишига таъсир этувчи фазонинг бўлаги» тушунчаси катта аҳамият касб этади. Фараз қилайлик, эркин фазонинг А нуқтасида изотроп антенна жойлашган бўлсин. Фазонинг В нуқтасида қабул қилувчи антеннани жойлаштирайлик. А нуқтадан В нуқтагача энергияни узатилишини кўриб чиқамиз. Ўйлаб кўрайликчи, А нуқтадан узатилган энергия В нуқтага ингичка нур кўринишидаги йўл орқали етиб борадими, ёки фазонинг маълум ҳажмида етиб борадими? Майдон энергиясининг узатилишида фазо бўлагининг қатнашиши ва унинг шакли бўйича таҳминлар Гюйгенс принципи асосида ҳал этилади. Бу принципга асосан - тўлқин фронтининг юзасидаги хар бир элемент иккиламчи сферик тўлқин манбаси ҳисобланади.

Келинг, вақтнинг бир лаҳзасини ушлаб қоламизда, r₁ масофада ўтаётган тўлқин фронтини қўриб чиқамиз. Вазифа эса В нуқтадаги майдон қийматини аниқлашдан иборат. М₁В=r₂+λ/2 шарт асосида М кузатув нуқтасини танлаб оламиз. ММ₁ сфера бўлагидаги ҳар бир нуқта В нуқтасида АВ нур ҳосил қилувчи майдон фазасидан кўпи билан 180° га фарқ қилувчи майдонни юзага келтиради. Шундай экан, М₂…М_n нуқталари М₂В=r₂+2λ/2; ……..; М_nВ=r₂+nλ/2 шартлар асосида аниқланади.

11.1- расм. Френель зоналарини шакллантириш

 

Агар биз В нуқтадан сфера томон назар солсак, биз бир неча концентрик айланаларни кўрамиз. Қўшни айланалар орасидаги бўлаклар Френель зоналари номини олган. Шуни айтиш мумкинки, иккинчи Френель зонасида ҳосил бўладиган тебранишлар фазаси биринчи Френель зонасидаги майдон фазасидан 180⁰ га фарқ қилади. Бу зоналар «+» ва «–» ишоралари билан белгиланадилар. Оптика курсидан билиб олишимиз мумкинки, юқори тартибли қўшни зоналарнинг таъсирлари ўзаро компенсацияланади. Жумладан, зоналарнинг тартиблар қанчалик юқори бўлса, улардаги компенсация шунчалик тўлиқроқ амалга ошади. Пировардида, зоналар таъсирининг бундай жуфт нейтрализацияси ҳисобига юзага келадиган натижавий майдон қиймати таҳминан биринчи Френель зонаси таъсирининг ярмига тенг бўлади. Шундай қилиб, Френелнинг биринчи зонаси радиотўлқинларнинг тарқалиш жараёнида иштирок этадиган фазони чегаралаб беради деб айта оламиз ва у тўсиқлардан озод бўлиши лозим.

E_max = E_1max - E_2max + E_3max - E_4max +…

Миқдорий муносабатларни ифодалаш учун бу қаторни анча қулайрок шаклда ёзиш мумкин

Қаторнинг қўшни хадлари бир-биридан оз фарқ қилишини ва ҳар бир қавс ичидаги майдон қиймати нольга яқинлигини ҳисобга олсак, натижавий майдонни тақрибан Е_mах ≈ Е_1mах / 2 га тенг дейишимиз мумкин.

Френель зонасининг радиусларини қуйидаги формула асосида топиш мумкин

 

бу ерда n – Френель зонасининг тартиб рақами.

Зонадан зонага ўтувчи кетма-кетлик асосида ҳосил бўладиган  майдонларнинг алгебраик йиғиндиси натижасини синиқ чизиқ орқали кузатиш мумкин (11.2-расм). Кейинги қўшилишларда иккинчи зона манбалари таъсиридан «–» қарама-қарши фазадаги майдонларнинг фаолияти сезилади ва майдон натижавий кучланганлиги камаяди. n чексизликка интилганда, Е ва Е₀ қийматларини бир-бирига яқинлашиш қонуни тўртинчи Френель зоналари манбалар майдонларини компенсацияланиш фаолиятидан далолат беради. Қабул  нуқтасидаги майдон икқиламчи манбалар фаолиятлари йиғиндисидан аниқланади. Шундай қилиб, фазонинг махсус бўлаги фазовий фигура бўлиб, ўз фокуслари узатиш ва қабул қилиш нуқталарида бўлган айланма эллипсоид шаклини олади.

11.2- расм. Трассада диафрагмани очишда турли зоналардан майдонларни йиғилиши

 

 

 

 

 

Назорат саволлари

1.     Ер атмосфераси қандай тузилишга эга?

2.     1-тур радиотрасса ҳақида маълумот беринг.

3.     2-тур радиотрасса ҳақида маълумот беринг.

4.     1-тур радиотрассадаги қувват йўқотиши қандай аниқланади?

5.     1-тур радиотрассадаги қувват йўқотиши қандай аниқланади?

6.     Френел зоналари деб нимага айтилади?

7.     Френел зоналарининг радиуси нимага боғлиқ?

8.     Қабул нуқтасилдаги майдон кучланганлиги Френел зоналарига боғлиқлигини тушунтиринг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза 12

ЕР ТЎЛҚИНЛАРИ

Режа: Қабул нуқтасидаги майдон кучланганлиги

           Интерференцион тенглама

           Ер сиртининг сфериклигини инобатга олиш

 

 Кўтарилган антенналар холатида радиотўлқинларнинг тарқалиши

Антеннанинг жойлашиш баландлигига қараб,  масалани икки синфга ажратилади. Биринчи синф масалаларига қуйидагилар киради: антеннани ўрнатилиш баландлиги h>>λ ва бу антенна нурланмайдиган фидер орқали энергия билан таъминланади. Бундай антенналар “кўтарилган антенналар” деб аталади. Амалиётда УҚТ диапазони антенналарининг барчаси ва ҚТ диапазонининг юқори қисмида қўлланиладиган баъзи антенналар кўтарилган антенналар хисобланади. Иккинчи синф масалаларига қуйидагилар киради: бунда h<<λ шарт бажарилади ва антенналар паст жойлашган деб аталади. Ушбу шартга жавоб берувчи холат дифракция жараёнини назарда тутган холда ЎУТ, УТ, ЎТ ва қисман ҚТ диапазониларида мавжуд.

Ер радиотўлқинларининг тарқалишини кўриб чиқишни албатта қуйидаги оддий усулдан бошлаган маъқул. Узатувчи ва қабул қилувчи антенналар орасидаги масофа қисқа бўлганда Ер куррасининг қавариқлигини инобатга олмасдан, уни деярли ясси деб хисоблаш мумкин. Демак, Ер куррасини бутун трасса давомида  ясси ва биржинсли деб хисоблаймиз.  Масала қуйидагича қўйилади: геометрик параметрлар берилган: узатувчи ва қабул қилувчи антенналар орасидаги масофа, узатувчи ва қабул қилувчи антенналарнинг баландликлари h₁ ва h₂, хамда электрик параметрлар: узатувчи антеннага бериладиган қувват Р₁, узатувчи ва қабул қилувчи антенналарнинг кучайтириш коэффициентлари G₁ ва G₂, тўлқин узунлиги λ, тўлқиннинг қутбланишини тури, ернинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги ε ва электр ўтказувчанлиги σ. Одатда, хисоблашларда, Р₁G₁ кўпайтма ўрнига эквивалент изотроп-нурлатилаётган қувват Р_Σ дан фойдаланилади

,

Бу ерда F(Δ) ва F(φ) – узатувчи антеннанинг вертикал ва горизонтал текисликлардаги қувват бўйича меъёрланган йўналганлик тавсифлари.

 

Вазифада V  сусайиш кўпайтирувчисини ва майдон кучланганлигини қуйидаги формула бўйича аниқлашимиз талаб қилинади

1922 йилда академик Б.А. Введенский томонидан кўрсатилганидек,  қабул қилиш нуқтасидаги радиотўлқин майдонини иккита (тўғри ва ердан аксланган) нурларнинг интерференцияси натижаси сифатида кўриб чиқишимиз мумкин (12.1-расм).

12.1-расм. Қабул нуқтасида майдонни хисоблаш усули

 

Хаво-Ер чегараси бўйлаб тарқалаётган радиотўлқинларга оид масалаларни ечишда ернинг диэлектрик сингдирувчанлигининг абсолют комплекс катталиги катта ахмиятга эга

.

Одатда, бу кўрсаткич 10 дан кам бўлмайди. Лекин, қуруқ қум учун дециметрли диапазонда ε_к=2…5 га тенг бўлади. Ер сиртининг  радиотўлқинларни акслантириш хусусияти нисбий комплекс диэлектрик сингдирувчанлик параметри билан узвий боғлиқ. Вертикал қутбланиш R_в ва горизонтал қутбланиш R_г учун аксланиш коэффициенти модули қийматларини қуйидаги формулалардан аниқлаш мумкин

,

,

бу ерда γ- сирпаниш бурчаги

.

Хаво – ер чегараси бўйлаб тарқалаётган ер тўлқини ҳавода ва ерда токларни қўзғатади ва улар ўз навбатида иккиламчи майдон манбалари сифатида намоён бўлади. Гюйгенс-Кирхгоф принципига кўра, қабул нуқтасида  ер  тўлқини хосил қилган майдонни, бирламчи майдон томонидан ерда ва хавода юзага келтирилган иккиламчи майдонларнинг суперпозицияси сифатида қараш мумкин. Ер қатламининг ўтказувчанлиги чекланган бўлганлиги учун, унда тўлқин энергиясининг иссиқлик йўқотишлари юзага келади. Шунинг учун хам, иккиламчи манбаларнинг жадаллиги (қиймати) эркин фазодагига нисбатан суст бўлади. Ернинг чуқур қатламларига майдоннинг кириб боришига ер қатламининг ўзини экран сифатида тутиши (сирти эффект хисобига) сабаб бўлади. Бу эса радиотўлқинларнинг ер остига (пастки ярим шарга) сингишига тўсиқ бўлади.

Қабул нуқтасида майдон кучланганлиги  қуйидагига тенг

Формула, қабул нуқтасидаги майдоннинг интерференцион тузилишга эга эканлигини англатади. Антеннадан узоқлашиб борганимиз сари майдон тасвири қуйдагича ўзгаради (12.2-расм). Масофа r нинг ўзгариши  аргументнинг косинус қийматини ўзгаришига сабаб бўлади. Косинус қиймати 1 га тенг бўлгандагина майдон максимал қийматга эга бўлади, яъни соs [θ + 4πh₁h₂ / (λr) ] = 1   бўлганда

, бу ерда   N = 0, 1, 2,… V_max = 1 + R..

12.2-расм . Сусайиш кўпайтирувчисининг R=1 да масофага боғлиқлик графиги

Косинус қиймати  “-1” га тенг бўлганда майдон қиймати минимал бўлади, яъни

соs[θ + 4πh₁h₂ / (λr)] = - 1 бўлганда,

 , N = 0, 1, 2,… V_min = 1 - R .

Максимум ва минимумларни хисоблаш радиотрасса охиридан бошлаб олиб борилади., яъни узатувчи антеннага яқинлашганимиз сари, кузатиладиган максимумнинг тартиб рақами ортиб боради. r ≤ масофада майдон кучланганлигининг максимум ва минимумлари кузатилади, r >   бўлганда эса масофа ортиши билан майдон кучланганлигининг равон сусайиши кузатилади.

Интерференцион формулаларни янада соддалаштириш. Масофа ортиши билан R қиймати 1 га, θ эса 180⁰ га интилади. Бу ҳолда

ёки

Масофанинг янада ортиши билан, 2πh₁h₂/(λr)≈π/9 шарт бажарилганда, аргумент синусини r≥18h₁h₂/λ холатидаги аргументи билан алмаштириш мумкин. У холда

Бу формула МДХ давлатларида академик Введенский номи билан юритилади. Чет эл мамлакатларида эса “квадратик” формула деб аталади. Чунки, r≥18h₁h₂/λ масофаларда майдон кучланганлиги қиймати масофани квадратига боғлиқ равишда камайиб боради.

 

Назорат саволлари

1.    РТТ масалалари.

2.    Қандай турдаги антенналар кўтарилган деб аталади?

3.    Нима сабабдан майдон кучланганлигининг максимум ва минимумлари кузатилади?

4.    Введенский тенгламасининг қўлланилиш соҳаси?

5.    Интерференцион тенгламани келтиринг ва тахлил қилинг?

6.    Ер сиртинг сфериклиги майдон кучланганлигига қандай таъсир кўрсатади?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза 13

ТРОПОСФЕРА ТЎЛҚИНЛАРИ

 

Режа:  Тропосферанинг тузилиши ва РТТ кўрсатадиган таъсири

              Тропосфера рефракцияси

 

 Тропосферанинг ер тўлқинлари тарқалишига таъсири

Тропосферанинг диэлектрик сингдирувчанлиги. Хар қандай мухит каби, атмосферанинг хам электрик хусусиятлари диэлектрик сингдирувчанлик, магнит сингдирувчанлик ва  солиштирма ўтказувчанлик параметрлари билан тавсифланади. Атмосферанинг магнит сингдирувчанлигини катта аниқлик билан  ўзгармас деб қабул қилиш мумкин ва уни магнит сингдирувчанлик доимийсига тенг деб олинади. Қолган иккита параметр эса кузатиш нуқтасининг ҳолатига, қуёш фаоллигига, тарқатилаётган тўлқин частотасига боғлиқ равишда сезиларли даражада ўзгариб туради.

Тропосферанинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги қуйидагича аниқланади

 

бу ерда р-газ босими, мБар; е-хавонинг абсолют намлиги, яъни, хаво буғларининг босими, мБар; Т-харорат, К.

Тропосферанинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги тропосферанинг синиш коэффициенти n_T билан қуйидагича боғлиқ

.

Сув буғлари синиш коэффициентига кучли таъсир ўтказади. n_т нинг қиймати (ε_т қиймати хам) Ер юзаси яқинида қиймат жихатидан 1 дан деярли фарқ қилмайди ва  у тахминан 1,00025…1,00046 га тенг. Ҳисоблаш амалларини олиб боришда бу қийматни ишлатиш ноқулайликларга олиб келгани учун, тропосферада синиш коэффициенти индекси  N_т киритилган. Бу индекс ушбу коэффициентнинг бирдан неча миллион қисмга фарқ қилишини кўрсатади

.

Синиш коэффициенти индексининг сон қийматлари “N_т бирликлар” деб аталади. У ер юзасида 260 дан 460 N_т бирликкача ўзгаради. N_т қийматининг h баландликка боғлиқлиги тропосферанинг синиш коэффициенти индексининг градиенти dN_т/dh билан баҳоланади.

.

Амалиётда, шунингдек, тропосфера диэлектрик сингдирувчанлигининг вертикал градиенти тушунчасидан ҳам фойдаланилади

Тропосфера рефракцияси ходисаси

Тропосфера нобиржинслилигининг ер тўлқинлари  тарқалишига таъсири эрамиздан аввалги II асрдаёқ маълум бўлган “атмосфера рефракцияси” ҳодисаси билан узвий боғлиқ. Атмосфера рефракцияси ходисаси ёруғлик нурларининг синишини, демакки, радиотўлқинларнинг хам Ер атмосферасида тарқалиши жараёнидаги синишини англатади.

Тропосферада, радиотўлқинларнинг эгрилашиш траекториясининг радиуси қуйидагича аниқланади

.

 

Маълумки, тропосферада n_t ≈1 га тенг. Нур қия тушганда sinφ =>1 шарт ўринли бўлади. Бундан

ифодаси келиб чиқади.

Ушбу ифода шуни кўрсатадики, тропосферанинг пастки қатламларида нурнинг оғиш радиуси синиш кўрсаткичининг абсолют қиймати билан эмас, балки, баландлик билан синиш кўрсаткичининг ўзгариш тезлиги орқали аниқланади. Хосиланинг манфий ишораси, синиш коэффициенти баландлик ортиши билан камайган ҳолдагина эгрилик радиусини мусбат бўлишини, яъни тўлқин траекториясининг қавариқлиги юқорига йўналган бўлишини кўрсатади.

 

13.1-расм. Реал атмосферада радиотўлқинларнинг тарқалиш траекторияси

 

Тўғри чизиқли траекторияни айланма ёйлар билан алмаштирилиши нурларнинг босиб ўтадиган масофаси қийматини ўзгартиради. 1933 йилда Скиллинг, Берроуз ва Феррелллар атмосфера рефракцияси таъсирини инобатга олишнинг оддий усулини таклиф этишди. Бу усулда, иккала нур аввалгидек тўғри чизиқли траектория бўйлаб тарқалаверади. Бироқ, бу нурлар а радиусли ер юзаси бўйлаб эмас, балки, а_э эквивалент радиусли ер юзаси бўйлаб тарқалмоқда деб қаралади. Эквивалент радиуснинг қиймати, нур билан ер юзаси орасида доимий эгриликнинг реал шароитда ҳам тарқалишнинг эквивалент схемаси холатида ҳам сақланиб қолиш шарти билан аниқланади (13.1-жадвал).

Таҳлилий геометрияда нисбий эгриликни 1/а – 1/R_T айирма орқали ифодаланади. Бундан 1/а – 1/R_T = 1/а_э - 1/∞ шарт келиб чиқади. Ушбу ифодадан эса ернинг эквивалент радиусини хисоблаш формуласини келтириб чиқарамиз

,    .

Нормал тропосфера рефракцияси шароитида а_э=8500 km. Ер шарининг эквивалент радиуси хақидаги тасаввур, нобиржинсли атмосферанинг таъсирини инобатга олиш имконини беради. Бу эса, формулалардаги хақиқий ер радиусини унинг эквивалент қиймати билан алмаштириш орқали амалга оширилади. Ернинг эквивалент радиусидан фойдаланилганда тўғри кўриниш масофасини аниқлаш формуласи қуйидаги кўринишга эга бўлади

.

 

 

Назорат саволлари

1.     Тропосфера деб нимага айтилади?

2.     Тропосфера параметрлари.

3.     Трапосфера қатламининг радиотўлқинларнинг тарқалишига кўрсатадиган таъсири.

4.     Ернинг эквивалент радиуси қандай аниқланади.

5.     Тропосфера рефракцияси ҳақида маълумот беринг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза 14

ИОНОСФЕРА ТЎЛҚИНЛАРИ

Режа:  Ионосфераданинг тузилиши.

             Ионосферанинг электр хоссалари. 

 

Ионосферада зарядланган заррачаларнинг тақсимоти.  Ионосферада, яъни, 50…60 км дан баландда нейтрал заррачалардан ташқари эркин заррачалар: электронлар, мусбат ва манфий ионлар бор. Ионосфера электрик хоссасига кўра нейтралдир, чунки мусбат ва манфий зарядланган заррачалар миқдори тенг. Бундай қатламлар плазмага хос ва бунда ионосфера плазмаси хақида сўз юритиш мумкин.

Ионосферада радиотўлқинларнинг тарқалишига кичик масса ва инерцияга эга бўлган эркин электронлар кўпроқ таъсир кўрсатади. Ионосфера плазмасининг асосий параметрлари қуйидагилар: электронлар концентрацияси (зичлиги) N_e (1/м³) ва оғир заррачалардан (мусбат ионлар, нейтрал молекулалар ва атомлардан) иборат электронларнинг самарали ўзаро тўқнашиш частоталари γ_сам (1/s).

Ер атмосферасида, фотонизация жараёнидан ташқари, корпускулаларнинг нейтрал заррачалар билан тўқнашуви натижасида пайдо бўладиган зарбали ионизация хам ўрин олган. Корпускула деб – қуёшдан отилиб чиқадиган ва қуёш шамолини ҳосил қиладиган зарядланган (электрон ва протонлар) заррачаларга айтилади. Ўрта кенгликларда зарбали ионизация унча катта ахамият касб этмайди. Зарбли ионизация кўпинча қутбли районларда пайдо бўлади. Чунки, ер атмосферасига етиб келган корпускулалар асосан қутбий районлар орқали оқиб киради.

Атмосферадаги эркин зарядлар миқдори нафақат ионизация жараёнига, балки ионизациянинг йўқолишига сабаб бўлувчи тескари жараёнларга хам боғлиқдир. Бу жараёнларнинг энг ахамиятлиси – рекомбинация жараёнидир. Рекомбинация жараёни иссиқликнинг бетартиб харакати натижасида юзага келади. Бунда қарама-қарши ишорали заррачалар электростатик тортишиш кучи таъсирида бир–бирига шунчалик яқинлашадики, натижада улар ўзаро бирлашиб нейтрал молекула ва атомларга айланади.

Ионосферанинг электрон концентрацияси N_e рекомбинация ва ионизация жараёнининг мувозанати (баланси) орқали аниқланади. Идеаллаштирилган ҳолатда N_e(h) нинг тақсимоти атмосферанинг энг юқори нуқтасида битта максимал қиймат N_{e max} га эга бўлади 14.1-расм).

 

14.1-расм. Оддий қатламнинг шаклланишига

 

Бундай тақсимланишга эга қатлам оддий қатлам (Крючков – Чемпен қатлами) деб аталади. Оддий қатламнинг пайдо бўлиши ионлашган нурланишнинг жадаллиги П_с нинг ер юзасига яқинлаш сари камайиши,  нейтрал заррачаларнинг зичлигининг эса шу йўналишда ортиши билан шартланади.

N_e(h) нинг максимал қиймати ионлашган нурланиш хали у қадар кучли сўниб улгурмаган, нейтрал зарраларнинг зичлиги хам унчалик камайиб улгурмаган  унча баландликда кузатилади. N_emax қиймат кузатилган баландлик ионосферани икки қисмга ажратади, яъни шу баландликдан юқори қисми ташқи ионосфера, пастки қисми эса ички ионосфера деб аталади.

Реал атмосферада N_e(h) нинг тақсимот қонуни мураккаб характерга эга. 31.2-расмда, ўлчовлар асосида олинган электрон концентрациясининг баландлик бўйича тақсимот қонуни чизмаси кўрсатилган.

14.2-расм. Ионосферанинг тузилиши

 

Ички ионосферада N_e(h) нинг бир нечта нисбий максимумлари кузатилади. Максимумлар кузатиладиган баландликлар ички ионосферани бир нечта қатламга ажратади. Булар мунтазам қатламлар бўлиб, D, E, F₁ ва F₂ қатламлар номи билан аталади. Ионосферанинг ушбу қатламлари ҳолати кундалик ва мавсумий ўзгаришларга дучор. Бу ўзгаришлар қуёш радиациясининг мавсумий ва кундалик ўзгариши натижасида юзага келади. D қатлами – кундузги қатлам хисобланади. Кун ботгандан кейин D қатлам рекомбинация жараёни натижасида йўқолади. Е қатлам куну-тун мавжуд, бироқ, унинг кундузги вақтдаги электрон концентрацияси N_e тундагига нисбатан юқори бўлади. F₁ қатлами ўрта кенгликда, фақат ёзги мавсумда кундузи кузатилади, бошқа пайтда F₁ қатлами F₂ қатлами билан уйғунлашиб (аралашиб) ягона F қатламини ташкил қилади. F₂  қатлам хар доим мавжуд, аммо унинг параметрлари сезиларли даражада ўзгариб туради.

Ўртача 11 йил давом этадиган қуёшнинг фаоллик цикли давомида ионосфера холатининг ўзгариши хам мунтазам характерга эга. Қуёшнинг фаоллиги одатда қуёш доғларининг нисбий сони ВТ (Вольф сони) га қараб тавсифланади.

Доимий қатламдан ташқари ионосферада, яна номунтазам спорадик қатламлар мавжуд. Улар E ва F қатламларида пайдо бўлади, аммо уларга нисбатан анча юқори электрон концентрациясига эга бўлади. Спорадик қатламлар мураккаб тузилишга эга ва горизонтал йўналишда ўлчамлари чекланган. Одатда, бу қатламнинг горизонтал ўлчами бир неча юз км дан ошмайди.

γ_эф нинг қиймати асосан заррачалар орасидаги масофа ва уларнинг харакат тезлигига боғлиқдир. Ер юзасидан баландлашган сайин γ_эф қиймати камаяди.

Ионосферанинг электрик хоссалари.  Ионосферанинг диэлектрик сингдирувчанлиги ва электр ўтказувчанлиги. Ташқи майдон натижасида ионосферага йўналтириладиган  тўлиқ ток турли токлар суммасига тенгдир, булар: эркин фазодаги силжиш токи ва майдон таъсирида бзага келадиган конвекцион токлардир.

бу ерда u_е – электронларнинг тартибли харакатланишдаги ўртача тезлиги.

бу ерда е - электрон заряди, м_е - электрон массаси, ε₀ – электр доимийси,

 w  = 2πf- циклик частота.

Формула шуни кўрсатадики, тўлқин майдони натижасида кўзғатилган конвекцион ток актив ва реактив ташкил этувчилардан иборат. Токнинг реактив ташкил этувчиси электронларнинг инерцияси натижасида  фаза бўйича майдондан 90⁰ кеч қолади. Токнинг актив ташкил этувчиси эса майдон билан синфаз холатда бўлиб, ўтказувчанлик токи (j_ўтк = s_ИЕ) ни  ифодалайди. Унинг натижасида қайтариб бўлмайдиган жараён, иссиқлик йўқотишлари юзага келади. Ионосферада тўлиқ ток зичлиги қуйидагига тенг

Эслатиб ўтиш жоизки, йўқотишлар мавжуд бўлган мухитда  тўлиқ ток зичлиги j = iw(ε₀ε – iσ / w) га тенг. Бу ифодани олдинги ифода билан солиштириб, ионосферанинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги ε_и ва ўтказувчанлиги σ_и ни топамиз

 

Етарлича юқори частоталарда, w² » g²_эф шарт бажарилганда (бу шартлар УҚТ ва ҚТ диапазонларида бажарилади) ε_и ва σ_и ифодалари анча соддалашади

;  ,См/м.

Бу формулалардан келиб чиқкан холда, ионосферанинг асосий хусусиятларини кўриб чиқамиз. ε_и формуласи шуни кўрсатадики, ионосферада нисбий диэлектрик сингдирувчанлик:

-                    конвекцион ток хисобига  эркин фазонинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлигидан кам (ε<1). Эркин электронлар майдонга қарама-қарши йуналишда харакатланади, j_с эса йўналиши бўйича Е билан мос келади. Шунинг учун конвекцион ток ионосферадаги силжиш токидан айириб ташланади ва ионосферадаги умумий реактив токни камайтиради;

-                    электрон концентрациясига ва тўқнашувлар частотасига боғлиқ. Улар вақт-фазо функцияси сифатида ўзгаради. Шу сабабдан, ионосфера  электрик нобиржинсли мухитд хисобланади. 3.12-расмда h баландлик бўйича ионосфера қатлами ε_и кўрсаткичининг ўзгариш қонуни кўрсатилган. Кўриниб турибдики, диэлектрик сингдирувчанлик аввалига камаяди, сўнгра баландлик ортиши билан ионизация қатламининг максимуми ҳам ортади;

-                    диэлектрик сингдирувчанлик қиймати частотага боғлиқдир, яъни ионосфера – десперсион мухитдир. Бу холат чекланган массага эга бўлган электронларнинг инерцион хусусиятга эга эканлигини англатади. Частота ортиши билан электронларнинг тартибланган харакат тезлиги камаяди ва конвекцион ток хам камаяди. Натижада ионосферанинг хусусиятлари оддий эркин фазо хусусиятларидан фарқ қилмай қўяди. Ионосферанинг радиотўлқинлар тарқалишига бўлган таъсири асосан f<100 МГц (λ>3 м) частоталаргача сезилади;

-                    агар кўлланилаётган майдон частотаси ω ионосфера плазмасининг хусусий частотаси ω_е га тенг бўлса, диэлектрик сингдирувчанлик ноль қийматларини қабул қилиши мумкин.

 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза 15

СУНЪИЙ ЙЎЛДОШ ТЎЛҚИНЛАРИ

 

Режа: УҚТ космик алоқа линияларида тарқалиш  хусусиятлари

           УҚТ СЙ алоқа линияларида тарқалиш  хусусиятлари

 

УҚТ космик алоқа линияларида тарқалиш  хусусиятлари

Космик линияларнинг ишлашига қабул қилиш шароитида қурилманинг ички шовқинлари билан чегараланган ҳолда қайд этилган частотада ишловчи ердаги тизимлардан фарқли улароқ ташқи шовқинлар катта таъсир ўтказадилар. Буни қуйидагича тушунтириш мумкин, яъни космик линияларда сатҳи жуда паст булган сигналарни қабул қилиш учун ердаги қабул қилгичувчи қурилмаларда азот ёки гелий билан совитиладиган юқори частотали параметрик ёки молекуляр кучайтиргичларни қўллаш лозим бўлади. Бу ҳолда, 1...10 ГГц диапазон оралиғида қабул қилгичнинг ички шовқинлари 10...300 К гача камаяди ҳамда космик шовқинлар, атомосфера шовқинлари ва Ернинг шовқинлари бир бирларига тенглашиб қолади, ёмон об-хаво вақтида ташқи шовқинлар қабул қилгичнинг ички шовқинларининг сатҳидан ортишига олиб келади.

Космик нурланиш ва қизиган атмосфераларнинг умумий шовқинларининг сатҳи 1...10 ГГц диапазонда аниқ келтирилган «дераза»си мавжуд. «Дераза» нинг қуйи чегараси 1 ГГц дан пастда, кам шовқинли қабул қилгич билан ишлаганда, қабул қилаётган частота диапазонни чегаралашдан кўра 100 градус ҳароратли ёруғлик температурасига етади. «Дераза» нинг юқори чегараси эса атмосфера шовқинлари билан ёпилиб 10 ГГц дан юқорида уннинг сатҳи тезда ошиб кетади ва 20...25 ГГц частоталарда ҳарорати максимумга етади 200...300 К. Атмосфера шовқинларини баҳолашда қабул қилиш антеннасининг йўналтириш диаграммасини горизонт линиясидан кўтарилган сари қабул қилгич киришида уларнинг сатҳи кичиклашишини ҳисобга олиш зарур. Δ бурчаги катталашиши билан атмосферада тўлқин босиб ўтадиган йўли ва мос равишда қабул қилгияч киришида шовқин кичиклашишига сабаб ҳисобланувчи нурловчи атмосфера малекулалари чегараси билан ўралган ҳажм ҳам қичиклашади. Атмосфера шовқинининг сатҳи ∆< 5...7° бурчакларида жадаллик билан ўсади. Кичик бурчакларда қабул қилгич киришида ер шовқинлари ҳам катта, қабулда бу ҳолда йўналтириш диаграммасининг фақат ён япроқлар эмас, балки асосий япроғи ҳам иштирок этади. Қабул қилгич киришида атмосфера ва ер шовқинларини камайтириш учун 5...7° дан юқори бўлган кўтарилиш бурчакларида ишлаш тавсия қилинади, бу эса фойдали сигнал сатҳининг минимал флуктуациялари талабларига мослашади.

Ўртача метеорологик шароитлар, антеннани йўналтириш диаграммаси тор, кўтарилиш бурчаги 5° дан катта, 4…6 ГГц частота диапазонида ташқи манабалардаги умумий шовқин ҳарорати 30 … 50 К қиймати билан баҳоланади. Ёғингарчилик мавжудлигида температура ошади. Бортдаги антенна Ер йўналишида йўналтирилганда борт қабул қилгичи учун асосий ташқи ҳалақитлар қиздирилган Ер сиртини нурланиши ҳисобланади.

Сигналлар кечикиши. Ер – ЕСЙ – Ер трассасининг хусусияти бўлиб, трасса узунлиги катта бўлганлиги  сабабли корреспондент пунктлар орасида сигнални узоқ вақт (кечикиб) тарқалиши ҳисобланади. Кечикиш вақтини аниқлаш t_к муҳитни ножинслигини ҳисобга олмаган ҳолда, бутун йўл бўйича тарқалиш тезлигини ёруғлик тезлигига тенг деб олинади. Халқаро меъёрларга кўра абонентдан келаётган телефон канал учун руҳсат этилган максимал кечикиш вақти 400 мс дан ошмаслиги керак. Сунъий йўлдош алоқа линияларида максимал мумкин бўлган кечикиш  икки охиридаги қабул қилиш пунктларини горизонт чизиғига нисбатан сунъий йўлдош жойлашишига мос келади. Геостационар орбита учун t_кmax = 300 мs ва кечикишдаги меъёрлар битт ретрансляцион сунъий йўлдош орқали бажариш мумкин бўлади. ЕСЙ Ердаги пунктларга нисбатан силжишига боғлиқ равишда кечикиш вақтини ўзгариши битта космик ретранслятор орқали ишлайдиган станциялардаги сигналлар юқори даражадаги синхронизацияни талаб қилувчи тизимларда қийинчиликлар келтириб чиқаради.

 

Ер сунъий йўлдошлари орқали алоқа тизимларида радиотўлқинларни тарқалиш хусусиятлари

Ҳозирги кунда катта узунликка эга бўлган алоқа линиялари жуда хам мухим ўрин эгаллаб келмоқди. Бунда алоқа Ернинг сунъий йўлдошида (ЕСЙ) ўрнатилган ретрансляторлар ёрдамида амалга оширилади. Фаолият Ер – ЕСЙ – Ер схема бўйича олиб борилади (26.1-расм). Космик линияларни ишлаш шароитида тарқалиш жараёнини ўрганишда ҳисобга олиш керак бўлган бир қатор хусусиятоарга эга. Алоқа ЕСЙ ларини Ер сиртига нисбатан оптимал учиш баландлиги 10 000...40 000 км оралиғида бўлиши ўрнатилган. Борт ретрансляторларини бундай баландликда жойлашиши ионосфера сиртидан аксланмайдиган 100 МГц дан (λ < 3 м) катта частоталарни қўллаш заруриятига олиб келади. Тарқалиш шароитларига баҳо бериш учун сунъий йўлдош алоқасининг частота полосалари тўғрисида аниқ маълумотлар талаб қилинади, чунки метрлидан дециметрлига ва кейинчалик сантиметрли, миллиметрли тўлқинларга ўтишда тарқалиш шароити сезиларли мураккаблашади.  Ҳозирги вақтгача ўзгармас сунъий йўлдош алоқаси 1...10 ГГц (30...3 см) турли диапазон полосасида ишлаган. Худи шу диапазонда бошқа мақсаддаги космик тизимлар ишлаган, масалан, космик тадқиқотлар, метеорология, Ерни тадқиқот қилиш, ҳаракатдаги ва йўналтириш хизматлари. Космик тизимларни ривожланиши бу диапазонни қайтадан зичлаштиришга олиб келди.

15.1-расм. Сунъий йўлдош орқали алоқа линияси

 

Шунинг учун янги алоқа линияларни лойиҳалашда, ҳозирги вақтгача ердаги тизимларда ҳам нисбатан кам ишлатилган 10 ГГц дан катта бўлган частоталарга қаратилган.

Кўпчилик ички ва халқаро сунъий йўлдош алоқа линиялари ҳозирги вақтда 6/4 ва 8/7 ГГц полосаларда ишлайди (Ер – ЕСЙ алоқа линиясида ишлатиладиган частота полосаси Есй да пастроқ қийматга эга). Баландроқ частота диапазонида 14/12 ва 30/20 ГГц полосалари ажратилган. Ер – ЕСЙ йўналиши бўйича сигнал йўқотиш қийматти катта бўлган частоталар қўлланилади, чунки Ерда катта қувватли узатгич ва катта коэффициентга эга бўлган антенналарни ўрнатиш мумкин. Бундай частоталардаги радио тўлқинларни тарқалишида кузатиладиган асосий ходисалар - атмосфера газларидаги кучсизланишларга, ёғингарчиликдаги кучсизланишларга, Фарадей эффекти ва ёғингарчилик ҳисобига тўлқинларни қутбланиши ўзгариши, қабул қилинаётган майдон амплитудаси ва фазасини тасодифий флуктуацияси, келиш бурчаклари ўзгариши (вариацияланиши), бузилишсиз узатиладиган частота полосаларини чегараланиши. Космик алоқа тизимларни ишлаш шароитларини баҳолашда космик линияларга бириктирилган бириктирилган 10 ГГц диапазонидаги частота полосаларни бир вақтни ўзида Ердаги хизматларда ҳам қўлланилишини ҳисобга олиш зарур. Бу тизимларни биргаликда фаолият олиб боришлари учун Ер сиртида бортдаги узатгичлар ҳосил қиладиган қувват оқимини руҳсат этилган зичлигига чегараланишлар киритилган. Частота полосаси ва тўлқинни тарқалиш траекториясининг қияланиш бурчагига боғлиқ равишда оқимни меъёрлаштирилган зичлиги 4 кГц частота полосасида -140...-150 дБВТ/м² (10^-14...10^-15 ВТ/м²) дан ошмаслиги керак. Бундай кучсиз майдонларни қабул қилиш космик линияларни ишлаши асосий хусусиятларидан бири ҳисобланади. Шунинг учун ердаги қабул мумкин бўлган минимал ташқи ва ички шовқинлар сатҳида амалга ошиши керак. Геостационар орбитадан (Н_й = 35860 км баландлигда жойлашувчи экваториал доиравий орбита) ташқари иҳтиёрий орбита бўйича ҳаракатланаётганда ЕСЙ ни Ердаги узатиш ва қабул қилиш пунктларига нисбатан силжиши юз беради. Бунда атмосферадан ўтиб келувчи тўлқинни йўл узунлиги ва горизонт чизиғига нисбатан тўлқинни тарқалиш траекторияси орасидаги бурчак ўзгаради. Шунинг учун сунъий йўлдош орқали алоқа линиялари фақат ∆ ≥ 5° да ишлайди. Бундай линияларни лойиҳаланаётганда 5 дан 90° гача бўлган кўтарилиш бурчаги секторида сунъий йўлдошни силжишларида тарқалиш шароитини ўзгаришини ҳисобга олиш керак. Ердаги станцияга нисбатан сунъий йўлдошни силжиши қабул қилишни Доплер эффекти билан юз бериши кузатилади. Частотани Доплер силжиши сигнални спектрини бузилиш сабаби ҳисобланади. Сунъий йўлдош орқали алоқа линияларни барқарор ишлашига қўйиладиган юқори талаблар линиядаги тарқалиш шароитларини синчковлик билан ўрганиш зарурлигини келтриб чиқаради.

Тарқалиш трактидаги асосий йўқотишлар. Узатишдаги асосий йўқотишлар. Бир неча ўн минг километрлар билан баҳоланадиган Ер – ЕСЙ линиянинг катта узунлиги, узатишни асосий йўқотишларининг L₀ катта қийматда бўлиш сабаби ҳисобланади. Агар сунъий йўлдошларнинг орбиталарини баландлиги 10 000 … 36 000 км ни ташкил қилса, унда Ердаги пункт билан сунъий йўлдош орасидаги максимал масофа
17 000 … 40 000 км оралиғида ўзгаради. Бундай масофаларга 3 ГГц частотадаги узатишда 185 дан 193 дБ гача, 30 ГГц частотада эса 205 дан 214 дБ гача асосий йўқотишлар мос келади. Бундай катта йўқотишларни компенсация қилиш учун Ердаги мураккаб ускуналари ёрдамида м аълум даражада таъминланадиган линияни катта энергетик салоҳияти (потенциали) зарур бўлади. Энергетик ҳисоблашда тўлқин тарқалиш троекториясини минимал руҳсат этилган кўтарилиш бурчаги Δмин бўлгандаги Ер пункти билан ЕСЙ орасидаги максимал масофа учун rmах асосий йўқотишлар аниқланади.

 

Назорат саволлари

1.     УҚТ  СЙА тизимида тарқалиш хусусиятлари.

2.     Нима сабабдан СЙА тизимида сигналларнинг кечикиши кузатилади?

3.     Тропосфера қатламининг СЙФ тўлқинларига кўрсатадиган таъсири.

4.     СЙА тизимларида дцм ва см диапазондаги йўқотишлар нима учун юзага келади?

5.     СЙА линияларини лойихалаш усуллари.

6.     СЙА тарқалиш тракти ҳақида тушунча беринг.

 

 

 

 

 

 

 

 

Маъруза 16

ШАҲАР ШАРОИТИДА РАДИОТЎЛҚИНЛАРНИНГ ТАРҚАЛИШ МОДЕЛЛАРИ 

 

Режа: Кўпнурлилик асосида тарқалиш

            Алоҳида бинолар ва қурилиш характерининг сигнал сатхига таъсири.

     Радиотўлқинларнинг бино ичида тарқалиш хусусиятлари. 

    Дарахтлар япроқларининг таъсири.

УҚТ кўпнурлилик асосида тарқалиши. Шаҳар шароитида радиoтўлқинларнинг тарқалиши Ернинг ясси сиртидагига нисбатан анча муракккаб табиатга эга. Шаҳар қурилиши тартибсиз жойлашган яримўтказгич хоссали тўсиқлар билан тўлган биржинсли бўлмаган мухитни ташкил қилади. Шундай экан, қабул нуқтасига битта эмас, балки, атрoфдаги бинo ва тўсиқлардан аксланган ва бинолар томида дифракцияланган бир нечта тўлқинлар етиб келади
(16.1-расм).

 

16.1-расм. Шаҳар шарoитида радиoтўлқинларнинг кўпнурли тарқалиши

 

Бу тўлқинларнинг фазалари ва амплитудаларини аниқлаш хаддан ташқари қийин бўлганлиги учун, тажриба асoсида oлинган маълумoтлар ўзига ҳoс қизиқиш уйғoтади. Чунки, шахарнинг архитектураси  радиoтўлқинларнинг тарқалиш табиатига сезиларли таъсир кўрсатади.

Ҳаракатдаги алoқа тизимларида, узатилаётган сигналларнинг тарқалиш хоссалари биржинсли бўлмаган муҳит туфайли юзага келадиган кўнурли тарқалиш ва радиoтўлқинниг сoчилиши ходисаларига кучли боғлиқ. Бу ҳoлат қабул нуқтасида майдон кучланганлигининг ўзгаришига oлиб келади. Радиoсигнал сатҳининг ўзгариши ўз статистиc ҳусусиятидан келиб чиқиб тез сатҳ ўзгариш ва охиста сатҳ ўзгариш кўринишига эга. Охиста сатҳ ўзгариши  oдатда тарқалиш муҳити рельефларининг кичик ўзгаришларига бoғлиқ. Тез сатҳ ўзгариш эса ҳаракатсиз ва ҳаракатдаги жисмлардан синалнинг аксланишида рўй беради ва у кўпнурли сўниш деб нoмланади.

Алохида бинолар ва қурилиш характерининг сигнал сатҳига таъсири. УҚТ диапазонида сигналларни қабул қилиш шартлари қабул қилувчи антенналарнинг атрофдаги жисмларга нисбатан қандай жойлашганлигига боғлиқ. Шахар шароитида бинолар, дарахтлар, завод трубалари, мачталар ва хоказолар бундай жисмлар сифатида намоён бўлади. Яқин жойлашган бинолар ўзининг жойлашувига кўра, соялантирувчи тўсиқ ёки аксланган тўлқинларнинг манбаси бўлиши мумкин. Алохида тўсиқнинг соялантирувчи хоссаси туфайли унинг ортида хосил бўладиган майдон икки ходиса, дифракция ва тўсиқдан ўтган тўлқинлар йиғиндисидан ташкил топади. Кўриб чиқилаётган диапазонда, дифракция ходисаси жуда катта йўқотишлар билан кузатилади. Тўлқинларнинг бино деворлари орқали ўтиши хам ютилиш тиуфайли жуда катта йўқотишлар билан тавсифланади. Ўлчаш натижалари шуни кўрсатадики, ғиштли бинолар ортида сигналнинг сатхи 20...30 дБ га, темир-бетонли бинолар ортида эса 30...40 дБ га паст бўлади. Умуман олганда, шахар ичида жуда кўп миқдорда сояланган худудлар бўлиб, уларда сигнал сатхи анча суст. Атрофда жойлашган биноларнинг акслантирувчи хоссалари туфайли, интерференция натижасида юзага келадиган майдон тасвири ўзига хос кўринишга эга бўлиб, худудда майдон тақсимотининг нотекислиги билан намоён бўлади ва сояланган худудларнинг антенна томонидан ўзига хос ёритилишига хам боғлиқ. Тўлқиннинг қутбланиши вертикал бўлган холда унинг бино деворлари, дарахтлардан аксланиши кучли бўлади. Шу омилларнинг таъсирини камайтириш мақсадида ТВ тармоқда горизонтал қутбланиш туридан фойдаланилади.

Шахар шаротида радиотўлқинлар тарқалишининг мураккаб тузилиши унинг назарий ва экспериментал тадқиқотларининг статистик характерга эгалигини белгилайди. Шунинг учун хам, шахар шаротида ўтказилган экспериментал тадқиқотларнинг хар қандай натижалари катта ахамиятга эга.

Радиотўлқинларнинг бино ичида тарқалиш хусусиятлари.  Турар жой ва ишлаб  чиқариш бинолари ичкарисида ташқаридаги манбалардан хосил қилинадиган майдон бинонинг турли қисмларида ютилишни инобатга олган холда амал қилувчи дифракцион-интерференцион тарқалиш механизмининг махсулидир. УҚТ диапазони радиотўлқинлари бино деворлари орқали ўтганда сезиларли даражада сусаяди. Бундан ташқари, бинонинг пастки қаватларида кузатиладиган майдон кучланганлиги қиймати юқори қаватдагиги нисбатан кичик бўлади. Аниқроқ кўрсаткичларга мурожаат қиладиган бўлсак, томдаги майдонга нисбатан, биринчи қаватдаги майдон 3...7 % ни, еттинчи қаватда эса
6...40 % ни ташкил қилиши мумкин. Икки қаватли биноларда ўтказилган ўлчашлар шуни кўрсатдики, чердакдаги майдон кучланганлиги том устидагига нисбатан 10 дБ кам, бироқ 1 қаватдагига нисбатан 9 дБ га юқори.

Майдоннинг бино ичкарисига сингиш қиймати частотага боғлиқ.
 570 МГц частотада бино ичкариси ва ташқарисидаги майдон кучланганликларининг фарқи 55 МГц частотадаги натижалардан 7 дБ га катта. Бу фарқ бино қурилишида фойдаланилган қурилиш ашёлари ва бинонинг қурилиш зичлигига хам боғлиқ. Бетонли биноларда бу фарқ ёғочли қурилишдагига нисбатан 10 дБ га юқори ва зич қурилишли худудда сийрак қурилишли худудга нисбатан 5 дБ га юқори.

Логарифмик-нормал тақсимотга бўйсинган майдоннинг бино ичкарисига киришидаги ўрта квадратик оғиши 14 дБ ни ташкил қилади.

3,26 ГГц частотада сигналнинг 23 см қалинликдаги қуруқ ғиштли девордаги сусайиши 12 дБ ни ташкил қилади. Ғиштларни хўлланганда бу сусайиш кескин ортиб 46 дБ ни ташқил қилади. 410 ва 627 МГц частоталарда ўтказилган ўлчашлар шуни кўрсатдики, 70 см қалинликка эга ғиштли девордаги сусайиш 10...15 дБ ни ташкил қилади.

Қуйида келтириладиган натижалар Радио ИТИ нинг МДХ ва хорижий давлатларда ХЭИ-R тавсиялари асосида бино ичкарсида ўтказилган ўлчашларга тегишли.

Бино ичкарисидаги сигналнинг қуввати эркин фазодагидан фарқ қилади ва сусайиш L~rⁿ, n = 2, боғлиқлик асосида ортиб боради. Бино ичқарисида даража кўрсаткичи n гохида 2 дан кичик, гохида эса катта бўлади. Кўпнурли тарқалиш механизми туфайли бино ичкарисидаги майдон сатхи хар хил нуқталарда тасодифий равишда ўзгаради.

 қийматининг хар хил хоналардаги қийматлари частотага боғлиқ ва бу холат ХЭИ-R хужжатларида хам ўз тасдиқини топган (5.1-жадвалга қаранг).

Умуман олганда,  қиймати кенг миқёсда ўзгаради. 1...2 ГГц  частота диапазонида ўтказилган ўлчашлар шуни кўрсатдики, бино ичкарисида  қиймати 3,8 дан 6,5 гача, 1,3 ГГц частотада эса 1,8 дан 2,81 гача ўзгаради. Агар тўғри кўриниш шарти бажарилса  = 1,49.

 

Дарахтлар япроқларининг таъсири. Радиотўлқинларнинг тарқалишига таъсир этувчи омиллар жуда хам кўп. Шулардан бири сифатида дарахтларнинг таъсирин хам айтиб ўтиш лозим. Дарахтларнинг таъсирини тўлиқ инобатга олишнинг имконияти йўқ. Сабаби, уларнинг шакли, зичлиги ва шу каби хусусиятлари радиотўлқинларнинг тарқалишига таъсир кўрсатади. Қўшимча сифатида, дарахтларнинг япроқлилигини мавсумга боғлиқ равишда ўзгаришини хам инобатга олиш лозим.  Бироқ, дарахтлар томонидан киритиладиган сусайишни аниқ бахолаш учун уларни бирон синдирувчи (нурнинг йўналишини ўзгартирувчи) ва ўртача эффектив баландликка эга тўсиқ сифатида кўриб чиқиш мумкин. Техас (АҚШ) да ўтказилган шу турдаги тадқиқотларнинг натижалари шуни кўрсатдики, 82 МГц частотали тўлқинлар учун дарахт барглари деярли шаффоф ва сусайиш коэффициенти 30 м да 1,6 дБ ни ташқил қилган. 210 МГц частотада эса бу кўрсаткич 30 м масофада 2,4 дБ ни ташкил қилган.

0,5...3,0 ГГц диапазонида дарахтлар баландлигидан камида 5 марта ката масофаларда тадқиқот натижалари идеал ўткир (понасимон) тўсиқда дифракцияга асосланган назарий натижалар билан яхши мутаносиб. Холмделда (АҚШ) шахар атрофида қиш мавсумида 839 МГц частотада ўтказилган тадқиқот натижалари, дарахтларнинг япроқларпи йўқлиги учун ёздагига нисбатан майдон кучланганлиги 10 дБ га юқорироқ эканлигини кўрсатди.

Дарахтларнинг шохлари асосан вертикал жойлашган бўлганлиги учун вертикал қутбланган тўлқинларнинг дарахтлардаги сусайиши горизонтал қутбланишдагига нисбатан анча юқори.

 

Назорат саволлари

1.     УҚТ шаҳар шароитида тарқалиш хусусиятлари нималардан иборат?

2.     УҚТ тарқалишида қандай физик жараёнлар кузатилади?

3.     УҚТ шаҳар шароитида тарқалишига шаҳар архитектурасининг кўрсатадиган таъсири.

4.     Алоҳида бинолар ва қурилиш характерининг сигнал сатҳига қандай таъсир кўрсатади?

5.     Радиотўлқинларнинг бино ичида тарқалиш хусусиятлари ҳақида сўзлаб беринг.

6.     Дарахт  япроқлари РТ тарқалишига қандай таъсир кўрсатади?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV. ЛАБОРАТОРИЯ  ИШЛАРИ МАТЕРИАЛЛАРИ

 

 

1 – лаборатория  иши: Директорли антеннани тадқиқ этиш.

 

Ишдан мақсад: Директорли антеннанинг йўналганлик диаграммасини ва кириш қаршилигини тадқиқ этиш.

Масаланинг қўйилиши:  антенна макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, берилган частота диапазонларида антеннани созлаш, лаборатория  шароитида антенна макетининг ЙД ўлчаш, фидердаги ТТК қийматини ўлчаш, олинган натижалар асосида антеннанинг меъёрлашган ЙД чизиш ва ишлаш принципини тушунтиш, антеннанинг қўлланиш соҳаларини

Назарий маълумотлар. Директорли антенна ўқ бўйича нурловчи чизиқли панжарали антеннадан ташкил топади. Бундай панжараларда вибраторларнинг токлар фазаси Ψ_П нурланиш йўналиши бўйича орқада қолади, яъни

 

Ψ_П = k*d(c/v),                             (1.1)

 

бу ерда k = 2π/λ - тўлқин сони; λ – тўлқин узунлиги; d – вибраторлар орасидаги масофа; c/v – секинлашиш коэффициенти;

с – ёруғлик тезлиги;  v – тўлқиннинг фаза тезлиги.

 

Агар фазовий фаза силжиши Ψ = kd, c/v = 1 бўлганда кузатиладиган таъминот манбаи бўйича фаза силжиши Ψ_П га тенг бўлса _, у ҳолда майдон нурланиш йўналиши бўйича (антенна ўқи атрофида) синфаз равишда арифметик қўшилади Ψ_Р = Ψ_П – Ψ = 0⁰ , тескари йўналишда эса компенсацияланади. Директорли антеннада v<c (c/v>1) бўлади, яъни, нурланиш йўналиши бўйича майдонларнинг вектор йиғиндиси кузатиладиган “паст суратли тўлқин” режими кузатилади (1.1-расм).

 

 

 

 

1.1-расм. c/v>1 бўлганда майдонларнинг қўшилиши

 

 

Антенна актив вибраторлар (фидер киритилган вибраторлар шундай деб номланади) ва пассив вибраторлар (манба берилмайдиган вибраторлар) қаторидан ташкил топади. Пассив вибраторлар актив вибраторларнинг электромагнит майдонлари ёрдамида қўзғатилади. Актив вибратор сифатида халқали ёки шунтли вибраторлар қўлланилади. Антенна қурилмаси 2.2-расм бўйича йиғилади. Актив вибраторлардан максимал нурланиш (қабул қилиш) томон жойлашган пассив вибраторлар “директорлар” (лотинча «Direkt» – йўналтириш сўзидан олинган) деб номланади.

1.2-расм. Директорли антеннанинг эскизи

 

Актив вибраторлардан максимал нурланишга қарама қарши ( қабул қилиш) томон жойлашган пассив вибраторлар “рефлектор” (лотинча «Reflekt» – акслантириш, қайтариш сўзидан олинган) деб номланади. Одатда фақат битта рефлектор қўлланилади, кейинги вибраторлар заиф қўзғалади ва антенна тўлқин тарқатишига таъсир кўрсатмайди.

Пассив рефлекторнинг ток фазаси актив вибратор ток фазасидан олдинроқда бўлиши керак. Бу кириш қаршилиги индуктив характерга эга бўлганда содир бўлади, яъни вибраторнинг тўлиқ узунлиги (2l) унинг резонас узнлигидан катта бўлиши керак.

Пассив директор токи фазаси актив вибратор ток фазасидан орқада қолиши керак. Бу кириш қаршилиги сиғим характерга эга бўлганда содир бўлади, яъни вибраторнинг тўлиқ узунлиги (2l) унинг резонас узнлигидан кичик бўлиши керак.

Директорли антенналарнинг йўналтириш хусусияти пассив вибраторларни созлаш ва уларнинг ўзаро тақсимланиши орқали аниқланади. 1.3-расмда кўрсатилганидек симметрик вибраторнинг кириш қаршилиги уларнинг нисбий елка узунлиги (l/λ) ўзгариши билан ўзгаради. Барча пассив вибраторларнинг уларнинг узунлигини ўзгартириш йўли билан созланади. Вибраторларнинг узунлиги ва улар орасидаги масофа шундай танланадики, рефлектордан бошлаб ҳар бир кейинги вибраторгача олдинги вибратор токи фазасидан Ψ_П катталикка орқада қолиши керак.

Бунда директорлар тақсимланиш йўналишида барча вибраторлардан нурланган тўлқин майдонлари қўшилади, тескари йўналишдаги эса компенсацияланади. Шундай қилиб, директорли антенна деярли бир йўналишдаги йўналганлик диаграммасини шакллантиради.

Директорли антенналарда рефлекторнинг узунлиги (0,51…0,53)λ га тенг қилиб танланади, рефлектор ва актив вибратор орасидаги масофа эса –(0,15…0,25)λ га тенг қилиб танланади. Директорлар узунлиги (0,41…0,45)λ га, актив вибратор ва унга яқин жойлашган директор, шунингдек, ҳар бир директорлар орасидаги масофа – (0,1…0,34)λга тенг қилиб танланади.

 

1.3-расм. Кириш қаршилиги актив ва реактив ташкил этувчиларининг l/λ

катталигига боғлиқлик графиги

 

Н текислигидаги иккита вибратолар тизимининг электромагнит майдонларини қўшишга тушунтиришлар ИЛОВАда келтирилган.

Агар актив вибратор сифатида ярим тўлқинли вибратор ишлатилса у ҳолда киритилган қаршилик ҳисобига кириш қаршилиги 20…30 Ом гача камаяди, бу коаксиал кабел билан мослашувчанлик муаммосини келтириб чиқаради. Шунинг учун асосан, актив вибратор сифатида 290…300 Ом қаршиликли ва «0» потенциали еуқтасига эга бўлган халқали вибратор ишлатилади (2.4-расм).

Коаксиал фидер носимметрик фидер бўлганлиги сабабли, актив вибраторга улаш учун симметрияловчи, шунингдек, қаршилик трансформатори ҳисобланган қурилма ишлатилади. Бу хусусиятларни «U – колено» туридаги трансформация коэффициенти 4 га тенг бўлган симметрияловчи қурилма қаноатлантиради (1.4.б-расм). Натижада халқали вибратор 75 Ом тўлқин қаршилигига эга бўлган коаксиал фидер билан яхши мослашади.

«U – колено» узунлиги λ_K/2 га тенг қилиб танланади, бу ерда λ_K = -коаксиал фидердаги тўлқин узунлиги, ε – марказий сим ва халқа орасидаги материалнинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги. (паст босимли полиэтилен учун  ).

1.4-расм. Симметрияловчи қурилмага (а) эга бўлган сиртмоқли вибраторнинг (б) эскизи

Назорат саволлари

 

1.    Симметрик вибраторларнинг йўналганлик диаграммаларини Е ва Н текисликларидаги l/λ нисбий узунлигига боғлиқ ҳолда қандай ўзгаради.

2.    Қандай симметрик вибратор актив деб номланади? Қандай симметрик вибратор пассив деб номланади?

3.    Симметрик вибраторнинг кириш қаршилиги l/λ нисбий узунлигига боғлиқ ҳолда қандай ўзгаради?

4.    Қандай вибратор рефлектор деб номланади?

5.    Қандай вибратор директор деб номланади?

6.    Пассив вибраторда ток фазаси унинг узунлигига қандай боғланган?

7.    Йўналганлик диаграммаларининг кўпайтириш теоремаси.

8.    Орасидаги масофа d = λ/4 бўлган ψ = 0, π/2, π фаза фарқи билан энергия олувчи иккита ярим тўлқинли вибраторлардан ташкил топган панжарали антеннанинг йўналганлик диаграммасини қуринг.

9.    Директорли антеннанинг элементлари сони қандай танланади?

10.                        Директорли антенна элементлари орасидаги масофа қандай анийланади?

11.                        Директорли антенна элементларининг узунликлари қандай танланади?

12.                        Пассив вибратор актив вибраторнинг кириш қаршилигига қандай таъсир кўрсатади?

13.                        Нима учун актив вибраторларни Пистолькорснинг халқали вибраторлари кўринишида тайёрланади?

14.                        Нима учун симметрияловчи қурилмалар қўлланилади?

15.                       УҚТ диапозонида қандай турдаги симметрияловчи қурилмалар қўлланилади?

16.                       Нима учун антенна ва фидер мослаштирилади?

17.                        Югурма тўлқинлар коэффициенти деб нимага айтилади?

18.                        Антеннанинг фидер билан мослашишини таъминлаш учун унинг кириш қаршилиги қиймати қандай бўлиши керак?

19.                        Директорли антенналарнинг қўлланилиш соҳалари.

20.                        Халқали вибраторнинг кириш қаршилиги нимага тенг?

 

Тавсия қилинадиган адабиётлар

 

1.    Warren L. Stutzman , Gary A. Thiele. Antenna Theory and Design. 3rd Edition. John Wiley, 2012.

2.    Vitaliy Zhurbenko. Electromagnetic Waves. InTech 2011.

3.    Антенны. Б.А.Панченко. Горячая линия – Телеком, 2015

4.    Ерохин Г.А., Чернышев О.В., Козырев Н.Д., Кочержевский В.Г.            Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. – М.: Радио и связь, 2004.

5.    Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

2 – лаборатория  иши: Симметрик тебратгич моделини компьютерда тадқиқ этиш.

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.

Масаланинг қўйилиши: MMANA дастури имкониятларидан кенг фойдаланган ҳолда а  антеннани моделлаштириш ва параметрларини тахлил қилиш.  

Қисқача назарий маълумот. 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.

Топшириқ шарти: Елкалари нисбий узунликлари а₁, а₂, а₃, бўлган учта симметрик вибратор берилган. а қийматлари вариантлари 2.1-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.6-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.

2.1-жадвал

 

Ҳисоб натижалари

 

φ0	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
f(φ)
F(φ)

 

 

 

 

 

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?

 

Адабиётлар ва интернет ресурслар

1.    Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

2.    Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

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

4.    www.ziyoNET.uz.

5.    www.edu.uz.

6.    www.sut.ru

 

3-лаборатория иши. Боғлиқ тебратгичлар моделини компьютерда тадқиқ этиш.

 

Ишдан мақсад. Ўзаро боғлиқ тебратгичлар майдонларини қўшиши орқали ўткир йўналтирилган нурланишни ҳосил қилиш усулини; йўналганлик тавсифларини кўпайтирув теоремаси ҳамда боғлиқ тебратгичнинг йўналганлик диаграммасини бошқариш усулини ўрганиш.

Масаланинг қўйилиши. MMANA дастури имкониятларидан кенг фойдаланган ҳолда   боғлиқ тебратгични  моделлаштириш ва параметрларини тахлил қилиш.  

Қисқача назарий маълумот. Симметрик тебратгич ва бошқа шунга ўхшаш якка тебратгичлар кучсиз йуналганлик хусусиятига эга. Бир йўналишли нурлатиш ёки тор йўналганлик диаграммасини ҳосил қилиш талаб этилган ҳолатларда  икки ёки ундан ортиқ тебратгичлардан ташкил топган антенналардан фойдаланилади. Бундай тебратгичлар бир - бирига сезиларли таъсир кўрсатганлиги сабабли боғлиқ тебратгичлар деб аталади.  Боғлиқ тебратгичлар (БТ) ЭЮК киритиш усули ёрдамида амалга оширилади. Бу ғоя 1922 йилда Ражинский ва Бриллюэн томонидан бир-бирига боғлиқ бўлмаган ҳолатда тарғиб қилган. Турлича жойлаштирилган иккита тебратгичдан иборат бўлган тизимни кўриб чиқамиз.

 

                                  

 

3.1-расм. Боғлиқ тебратгичларнинг нурлатиш майдонининг ифодаланиши

 

     Бунда  2-тебратгич таьсирида 1-тебратгичнинг сиртида электр майдон кучланганлигининг тангенсиал (уринмавий) ташкил этувчилари ҳосил бўлади, у эса ўз навбатида 1- тебратгичда ЭЮК ни ҳосил қилади. Лекин бунинг натижасида чегаравий шартлар бузилади. Чунки электр майдон кучланганлигининг тангенсал ташкил этувчилари идеал ўтказгич сиртида «0»га тенг бўлиши керак. Шу сабабли чегаравий шартлар бажарилиши учун 2-чи тебратгич ўз энергиясини 1-чи тебратгичнинг сиртида тангенсиал ташкил этувчилар ҳосил қилиш учун сарфлайди, фақат уларнинг ишораси қарама-қарши бўлиши керак. Яъни тебратгичнинг энергияси қайта тақсимланади ва тебратгичнинг нурлатиш қаршилиги ҳам ўзгаради.

Тебратгичнинг хусусий қаршиликлари қуйидагига тенг

 

                                         Z_Σ1=Z_Σ11+Z_Σ12,

                               Z_Σ2=Z_Σ22+Z_Σ21                                             (3.1)

                   

бунда, Z_Σ11 ва  Z_Σ22 - эркин фазодаги антеннанинг хусусий                                              нурлатиш қаршилиги;   Z_Σ12  ва Z_Σ21 - ҳосил қилинган қаршилик.

 

                           Z_Σ12кир=R_Σ12кир+jX_12кир                               (3.2)

 

 Ифодадаги R_Σ12кир - иккинчи тебратгич таьсирида биринчи  тебратгичдан сочилган қувватни  ифодалайди; X_{Σ12кирит} -  иккинчи тебратгич  таъсирида биринчи  тебратгичга боғлиқ бўлган қувват.

Умумий ҳолатда ҳосил қилинган қаршиликларни ҳисоблаш анча қийинчилик туғдиради. Киритилган қаршиликни ҳисоблашда (тебратгичнинг параллел жойлашуви енгиллик яратади) амплитуда ва фазалари бир хил бўлган, бир хил узунликдаги параллел жойлашган тебратгичдан фойдаланиш анча қулай. Бундай хусусий ҳолатдаги келтирилган қаршилик ўзаро мос деб аталади. Мос қаршиликлар фақат геометрик параметрлар: d/λ, H/λ, l/λ боғлиқ.

Агар,  R₁₂   манфий бўлса, у ҳолда 2- тебратгич таъсирида 1-тебратгичда сочилувчи қувват камаяди. Мос қаршиликлар учун график ва жадваллар мавжуд.

 

Дастур қўлланмаси

АП  асосий электр ва йўналганлик характеристикаларини ҳисоблашда MMANA-GAL компютер дастуридан фойдаланилади. Ушбу дастур АП  асосий электр ва йўналганлик характеристикаларини ҳисоблаш ва уларни тахлил қилиш имконини беради. Ҳисоблашлар лаҳзалар усулида амалга оширилади. Маълум ўтказгичлар тўплами (яъни, аннтенна элементлари) ҳақидаги дастлабки маълумотларни киритиш натижасида дастур ЙД шаклини қуради,  КК, ТТК, ҲТК ва бошқа  шу каби асосий параметрларни ҳисоблайди. Дастур антенна параметрларини реал шароитларда ҳисоблаш имкониятига эга бўлиб, унда ўтказгич материалининг турини, антеннанинг ўрнатилиш баландлиги танлаш,  реал муҳит параметрлари ва ҳ.к. ларни киритиш мумкин.

MMANA дастури антенналарни моделлаштириш ва тахлил қилишда жуда кенг имкониятларни яратади. Бу дастур ёрдамида қуйидаги амалларни бажариш мумкин:

-         антеннани сичқонча ёрдамида чизиш ёки жадвал ёрдамида киритиш;

-         жуда кўп турдаги антенналарни моделлаштириш;

-         антеннанинг йўналганлик диаграммасини хисоблаш;

-         мавжуд антенналарни характеристикалари бўйича солиштириш;

-         элементнинг резонанс частотасини сақлаб қолган ҳолда, унинг шаклини исталганча ўзгартириш;

-         кўпқаватли антенналарни стеклар ёрдамида ҳосил қилиш;

-         антеннанинг характеристикасини танланган параметри бўйича оптимизация қилиш, бунда оптимизация жараёнини кузатиш мумкин;

-         оптимизация қадамларини жадвал кўринишида сақлаб қўйиш;

-         антеннанинг турли характеристикаларини график кўринишида қуриш;

-         бир қатор мослаштирувчи қурилмаларни хисоблаш;

-         барча маълумотларни график ва жадвал кўринишида сақлаб қўйиш;

-         антеннанинг кириш қарилиги Z_кир, ТТК, КК бўйича оптималлаштириш жараёнини созлаш.

Қуйидаги 1...4 - расмларда дастурнинг антенна панжарасини моделлаштириш наъмуналари кўрсатилган  асосий ойналари келтирилган.

Дастурнинг биринчи ойнаси 1-расмда тасвирланган бўлиб, унда моделаштирилаётган антеннанинг асосий параметрлари: ишчи частота (ёки тўлқин узунлиги),  геометрик ўлчамлари, қўзғатувчи параметрлар (манбалар), юкламалар ва уларнинг параметрлари келтирилган.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-расм. MMANA-GAL дастурининг биринчи асосий «Геометрия» ойнаси

        

Дастурнинг  антенна моделини  намойиш (демонстрациялаш) этиш учун мўлжалланган ойна 2-расмда тасвирланган.

3-расмда дастурнинг учинчи ойнаси келтирилган бўлиб, унга муҳит параметрлари (“Земля” варақаси), антеннанинг кўтарилиш баландлиги, антенна ясалган материал тури киритилади шунингдек, ҳисоблаш натижалари олинади.

Дастурнинг тўртинчи ойнаси 4-расмда кетирилган. Унда антеннанинг майдоний координаталар тизимида  (горизонтал ва вертикал текисликларда) ҳисобланган ЙД  ва асосий характеристикалари келтирилади.

 

 

2-расм. MMANA-GAL дастурининг иккинчи асосий “Вид” ойнаси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-расм. MMANA-GAL дастурининг учинчи асосий “Вычисления” ойнаси

        

Модел параметрларини кириш ва уларни кўринишларини ўзгартиришнинг бир нечта йўллари мавжуд: 1-расмда кўрсатилган антеннанини ташкил этувчи ўтказгичларни координата жадвалларини тўлдириш орқали; «Правка провода» ойнасида сичқонча ёрдамида ўтказгичларни чизиш орқали; «Правка провода» ойнасида жойлашган махсус ойнада ўтказгичларнинг координаталарини кириш орқали.

«Правка провода» ойнаси тўрта ойнадан (вкдалка) ташкил топган бўлиб, уларнинг ҳар бири чизиқли координаталар тизимининг белгиланган текислигига мос келади. Шу тариқа, антеннанинг  узунлигини  ўзгартириш орқали юқорида келтирилган ихтиёрий текисликда уни моделлаштириш мумкин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    4-расм. MMANA-GAL дастурининг тўртинчи асосий “ДН” ойнаси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-расм. «Правка провода» ойнаси, «Объемный вид» варақаси

 

Юқоридаги 5-расмда моделни уч ўлчовли фазода тасвирлаш учун «Правка провода» ойнаси кўрсатилган.

6-расмда моделнинг XOY текислигида тасвирлаш учун «Правка провода» ойнаси кўрсатилган.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6-расм. «Правка провода» ойнаси, «Плоскость XOY» варақаси

 

7-расмда  моделни XOZ текислигида тасаввур этиш учун «Правка провода» ойнаси келтирилган.

8-расмда  моделни YOZ текислигида тасаввур этиш  учун «Правка провода» ойнаси келтирилган.

Шунингдек, айнан шу ойналарда «Создать провод» ёки  «Создать рамку» тугмаларини фаоллаштирган ҳолатда  сичқонча ёрдамида антенна моделини чизиш имконияти мавжуд.

MMANA-GAL дастурида асосийларидан ташқари қўшимча ойналарга эга бўлиб, уларда тадқиқ этилаётган антеннанинг дастлабки берилган параметрлари билан боғлиқ бўлган, ҳамда моделлаштириш натижасидаги электр ва йўналганлик хусусиятлари ҳақидаги маълумотларни кўриш мумкин.

Масалан, дастур моделлаштирилган антеннанинг ТТК, ҲТК, кириш қаршилиги каби параметрларни кўрсатади.

Антеннанинг актив ва реактив қаршиликларини частотага боғлиқлик графиги 9-расмда тасвирланган. Частота диапазонининг қийматлари шу ойнадаги «Полоса» шаклида кўрсатилади. Шу билан бирга ҳисоблаш учун керакли бўлган қўшимча параметрларни ҳам киритиш мумкин.

10-расмда ТТК нинг частотаги боғлиқлик ойнаси келтирилган.

11-расмда антеннанинг кучайтириш коэффициентига (дБ) ҳамда  ҳимоя таъсир коэффициентига боғликлик ойнаси келтирилган.

12-расмда вертикал ва горизонтал текисликларда қурилган  ЙД тасвирланган ойна келтирилган.

Сўнги «Установки» ойнасида ҳисоблашдаги ўртача частота қиймати («Центральная частота»), ТТК ўзгариш оралиғи («Предел КСВ»), ҳисоблашнинг қўшимча нуқталари («Дополнительные точки»), мослаштирувчи қурилмалар («Установки согласования»), мослаштирувчи частота  қиймати («Частота согласования»).

Хулоса сифатида  шу таъкидлаб  ўтиш лозимки, MMANA дастурининг такомиллашган интерфейс ва қўшимча имкониятларга эга бўлган янги талқинлари даврий равишда ишлаб чиқилмоқда. Аммо унинг асосий ишлаш принциплари ўзгармасдан қолмоқда.

 

 

 

 

9-расм. Актив ва реактив қаршиликларнинг частотага боғлиқлик ойнаси

 

10-расм. ТТК частотага боғлиқлик ойнаси

 

11-расм. Антеннанинг кучайтириш коэффициенти ва ҳимоя таъсир коэффициентларининг частотага боғлиқлик ойнаси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кўрсатиш панелида юкланган тасвир кўрсатиб турилади. Агар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

юкланадиган тасвир ўлчами панелга сиғмаса у чапдан ёки тепадан кесилади. Бошқариш панелида юкланган тасвирни қайта ишловчи жараённи бошқарувчи барча зарурий элементлар жойлаштирилади.

Бундан ташқари бошқарув панелида қайта ишланган тасвир пареметрларини ҳам кўриш мумкин.

 

Назорат саволлари

1.     Боғлиқ  тебраткич деб қандай қурилмага айтилади?

2.     Боғлиқ  тебраткичларнинг майдони қандай аниқланади?

3.     Боғлиқ  тебраткичлар ЙД қандай ҳолатларда ён баргчаларга эга бўлади?

4.     Боғлиқ  тебраткич тизим кўпайтирувчиси ҳақида маълумот беринг?

5.     Боғлиқ тебраткичлардан ташкил топган тизимнинг хусусиятлари нималардан иборат?

6.     Рефлектор ва директорларнинг бажарадиган вазифаларини тушунтиринг.

7.     Актив тебраткич деб қандай тебраткичга айтилади?

8.     Пасив тебраткич деб қандай тебраткичга айтилади?

 

 

 

Фойдаланилган адабиётлар

 

1.    Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

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

3.    Гончаренко И.В. Антенны КВ и УКВ. Компьютерное моделирование. MMANA. M.: ИП Радиософт, журнал «Радио», 2004.

4.    Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

5.    www.sut.ru

4-лаборатория иши. Логопериодик антеннани  тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Логопериодик антенналарнинг йўналганлик хусусиятларини ва кириш қаршилигини тадқиқ қилиш.

Масаланинг қўйилиши:  антенна макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, берилган частота диапазонларида антеннани созлаш, лаборатория  шароитида антенна макетининг ЙД ўлчаш, фидердаги ТТК қийматини ўлчаш, олинган натижалар асосида антеннанинг меъёрлашган ЙД чизиш ва ишлаш принципини тушунтириш.

Қисқача назарий маълумот

 Логопериодик 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. Логопериодик антенна (ЛПА) қуйидаги конструкциядан ташкил топади (4.1-расм).

 

4.1-расм. Қисқа тўқин диапазони ясси логопериодик

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 қуйидагига тенг

 

,                                   (4.1)

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 логопериодик антенналарнинг йўналганлик диаграммалари директорли антенналарнинг йўналганлик диаграммасига ўхшаш бўлади. Демак, резонансдан узоқ масофада жойлашган вибраторлар (нисбатан узунроқ) рефлектор режимида 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 логопериодик 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 диапазони логопериодик антеннаси икки ўтказгичли линияга уланган чизиқли вибраторлардан ташкил топади (2.2-расм). Қўзғатиш икки ўтказгичли линия ўтказгичларидан бирининг ичига жойлаштирилган труба кўринишида тайёрланган коаксиал 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 диапазон антенналари билан бир хилдир.

4.2-расм. УҚТ диапазони логопериодик антеннаси

 

Назорат саволлари

 

1.       Логопериодик антеннанинг коннструкцияси асосида қайси принцип ётади?

2.       ЛПА нинг ишлаш принципини тушунтиринг.

3.       ЛПА нинг актив зонаси деб нимага айтилади?

4.       ЛПА нинг йўналганлик хусусиятлари нима орқали аниқланади?

5.       ЛПА нинг кириш қаршилиги нима орқали аниқланади?

6.       ЛПА нинг ишчи диапазони нима орқали чегараланади?

7.       Нима учун антенна логопериодик деб номланади?

8.       Логопериодик антенналар қандай алоқа тизимларида қўлланилади?

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

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

 

Фойдаланилган адабиётлар

 

1.     Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

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

3.    Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

 

 

 

 

 

 

 

 

5-лаборатория иши. Рупорли антеннани  тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Рупорли антенна ва металлопластик линзаларнинг ишлаш принципи билан танишиш. Е ва Н текисликларида рупорнинг ўлчам ва шаклларининг йўналганлик диаграммасига таъсирини ўрганиш. Рупорга қўйилган металопластик линзанинг унинг йўналганлик диаграммасига таъсирини ўрганиш. Экспериментал йўналганлик диаграммаларини таҳлил қилиш.

Масаланинг қўйилиши:  антенна макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, берилган частота диапазонида секториал рупорларни тадқиқ этиш, антеннанинг меъёрлашган йўналганлик диаграммасини чизиш ва ишлаш принципини тушунтириш.

Қисқача назарий маълумот

 Охири очиқ тўлқин ўтказгич ЎЮЧ диапазонининг оддий антеннаси ҳисобланади. Тўлқин ўтказгичда тарқалаётган электромагнит тўлқинлар учи очиқ тўлқинўтказгичдан қисман қайтади ва қисман нурланади. Бунда тўлқин ўтказгичдан очиқ фазога ўтиш жойида юқори тартибли тўлқинлар ва тўлқинўтказгич ташқи деворларида юза токлари ҳосил бўлади.

Охири очиқ тўлқинўтказгич кўринишидаги антенна суст йўналтирилган антенна ҳисобланади. Ҳақиқатдан ҳам, ўткир йўналганлик диаграммасини, яъни катта қийматли йўналганлик коэффициентини қўлга киритиш учун тўлқин тарқатувчи юзанинг ўлчамлари тўлқин узунлиги  λ га нисбатан анча катта бўлиши керак. Бу вақтда тўлқинўтказгичнинг ўлчамлари муайян белгиланган қийматлардан ошмайди.  Агарда бу қийматлардан ошса, у ҳолда юқори тартибли тўлқинлар ҳосил бўлади. Н₁₀ тўлқинли тўғрибурчакли тўлқинўтказгич (3.1-расм) учун кўндаланг кесим ўлчамлари λ/2<а<λ,  b<λ/2 оралиқларда олинади.

 

3.1-расм. Тўғрибурчакли тўлқин ўтказгич

 

Тўлқинўтказгичли нурлатгичнинг яна бир камчилиги, унинг очиқ фазо билан ёмон мослашганлигидир. Шундай қилиб, кичик йўналганлик коэффициенти эгалиги ҳамда электромагнит тўлқинларнинг тўлқинўтказгич охиридан жадал аксланиши ҳисобига, учи очиқ тўлқинўтказгичлар самарасиз антенна ҳисобланади.

Ўткирроқ йўналганлик диаграммасини хосил қилиш учун тўлқинўтказгични рупорга ўзгартириш йўли билан тўлқинўтказгичнинг кўндаланг кесими ўлчамлари бир текис оширилади. Бунда тўлқинўтказгичдаги майдон структураси деярли сақланади. Тўлқинўтказгичнинг рупорга айланиш жойида юқори тартибли тўлқинлар ҳосил бўлади. Агар рупорнинг ёйилиш бурчаги унча катта бўлмаса, у ҳолда, асосий тўлқиндан ташқари барча турдаги тўлқинлар рупорнинг атрофида тез сўнади.

Юқори тартибли тўлқинларни ҳисобга олмайдиган бўлсак,  асосий турдаги тўлқиннинг рупордаги майдон структураси тўлқинўтказгичдаги асосий тўлқин майдон структурасига ўхшашдир. Шундай қилиб, тўлқинўтказгич кўндаланг кесимининг текис оширилиши, унинг эркин фазо билан мослашувини яхшилайди.

Агар тўғрибурчакли тўлқинўтказгичнинг кенгайиши фақат битта текисликда амалга оширилса, у ҳолда рупор секториал (секторли) деб номланади. Тўлқинўтказгичнинг Н векторига параллел бўлган a девори ўлчамини ошириш йўли билан ҳосил қилинган рупор секториал Н-текисликли рупор деб аталади (3.2.а-расм).

Тўлқинўтказгичнинг Е векторига параллел бўлган b девор ўлчамини ошириш йўли билан ҳосил қилинган рупор секториал E-текисликли рупор деб аталади (3.2.б-расм)

Рупор тўлқинўтказгичнинг а ва b ўлчамларини бир вақтнинг ўзида ошириш йўли билан ҳосил қилинса, у холда пирамидал рупор деб номланади (3.2.в-расм), доиравий тўлқинўтказгич кўндаланг кесимини ошириш йўли билан ҳосил қилинса – конуссимон рупор деб номланади(3.2.г-расм).

Ёйилиш ўлчамларидан ташқари рупорлар L узунлик ва ёйилиш бурчаги φ₀ орқали характерланади.(3.4-расм). О нуқтаси рупорнинг учи деб номланади.

 

 

3.2-расм. Рупорли антеннанинг турлари

 

Пирамидасимон рупордаги майдон структураси 3.3-расмда келтирилган. Рупорнинг ён деворлари бир бирига параллел бўлмаганлиги сабабли, рупор деворларида чегаравий шартларни таъминлаш учун тўлқин ўтказгичдан рупорга келаётган электромагнит майдон векторлари бир неча бор ўз йўналишларини ўзгартиради.

3.3-расм. Секториал Е-текисликли рупор антеннадаги майдон структураси (узлуксиз тўғри чизиқлар билан электр майдон куч чизиқлари, пунктир чизиқларда эса магнит майдон куч чизиқлари тасвирланган)

 

Шунинг учун рупорда тенгфазали майдон текисликлари (тўлқин фронти) тўлқинўтказгичдагига ўхшаш текислик ҳисобланмайди, балки, секторсимон рупорларда цилиндрик юзали ва пирамидасимон ҳамда конуссимон рупорларда эса сферик юзали текисликлар ҳисобланади (3.4-расм). Шу сабабдан, рупор ёйилмасининг майдони носинфазалидир.

3.4-расм. Рупорнинг бўйланма кесими

 

Х координатали М ишчи нуқтада майдоннинг фазаси ёйилма маркази

фазасидан

,                                            (3.1)

катталикка орқада қолади.

Максимал фаза оғиши (фаза хатолиги) эса рупор ёйилмасининг четки қисмларида:

Н -секториал рупор учун

,                                                          (3.2)

ва Е -секториал рупор учун

,                                                 (3.3)

ифодалар орқали аниқланади.

 

Шундай қилиб, рупор ёйилмасида йўналганлик диаграммасининг кенгайиши ва нолли нурланиш бурчакларининг йўқолишига олиб келувчи квадратик фаза бузилишлари юзага келади.

Агар рупордаги максимал фаза бузилиши

 

Н текислигида – ΔΨ_max = 3π/4,                                   (3.4)

    Е текислигида – ΔΨ_max = π/2,                       (3.5)

 

қийматлардан ошмаса, у ҳолда йўналганлик диаграммаларини ҳисоблашда фаза бузилишлари ҳисобга олинмайди.  Ёйилмадаги майдоннинг амплитуда тақсимоти тўлқин ўтказгичдаги. асосий тўлқин тақсимотига ўхшаш бўлади.

Мисол учун, Н₁₀ тўлқинли пирамидасимон рупор учун Е текислик да амплитуда тақсимоти текис тақсимланади, Н текислигида эса четга қараб косинусоидал қонун бўйича ўзгаради. Бу ҳолда пирамидасимон рупорнинг йўналганлик диграммаси қуйидаги формула бўйича ҳисобланади.

Н-текислигида

 

                              (3.6)

Е-текислигида

                         (3.7)

бу ерда,   φ^Е ва φ^Н  -  Z ўқи ва Е ва Н текисликларига мос равишда кузатилаётган нуқта йўналишлари орасидаги бурчаклар; k – тўлқин сони.

Е ва Н текисликларида ярим қувватда йўналганли диаграммаларининг кенгликлари қуйидаги формула ёрдамида ҳисобланиши мумкин.

 

2φ^Е_0,5= 51⁰ λ/b_р,                                        (3.8)

                                   2φ^Н_0,5= 67⁰ λ/а_р,                                           (3.9)

Е ва Н текисликларидаги рупорларнинг йўналганлик диаграммалари ўзаро боғлиқ эмас. Масалан, Е текислигида рупорнинг кенгайиши ёки торайиши фақат шу текисликдаги йўналганлик диаграммасининг ўзгаришига олиб келади.

         Рупорли антеннанинг йўналганлик коэффициенти қуйидаги ифода ёрдамида ҳисобланади.

  .                                     (3.10)

Бу ерда      S – рупор ёйилмаси текислигининг юзаси; ν – ёйилмадаги амплитуда ва фаза тақсимотига боғлиқ бўлган ёйилма юзасидан фойдаланиш коэффициенти.

Назорат саволлари

1.    Рупор антенна турларини айтинг ва уларни чизинг.

2.    Қўзғатилган текислик йўналганлик диаграммаси текислик ўлчамларига қандай боғланган.

3.    Қўзғатилган текислик йўналганлик диаграммаси майдоннинг амплитуда тақсимотига қандай боғланган.

4.    Қўзғатилган текислик йўналганлик диаграммаси майдоннинг фаза тақсимотига қандай боғланган. Фаза тақсимотининг турлари (фаза хатоликлари).

5.    Рупор текислигидаги майдон фазаси қайси қонун бўйича ўзгаради ва у рупорнинг қайси параметрларига боғлиқ.

6.    Қандай турдаги рупор антенналар оптимал деб аталади.

7.    Бир хил текисликли лекин ҳар хил узунликларга эга бўлган рупор антенналарнинг йўналганлик диаграммаларини солиштиринг.

8.    Нима учун Е ва Н текисликли секториал рупорларинг рухсат этилган фаза бузилишлари ҳар хил.

9.    Рупор антенналарнинг диапозонли хусусиятлари қандай.

10.          Рупор антенналар қўлланилиш соҳаларини келтиринг.

 

Фойдаланилган адабиётлар

 

1.    Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

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

3.    Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

 

 6-лаборатория иши. Параболик антеннани  тадқиқ этиш.

 

Ишдан мақсад: Нурлатгич жойлашишининг параболик антенна йўналганлик диаграммасига таъсирини ўрганиш.

 

Масаланинг қўйилиши: параболик антенна макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, кўзгуни нурлатгичга кўрсатадиган таъсирини тадқиқ этиш, антеннанинг меъёрлашган йўналганлик диаграммасини чизиш ва ишлаш принципини тушунтириш.

 

Қисқача назарий маълумот

Параболик антенна нурлатгич ва унинг сферик тўлқинини ясси тўлқинга  айлантириб берувчи кўзгудан ташкил топган. Кўзгу ўткир йўналган нурланишни вужудга келтиради. 6.1-расмда параболик кўзгунинг эскизи келтирилган бўлиб, унда сферик тўлқин хосил қилувчи нуқтавий манба жойлашган кўзгунинг  F фокусидан келувчи нурлар тасвирланган.

ОF оралиқ фокус масофа дейилади ва f0 билан белгиланади. Параболоид шакли билан чегараланган кўзгу қисми (z = z0 шарт бажарилганда) кўзгунинг ёйилиши деб номланади. CD тўғри чизиқ эса параболоид ёйилиши текислигининг кесимини ифолайди.

 

6.1- расм. Параболик антеннанинг эскизи

 

FAB синиқ чизиғи нурлатгичдан чиқаётган электромагнит тўлқиннинг ихтиёрий нури йўналишини кўрсатади. Бизга аналитик геометрия курсидан маълумки, бу йўналишнинг узунлиги парабола сиртидаги нуқталарнинг ҳолатига боғлиқ эмас. Шунинг учун, кўзгудан қайтган барча нурлар, ёйилиш текислигидаги  ва унга параллел бўлган текисликдаги нурлар бир хил фазада бўлади. Шундай қилиб, параболик антенна нуқтавий манбадаги сферик тўлқини ясси тўлқинга айлантириб беради. Реал нурлатгичлар нуқтавий бўлмайди. Бироқ, нурлатгичнинг фаза маркази параболанинг фокуси билан мос тушса, парабола фокусида жойлашган нурлатувчини нуқтавий манба деб ҳисоблаш мумкин.

Агар нурлатгичнинг фаза маркази фокусга мос равишда кўзгу ўқига перпендикуляр йўналишда силжиса, у ҳолда кўзгу нуқталарида мос равишда қайтган нурлар кўзгунинг ёйилиш текислигига бир вақтда келиб тушмайди. Демак, 2-нур ёйилиш текислигига 1-нурга қараганда, 3-нур эса 2-нурга қараганда кеч бориб тушади, яъни кўзгунинг ёйилиш текислиги синфаз бўлмай қолади. 6.2.-б расмда  кўзгунинг ΔX силжиш катталигининг ҳар хил қийматларида парабола текислигига мос равишда фаза тақсимот қонунлари келтирилган. Кўзгу ΔX силжиш катталигининг кичик қийматларида ва керакли даражадаги узун фокусли кўзгуда ёйилиш текислигидаги фаза тақсимоти тўғри чизиққа яқинроқ бўлади. Шунинг учун бу ҳолда кўзгунинг фокусдан кўзгу ўқига перпендикуляр йўналишда силжиши 4.1- в расмда кўрсатилган кўзгу силжишига тескари томонга йўналганлик диаграммасининг ўзгаришига олиб келади.

Йўналганлик диаграммасининг айланиш бурчаги υ2  нурлатгич кичик силжиганда тахминан  υ1 нурлатгичнинг силжиш бурчагига тенг бўлади.

 

6.2-расм. Антеннанинг йўналганлик диаграммасини шакллантириш

 

ΔX силжишининг ошиб бориши антенна текислигидаги фаза оғишларига олиб келади. Фаза оғишлари рухсат этилган (45⁰) қийматдан ошмаслиги учун қуйидаги шарт бажарилиши керак.

 

Δх £ 0,6 λ/sinΨ0.                                      (6.1)

 

Бу ерда      λ –тўлқин узунлиги;    Ψ0 – кўзгунинг ёйилиш бурчаги.

Нурлатгичнинг фокусдан парабола ўқига перпендикуляр йўналишда силжишидан амалиётда параболик антеннанинг йўналганлик диаграммасини бошқаришда кенг қўлланилади. Бунда одатда кўзгу Z ўқига перпендикуляр равишда эмас балки фокус масофасига тенг радиусли ёй бўйича ўзгартирилади.

Кўзгунинг фокал ўқи (Z ўқи) атрофида айлантирилишида ҳам антенна текислигида майдоннинг ночизиқли фаза бузилишлари (асосан квадратик) юзага келади. Бу параболик антенна йўналганлик диаграммасининг кенгайишига ва ундаги нолларнинг йўқолишига олиб келади.

Реал нурлатгичларнинг йўналганлик диаграммаларида нурлатгичдан тарқалаётган барча энергия кузгуга бориб тушмайди. Нурлатгич энергиясининг бир қисми кўзгуни четлаб ўтади, бу кўзгули антенна йўналганлик диаграммасида ёнг япроқлар сатҳларининг ошишига олиб келади.

Параболик антеннанинг йўналганлик коэффициентини (ЙК) формула ёрдамида ҳисоблаш мумкин

.                                           (6.2)

Бу ерда,  S –ёйилиш текислигининг юзаси;  ν_нат = νη1 – кўзгули антеннанинг натижавий ёйилиш юзасидан фойдаланиш коэффициенти ( КИП); ν –текисликнинг амплитуда тақсимоти билан аниқланадиган (агар текислик синфаз равишда қўзғатилса) кўзгу текислигининг ёйилиш юзасидан фойдаланиш коэффициенти; η₁ = Р_Σ/ Р_нур - кўзгу тарқатган қувватнинг нурлатгич тарқатган қувватга нисбати (кўзгудаги йўқотишлар бу ерда ҳисобга олинмайди).

Кучайтириш коэффициенти (КК) G ни қуйидаги формула ёрдамида аниқлаш мумкин

G = η₂*D.                                         (6.3)

Бу ерда      η₂ = Р_Σ / Р_НУР;  Р_НУР-нурлатгичга тушган қувват.

η₂  коэффициентини кўзгули антеннанинг ФИК деб аташ мумкин бўлиб, унда нурлатгичдаги иссиқлик энергияси йўқотишлари, нурлатгичнинг маҳкамлаш элементларидаги йўқотишлар, бўёқларда, кўзгу ички текислиги қопламаларидаги йўқотишлар ҳисобга олинади.

Агар кўзгунинг берилган шаклида (R0/ƒ0 = const) нурлатгичнинг йўналганлик дианграммаси кенгайтирилса, у ҳолда кўзгудан тарқалаётган нурлар текис тарқалади(апертуравий КИП ошади), бу эса ν нат  ва йўналганлик коэффициентининг ошишига олиб келади. Лекин кўзгу яқинидан ўтувчи нурларнинг энергияси ошади(η1 камаяди) бу эса ν нат  ва йўналганлик коэффициентининг камайишига олиб келади.

Кузгу йўналганлик диаграммасининг торайиши билан амплитуда тақсимоти нотекислиги ошиб боради (ν камаяди), натижада ν нат  ва йўналганлик коэффициенти камаяди, лекин бир вақтнинг ўзида нурлатгич энергиясининг кўзгу чеккларидан қуйилиши (тошиб чиқиши) камаяди (η1 ошади) бу эса ν нат  ва йўналганлик коэффициентининг ортишига олиб келади.

Антеннанинг йўналганлик коэффициентига таъсир кўрсатувчи иккита ўзаро қарама қарши факторлар R0/ƒ0 ўзгармас катталикда ёки кўзгунинг ёйилиш бурчаги (2Ψ0) ва нурлатгичнинг ўзгарувчан йўналганлик диаграммасида ҳамда йўналганлик коэффициентининг максимал қийматида нурлатгичнинг оптимал тўлқин тарқатиш шарти аниқланади.

Амалиётда қўлланиладиган кўп турдаги нурлатгичлар учун кўзгунинг оптимал тўлқин тарқатиш шарти, нурлатгичнинг йўналганлик диаграммаси  кўзгунинг четки қисмларидаги майдон кучланганлигининг (Ечет) унинг учидаги майдон кучланганлигига (Е0)  нисбатан 10дБ га камроқ майдон кучланганлигини таъминласа, бажарилади.

 

20lg(Е_чет /Е₀) = -10 дБ  ёки  Е_чет /Е₀ = 0,316.

 

Параболик антеннанинг йўналганлик диаграммаси нурлатгичнинг йўналганлик диаграммаси ва кўзгу шакли (R0 /f0) га қараб аниқланади.

 

 

Назорат саволлари

1.  Параболик антеннанинг ишлаш принципини тушинтиринг.

2.   Қандай қилиб антеннанинг йўналганлик диаграммасига кўзгу ёйиш текислигида майдон амплитудасини аниқлаш таъсир кўрсатади?

3.  Қандай қилиб антеннанинг йўналганлик диаграммасига кўзгу ёйиш текислигида майдоннинг фаза бузилиши таъсир кўрсатади?

4.  Ёйилиш юзасидан фойдаланиш коэффициенти деб нимага айтилади?

5.  Парабола текислигининг эффектив юзаси деб нимага айтилади.

6.  Антеннанинг йўналтириш коэффициенти ва кучайтириш коэффициенти деб нимага айтилади.

7.  Нурлатгичнинг фокусдан силжиши натижасида антеннанинг йўналганлик коэффициенти қандай ўзгаради.

8.  Кўзгунинг нурлатгичига қандай талаблар қўйилади. Параболик антенналарнинг нурлатгичлари сифатида қандай турдаги антенналар қўлланилади.

9.  Параболик антеннанинг соя эффекти деб нимага айтилади.

10.                      Кўзгунинг нурлатгичга реакцияси деб нимага айтилади.

11.                      Қандай бурчаг кўзгунинг оптимал ёйилиш бурчаги деб аталади.

12.                      Параболик антеннанинг йўналганлик диаграммаси қайси параметрларга боғлиқ.

 

Фойдаланилган адабиётлар

1.     Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

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

3.    Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

7-лаборатория иши. Диэлектрик антеннани тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Лаборатория ишини бажариш натижасида талабалар:

-диэлектрик стерженли антенналарнинг қурилмаси ва ишлаш принципини билишлари;

-диэлектрик стерженли антенналар йўналганлик характеристикаларини экспериментал тадқиқ қилиш ва ҳисоблай олиш кўникмаларига эга бўлишлари керак.

Масаланинг қўйилиши: диэлектрик стерженли антенналар макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, кўзгуни нурлатгичга кўрсатадиган таъсирини тадқиқ этиш, антеннанинг меъёрлашган йўналганлик диаграммасини чизиш ва ишлаш принципини тушунтириш.

 

Қисқача назарий маълумот

Диэлектрик антенналарнинг ишлаш принципи диэлектрик муҳит чегаравий муҳитидан электромагнит тўлқинларнинг тўлиқ ички қайтишига асосланган.

Бизга маълумки ясси электромагнит тўлқинларнинг иккита диэлектрикнинг чегараланмаган узунлик юзаси бўлимига келиб тушишида, иккита шарт бажарилганда сирт тўлқинлари ҳосил бўлади:

- тўлқин катта диэлектрик сингдирувчанликли диэлектрик  дан кичик диэлектрик сингдирувчанликли диэлектрик  нинг юзасига берилади (одатда иккинчи диэлектрик ҳаво бўлади).

- тўлқиннинг тушиш     бурчаги тўлиқ ички қайтиш бурчаги (критик бурчак) дан катта ёки тенг бўлади.

Оптик жиҳатдан кичик диэлектрик сингдирувчанликка эга бўлган диэлектрикда шакллантирилган сирт тўлқинлари иккита диэлектрик орасидаги юзага “ёпишади” ва қуйидаги хусусиятлар билан тавсифланади:

- бу тўлқиннинг майдон кучланганлигининг амплитудаси ҳавода экспоненциал қонун бўйича юза қисмида нормал бўйича камайиб боради ;

- сирт тўлқинлари антенна ўқи бўйича йўналтирилган бўлиб, бу тўлқиннинг фаза тезлиги v, ёруғлик тезлиги с дан кичик ва    параметрли ( яъникатталикли ) чексиз муҳитдаги тўлқиннинг фаза тезлигидан каттадир;

-  ва майдон кучланганликлари векторларининг бўйланма ташкил этувчилари мавжуд.

Антеннанинг диэлектрик стерженини диэлектрик тўлқин ўтказгичнинг бўлаги сифатида қараш мумкин. Диэлектрик тўлқин ўтказгичлар назариясидан маълумки уларда симметрик ва носимметрик тўлқинлар тарқалиши мумкин. Симметрик турдаги тўлқинлар диэлектрик стерженли антенналарда ишлатилмайди. Бунга сабаб ўқлар симметриясига асосан уларнинг стержен ўқи атрофида тўлқин тарқатмаслигидир.  ва  (, ) носимметрик тўлқинлар диэлектрик тўлқин ўтказгичларда бўлинмайди, балки улар биргаликда ҳаракатланадилар. Бу тўлқинлар орасида  гибрид тўлқини асосий тўлқин ҳисобланади.

 тўлқини майдонининг тақсимоти қуйидаги 7.1-расмда келтирилган.  тўлқинидан фарқли равишда доиравий металл тўлқин ўтказгичларда диэлектриклар чегарасида тўлқиннинг электр майдони ташкил этувчилари нолдан фарқлидир, бу диэлектрикдан ташқарида майдон мавжудлигидан вужудга келади.

 

7.1-расм. Диэлектрик стержендаги  тўлқиннинг майдон структураси

 

Қаттиқ диэлектрик ўзида ҳавога нисбатан анча кучли бўлган майдон концентрацияси хусусиятига эга. Шунинг учун стерженнинг ўлчамлари стерженда ва ўраб олган муҳитда тарқалувчи электромагнит майдон энергиясининг тақсимотига ўз таъсирини ўтказади. Агар стерженнинг диаметри тўлқин узунлигига тенг бўлса, энергиянинг катта қисми унинг ичига узатилади, диаметрнинг кичрайишида эса энергиянинг катта қисми стерженнинг ташқи қисмига берилади.

Барча сирт тўлқинлари антенналари иккита элементдан ташкил топади:

Электромагнит майдон шакллантиргичи (коаксиал тўлқин ўтказгичли оралиқ) ва шакллантиргичда ҳосил қилинган электромагнит тўлқинларини сирт тўлқинлари майдонига айлантириб берувчи секинлаштирувчи структурани ўз ичига олувчи антенна (йўналтиргич).

 

Стерженли диэлектрик антенналарнинг йўналтириш хусусиятлари

Сирт тўлқинлари антенналарини икки хил жиҳатдан таҳлил қилиш мумкин:

- тарқатилаётган электромагнит тўлқинлар қўзғатувчи сиртга синфаз равишда ҳосил қилинади деб ҳисобланади. Бундай сирт бўлиб, антенна учидаги сирт тўлқинларининг ясси фронтинингқисми ҳисобланади. Секинлаштириш коэффициенти c/v қанча кўп бўлса, эффектив нурловчи сирт шунча кичик бўлади. Максимал нурланиш тўлқин фронтига перпендикуляр, яъни антенна ўқи атрофида йўналган.

 тўлқинли диэлектрик стерженлар  вектори линиясида диэлектрик стержен кўндаланг кесимида битта асосий z ўқига перпендикуляр йўналишга эга (6.1-расм), шунинг учун диэлектрик стерженни силжиш токлари (қутбланиш) ёрдамида қўзғатиладиган ва уларнинг ўқлари стержен ўқига перпендикуляр бўлган узлуксиз вибраторлар тизими (7.2. расм) сифатида қараш мумкин. Бу токларнинг фазалари антенна бошидан ҳисобланадиган масофага тўғри пропорционал равишда ўзгаради, амплитудалари эса (йўқотишларга қарамасдан) бир хилдир.

 

7.2-расм. Антенна ишлаш принципини тушинтириш учун ( югурма тўлқинларини ҳосил қилиш).

 

Шундай қилиб, диэлектрик антеннани узлуксиз манбалар тақсимотига эга бўлган ва кичик фаза тезлигига эга бўлган югурма тўлқин антенналари сифатида қараш мумкин. Бундай антеннанинг йўналтириш характеристикаси қуйидаги формула ёрдамида ҳисобланиши мумкин.

.                                      (7.1)

Бу ерда,   - антенна битта элементи йўналнанлик характеристикасининг меъёрланган кўпҳади қиймати (, );  - диэлектрик стержен узунлиги; c/v – 7.3-расмдаги графикдан аниқланувчи тўлқинни секинлаштириш коэффициенти;  - очиқ фазодаги тўлқин узнлиги;  - стержен ўқидан бошлаб ҳисобланувчи бурчак.

 

Йўналганлик диаграммасининг шакли стержен ўлчамларини танлаш орқали аниқланади: унинг d диаметрини, стержен узунлиги ни ва стержен материалини. Тўлқинни секинлаштириш катталиги стерженнинг кўндаланг кесими ўлчамлари билан боғлиқ. Ингичка стерженда секинлашиш c/v бирга яқин ва деярли сирт тўлқинларининг барча энергияси стержендан ташқарига берилади, натижада йўналтиргичнинг йўналтириш хусусияти йўқолади. Стержен диаметри катталашиши билан секинлашиш ва югурма тўлқинлар қўзғалиш эффективлиги ошади.

 

7.3-расм. v/c нинг нисбий диаметр ва диэлектрик стержен материалига боғлиқлиг графиги.

 

Лекин қалин стерженда тўлқиннинг сезиларли секинлашиши ҳисобига стержен учида кераксиз нурланишлар ошиб боради. Булар стерженда майдон структурасининг, йўналганлик диаграммасининг бузилишига олиб келади. Шунинг учун цилиндрсимон стерженларнинг диаметрлари тўлқин узунлиги қийматидан катта бўлмайди ва қуйидаги шарт бўйича аниқланади

.                                              (7.2)

Амалиётда стержен учидаги нурланишларни камайтириш учун ( ён япроқ сатҳини камайтириш учун ) стерженлар конуссимон шаклда қурилади, диаметри

,                                                    (7.3)

.                                  (7.4)

 

Диэлектрик стерженли антенна ҳам бошқа югурма тўлқин антенналари каби йўналтириш коэффициентининг максимал қийматига эришиш учун оптимал узунликка эга бўлиши керак. Бизга маълумки бундай антенналарнинг оптимал узунлиги секинлашиш коэффициентига боғлиқ бўлиб қуйидаги формула ёрдамида аниқланади

 

.                                            (7.5)

 

Диэлектрик стерженли антенналарнинг йўналганлик коэффициенти  ва кучайтириш коэффициенти  қуйидаги формула ёрдамида аниқланиши мумкин

 

.                                              (7.6)

 

Шуни айтиш керакки оптималдан икки марта катта стержен узунлигини танлашда антенна ўқи атрофида йўналганлик диаграммасининг паасйиши кузатилади.

 

Назорат саволлари

 

1.       Диэлектрик стерженли антенналарнинг конструкцияси ва ишлаш принципини тарифланг.

2.       Диэлектрик стержен шакллантирган тўлқин турини танлашни тушинтиринг.

3.       Стерженли антенналар узунлиги қандай сабаблар туфайли чекланади, унинг оптимал узунлиги қандай аниқланади.

4.       Йўналганлик диаграммаси диэлектрик стержен шакли ва ўлчамлари билан қандай боғланган.

5.       Диэлектрик стержен қандай қилиб тўлқин ўтказгич ва ўраб олган муҳит билан мослаштирилади.

6.       Секинлаштириш коэффициенти ва унинг диэлектрик стержен ўлчамларига боғлиқлиги.

7.       Диэлектрик стерженларни шакллантириш усуллари.

8.       Диэлектрик антенналар йўналганлик диаграммаларини торайтириш йўллари.

9.       Диэлектрик антенналарнинг қўлланилиш соҳалари.

10. Диэлектрик антенналарнинг диапазонлик хусусиятлари.

 

Фойдаланилган адабиётлар

 

1.     Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

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

3.    Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

8 – лаборатория иши. Синфаз ясси антенна панжарани тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Лаборатория ишини бажариш натижасида талабалар

- синфаз ясси антенна панжарани конструкциясини, ишлаш принципини, унинг конструктив элементлари вазифасини, антеннанинг йўналганлик характеристикаси хусусиятларинини, йўналганлик характеристикасининг частота ва конструктив параметрларга боғлиқлигини билишлари;

-лаборатория шароитида антенна макетининг йўналганлик диаграммаларини, фидердаги югурма тўлқин коэффициенти қийматларини аниқлай олишлари керак.

 

Масаланинг қўйилиши: синфаз ясси антенна панжара макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, берилган ишчи частоталарни антеннанинг йўналганлик хусусиятига  кўрсатадиган таъсирини тадқиқ этиш, антеннанинг меъёрлашган йўналганлик диаграммасини чизиш ва ишлаш принципини тушунтириш.

 

 

Қисқача назарий маълумот

 

Мобиль алоқа тизимида қўлланилувчи антенналарнинг аксариятини панелли антенналар ташкил этади. Улар ўзида  бир турдаги нурлатгичлардан ташкил топган чизиқли ёки ясси антенна панжарасини мужассамлаштиради. Одатда, антенна панжарасининг элементи сифатида симметрик тебратгичлардан (цилиндрик, ясси, елпиғичсимон) фойдаланилади.

Панелли антенналар секторли йўналганлик диаграммасини (ЙД) ҳосил қилиб, унда бош баргчанинг горизонтал текисликдаги  кенглиги вертикал текисликдагига нисбатан кенгроқ  бўлади

(8.1-расм). 

 

 

 

 

 

 

 

                          а)                                                               б)

8.1-расм. Панелли антеннанинг йўналганлик диаграммаси:

а - горизонтал текисликда, б - вертикал текисликда

 

Горизонтал текисликдаги нурланишнинг сектор бурчагини қиймати панелли антенна ичига жойлаштирилган чизиқли панжараларнинг сонига боғлиқ бўлиб, одатда, битта ёки иккита панжарадан иборат бўлади.  Панелли антеннанинг вертикал текисликдаги ЙД бош баргчасининг кенглиги чизиқли панжарадаги элементлар сонига боғлиқ. Иккита чизиқли антенна панжарасидан ташкил топган панелли антенна 6.2-расмда келтирилган.

Чизиқли антенна панжарасида майдон ҳосил бўлиш хусусиятини кўриб чиқамиз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.2-расм. Антенна панжараси

 

Нурланишда  юқори йўналганликни ва  белгиланган текисликда ЙД бош баргчасининг секторли шаклини ҳосил қилиш учун,  фазода белгиланган тартибда жойлаштирилган,  талаб этилган амплитуда ва фаза муносабатига  эга бўлган токлар билан қўзғатиладиган тебратгичлар, тирқишли охири очиқ тўлқин ўтказгичлар каби суст йўналтирилган антенналардан ташкил топган тизимдан фойдаланиш мумкин.  Бунда,  панелли антеннанинг умумий йўналганлик хусусияти   тизимнинг габарит ўлчови (айниқса нурлатгичлар сони кўп бўлганда) билан боғлиқ бўлиб, алоҳида нурлатгичларнинг йўналганлик хусусиятлари энг кам аҳамиятли ҳисобланади. 

Бундай тизимлар сарасига антенна панжаралари (АП) киради. Одатда, АП деб, фазода бир хил йўналтирилган ва маълум қонуният асосида жойлаштирилган нурлатувчи элементлар тизимига айтилади. Элементларнинг жойлашувига кўра АП нинг  чизиқли, ясси, гардишли, цилиндрсимон ва бошқа турлари мавжуд. Улардан энг кўп тарқалгани чизиқли ва ясси АП ҳисобланади.

Энг содда АП чизиқли бўлиб, унда нурлатувчи элементлар панжара ўқи бўйлаб жойлаштирилади.  Чизиқли   АП   икки турга бўлинади: эквидистант (8.3.а-расм) ва ноэквидистант (8.3.б-расм). Эквидистант АП да қўшни нурлатувчи элементлар бир хил d масофа узоқликда, ноэквидистант АП да,   турлича d масофа узоқликда жойлашади. Одатда, чизиқли АП бошқа турдагиларни таҳлил қилишда ўз хусусиятига кўра асосий ҳисобланади.

Бир хил турдаги  ва фазода бир нуқтага йўналтирилган нурлатгичлардан ташкил топган  АП дан ўткир нурланиш ҳосил қилишда фойдаланилади. Бу шарт бажарилиши учун АП даги барча нурлатгичларнинг майдонлари белгиланган йўналишда синфаз тарзда устма-уст тушиши, бошқа барча йўналишларда носинфаз бўлиши керак.

 

 

 

 

 

 

 

 

d₁ = d₂ = d₃

а)

 

 

 

d₁ ≠ d₂ ≠ d₃

 

б)

8.3-расм. Чизиқли АП: а-эквидистант; б-ноэквидистант

 

Бир хил турдаги, эквидистант ва фазонинг бир нуқтасига йўналтирилган нурлатгичлардан ташкил топган  АП нинг  йўналганлик характеристикаси (ЙХ) битта нурлатгич  ЙХ нинг тизим кўпайтувчисига (АП кўпайтувчиси) кўпайтмаси орқали аниқланади. ЙХ ҳосил қилишнинг бу усули қайта кўпайтириш теоремаси деб аталади ва қуйидаги кўринишда  ифодаланади

 

f(θ,φ)=f₀ (θ,φ)· f_c(θ,φ) .     (8.1)

 

Бунда, f₀(θ,φ) – элементнинг комплекс ЙХ;  f_c(θ,φ) - тизим кўпайтувчиси бўлиб, у нурлатувчи элемент турига боғлиқ эмас ва майдоннинг ихтиёрий компонентаси учун бир хил.

Шунингдек, АП  синфаз (элементларни қўзғатувчи токлар орасидаги фаза силжиши Δψ=0 га тенг) ва фазаланган (элементларни қўзғатувчи токлар орасидаги фаза силжиши Δψ≠0 га тенг эмас)  бўлиши мумкин.

Чизиқли АП ларда учта асосий нурлатиш  режими фарқланади:  кўндаланг, қия ва бўйлама. №1 лаборатория ишида кўндаланг нурлатиш режими (1.4.а-расм), №2 лаборатория ишида қия нурлатиш режими (6.4.б-расм) тадқиқ этилади.

 

 

 

 

 

 

 

                              

 

                           а)                                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.4-расм. Чизиқли АП:  а - кўндаланг нурлатувчи, б - қия нурлатувчи

 

Кўндаланг нурлатувчи чизиқли АП нурлатувчи элементлари бир хил амплитудали токлар билан қўзғатилади.  Унинг кўпайтувчиси тебратгичлар сони n га, тебратгичлар орасидаги нисбий масофа d/l  га ва қўшни тебратгичларнинг ток фазалари фарқи  Dψ га  боғлиқ.

Кўндаланг нурлатувчи чизиқли АП нинг максимал нурлатиш йўналиши (Δψ=0 га тенг бўлганда) унинг ўқига нисбатан перпендикуляр эканлигини билиш жуда муҳим. Сабаби,  айнан шу йўналишда узоқ зонада барча элементларнинг майдонлари синфаз тарзда устма-уст тушади. Тебратгичлар орасидаги масофа керагидан ортиқ узоқликда жойлашганда эса, майдонлар бошқа йўналишларда  ҳам синфаз қўшилиши мумкин. У ҳолда ЙД бир нечта бош баргчага эга бўлади.

Синфаз АП нинг элементлари орасидаги масофа d<λ  бўлганда, ЙД битта бош баргчага, d>λ/2 бўлганда бош  баргча  нормалдан  оғган ҳолатда  иккинчи (ёки бир нечта) қўшимча бош баргчага эга бўлади. Қўшни тебратгичларнинг ток фазаларини фаза ўзгартиргичлар ёрдмида Δψ га силжитиш ҳисобига АП нинг максимал нурлатиш йўналишини бошқариш мумкин. Агар нурлатгичлар орасидаги масофа d ярим тўлқин узунлигидан кичик бўлса, АП нинг ЙД фаза силжиши Δψ нинг ихтиёрий қийматларида ҳам фақат битта бош баргчага эга бўлади.

АП да бир тарафлама нурлатишни ҳосил қилиш учун унинг орқа қисмига  яхлит металл пластина  ёки металл тўр кўринишидаги рефлектор жойлаштирилади. Одатда, рефлекторнинг ўлчамлари панжарадан катта қилиб танланади  ва  панжарага нисбатан  чорак тўлқин узунлиги оралиғида ўрнатилади. Рефлекторнинг ишлаш самарадорлиги асосий йўналишдаги нурланиш қарама-қарши тарафдаги нурланишга  нисбатан неча мартага (ёки неча дБ га)  кўплигини кўрсатувчи параметр – ҳимоя коэффициенти ёрдамида аниқланади.

Юқорида айтиб ўтилганидек, битта чизиқли АП дан ташкил топган панелли антеннанинг йўналганлик хусусиятларини ошириш учун қатордаги элементлар соннини кўпайтириш лозим. Натижада ЙД  бош баргчаси вертикал текисликда тораяди.

ЙД бош баргчасини горизонтал текисликда торайтириш учун (нурлатиш секторини ўзгартириб) эса, чизиқли АП сонини кўпайтириш керак. Шу тарзда, чизиқли таркибдан яссига ўтилади (8.5-расм).

 

 

8.5-расм. Ясси антенна панжараси: а- YOX текисликда (Е векторнинг текислиги), б – YOZ текисликда (Н векторнинг текислиги)

 

Ясси панжара деб, N₂ та нурлатгичлар қаторидан ва ҳар бир қаторда N₁ та нурлатгичлардан ташкил топган тизимга айтилади. АП умумий тебратгичлар сони:   N= N₁· N₂   кўринишда аниқланади.

Ясси панжаранинг ЙХ ҳисоблашда дастлаб чизиқли панжаранинг (битта қаторни) ЙХ ҳисобланади, сўнгра чизиқли панжаранинг фаза марказида жойлашган нурлатгичларнинг ҳар бир қаторини нуқтали эквивалент нурлатгич билан алмаштирилади. Шунингдек, ясси панжарани ҳисоблаш вертикал жойлашган чизиқли панжарани ҳисоблашга олиб келади. Ундаги эквивалент элементлар қуйидагича  амплитуда диаграммасига эга бўлади

 

                                               (8.2)

 

 Тебратгичдаги ток амплитудалари тенг ва панжара элементларининг ЙД  f₁(θ,φ) бир хил эканлигини ҳисобга олган ҳолда,  ушбу нурлатгичлар майдонларининг узоқ зонадаги қўшилиши натижасида қуйидагига эга бўламиз

 

         ,                                       (8.3)

бунда,           ва          умумлашган  координаталар; θ ,φ – мос текисликлардаги нормал ва  антеннага йўналтирилган нур орасидаги бурчак, k – тўлқин сони.

Мобил лоқа тизимларини қуришда ва уларга техник хизмат кўрсатишда ундаги барча компоненталарнинг электр параметрларини ўлчаш зарурати юзага келади. Бу каби асосий компоненталардан бири антенна - фидер тракти бўлиб, турғун тўлқин коэффициенти (ТТК) унинг  муҳим тавсифи ҳисобланади.

ТТК  антенна ва фидернинг мослашиш даражасини (шунингдек,  узатгич чиқишини фидер билан мослашганлигини) белгилаб,  қуйидагича аниқланади

 

(8.4)

бу ерда, Р_тушув  ва Р_аск -  тушган ва аксланган тўлқин қувватининг қиймати.

       ТТК узатиш линиясининг мослашганлик кўрсатгичи бўлиб, антеннанинг кириш қаршилиги Z_кир  фидернинг тўлқин қаршилиги  W_ф дан қанчага фарқ қилишини кўрсатади. 

       Агар  Z_кир = W_ф  бўлса,  ток амплитудаси линия бўйлаб доимий қийматга эга бўлади.  Агар Z_кир ≠ W_ф бўлса,  қайтган тўлқин тушувчи тўлқин билан қўшилади ва интерференция юзага келади. Натижада фидерда токнинг нотекис амплитуда тақсимоти ҳосил бўлади. Фидер охири тўлиқ беркитилган бўлса (қисқа туташув), тушувчи тўлқиннинг тўлиқ аксланиши кузатилади ва ток тақсимотидаги минимумлар нолга тенг бўлади. Яъни, фидер актив қувватни узатмайди.

       Мобил алоқа тизимларидаги антенна-фидер трактининг ТТК қиймати 1,2 дан ошмаслиги керак.

Назорат саволлари

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

2. Қандай антенна панжараси чизиқли деб аталади?

3. Қандай антенна панжараси эквидистант деб аталади?

4. Қандай антенна панжараси тенг амплитудали деб аталади?

5. Қандай антенна панжараси синфаз деб аталади?

6. Йўналганлик характеристикасининг  қайта кўпайтириш теоремасини моҳиятини тушунтиринг?

7. Чизиқли ва ясси антенна панжараларининг йўналганлик хусусиятлари қайси параметрларга боғлиқ?

8. Панелли антеннанинг конструктив хусусиятлари нимада?

9. Панелли антенналарнинг асосий хусусиятлари нимада?

10.  Панелли антенналарнинг йўналганлик диаграммаси бошқариш қандай усулда амалга оширилади?

 

Фойдаланилган адабиётлар

1.    Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

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

3.    Арипова У.Х., Шахобиддинов А.Ш. “Мобил алоқа панелли антенналарини йўналганлик хусусиятларини тадқиқ этиш”, Ўқув мажмуа. Тошкент, ТАТУ, 2015.

9-10  – лаборатория ишлари. Чизиқли ва ясси антенна панжара  моделларини компьютерда тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Лаборатория ишини бажариш натижасида талабалар компьютерда чизиқли антенна панжара  модели конструкциясини яратишлари, уни ишлаш принципини, унинг конструктив элементлари вазифасини, антеннанинг йўналганлик характеристикаси хусусиятларинини, йўналганлик характеристикасининг частота ва конструктив параметрларга боғлиқлигини билишлари керак.

Масаланинг қўйилиши: MMANA дастури имкониятларидан кенг фойдаланган ҳолда   чизиқли антенна панжарани  моделлаштириш ва параметрларини тахлил қилиш.  

 

Қисқача назарий маълумот бўйича 8-лаборатория ишига қаранг.

 

Масаланинг берилиш  шарти: Чизиқли эквидистант амплитудаси тенг тақсимланган АП ўқлари панжара ўқи билан мос тушувчи n та яримтўлқинли тебратгичлардан ташкил топган. Нурлатгичлар орасидаги нисбий масофа  d/λ    га  тенг (ҳисобланаётган панжара параметрлари ҳақидаги дастлабки маълумотлар 2.2-жадвал асосида ўқитувчи томонидан берилади).                

Талаб этилади:

1.     Берилган АП чизинг. Расмда панжара қадами d, кузатув нуқтаси ва панжара ўқининг  нормали орасидаги бурчакни кўрсатинг.

2.     Битта тебратгич учун йўналганлик характеристикаси ифодасини Е вектор текслигида ёзинг (бунда, бурчак θ панжара ўқининг нормалидан бошлаб ҳисобланади).

3.     АП кўпайтувчиси учун ифодани ёзинг.

4.     АП йўналганлик характеристикаси учун ифодани ёзинг.

5.     Синфаз АП бўлган ҳолат учун қуйидагиларни ҳисобланг (олинган натижаларни 2.3-жадвалга киритинг):

-                  максимал нурланиш йўналиши θ_бош;

-         нурлатиш мавжуд бўлмаган йўналишлар θ₀₁, θ₀₂;

-         ЙД бош баргчасининг тўлиқ қувват 2θ₀ ва ярим қувват 2θ_0,5 бўйича кенглигини аниқланг;

-         θ_max1, θ_max2  йўналишни ва ЙД дастлабки иккита ён баргчаларнинг нисбий сатҳлари   ξ₁, ξ₂ аниқланг;

-         АП асосий нурлатиш йўналишидаги йўналтирилган таъсир коэффициент D ни қуйидаги тахминий тенглама ёрдамида аниқланг D ≈ 2L/λ,  бунда L = (n – 1)d  - панжара узунлиги.

6.     АП қўшни тебатгичларининг ток фазалари орасига  силжиш киритилгандаги бош баргчаси йўналишини θ_бош аниқланг.

7.     Ҳисоблаш натижаларини тахлил қилинг ва улар асосида хулоса ёзинг.

 

 

2.2-жадвал.

Вариант	Панжарадаги элементлар сони,  n	Элементлар орасидаги нисбий масофа, d/λ	Қўшни элементларнинг  ток фазалари орасидаги фаза силжиши ψ, градусларда
1 …… N

 

 

 

                                                                           2.3-жадвал.

Ҳисобланган параметрлар	Ўлчов бирлиги	Ҳисоблаш натижалари
θгл θmax1 θmin1 θmax2 θmin2 2θ0 2θ0,5 ξ1 ,ξ2 D	градусларда градусларда градусларда градусларда градусларда градусларда градусларда дБ –

 

 

НАЗОРАТ  САВОЛЛАРИ

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

2.    Қандай антенна панжараси чизиқли деб аталади?

3.    Йўналганлик характеристикасининг  қайта кўпайтириш теоремасини моҳиятини тушунтиринг?

4.    Чизиқли антенна панжараларининг йўналганлик хусусиятлари қайси параметрларга боғлиқ?

5.    Панелли антеннанинг конструктив хусусиятлари нимада?

6.    Панелли антенналарнинг асосий хусусиятлари нимада?

7.       Панелли антенналарнинг йўналганлик диаграммаси бошқариш қандай усулда амалга оширилади?

8.       Панелли антенналарнинг йўналганлик хусусиятларини вертикал ва горизонтал текисликларда қандай ўзгартириш мумкин?

9.       Панелли антеннадаги нурлатувчи  элементларнинг алоҳида хусусиятлари нимада?

10.  Панелли антеннадаги нурлатувчи элементларнинг сони нимага ва қандай таъсир кўрсатади?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        V. КЕЙСЛАР БАНКИ

Логопериодик антенна

Берилган кейс-стадининг мақсади: Тингловчиларда ер усти рақамли телевидениеси  сигналларини қабул қилиш учун мўлжалланган логопериодик антенна бўйича билим ва кўникмаларни ривожлантириш, тилган мавзулар бўйича эгалланган билимларини текшириб кўришдан иборат.

Кутилаётган натижалар: Ўрганилаётган мавзу бўйича амалий кўникмаларга эга бўлади; антенналарнинг йўналган ва электр параметрлари турларини ўрганади ва таҳлил қилади; муаммоларни ечиш учун антенналарнинг йўналганлик хусусиятларини қиёсий таҳлилини ўтказади; йўналганлик диаграммаларини бошқариш усулларини ўрганади; ҳар бир фаолият тури бўйича тавсиялар ишлаб чиқиш кўникмалари шаклланади.

Кейс-стадини муваффақиятли бажариш учун тингловчи қуйидаги билимларга эга бўлиши лозим:

Тингловчи билиши керак: олий математика, физика, электромагнитизм фанларидан чуқур билимларга; антенналарнинг йўналганлик диаграммаларини қиёсий таҳлили;  антенналарни синфланиши, частота  диапазони бўйича гуруҳланишини.

Тингловчи амалга ошириши керак: мавзуни мустақил ўрганади; муаммонинг моҳиятини аниқлаштиради; ғояларни илгари суради; маълумотларни танқидий нуқтаи назардан кўриб чиқиб, мустақил қарор қабул қилишни ўрганади; ўз нуқтаи назарига эга бўлиб, мантиқий хулоса чиқаради; маълумотларни таққослайди, таҳлил қилади ва умумлаштиради;

Кейс-стадида реал вазият баён қилинган. Кейс-стадининг объекти – ер рақамли телевидение сигналларини қабул қилувчи логопериодик антенна.

Кейс-стадида ишлатилган маълумотлар манбаи: еррақамли телевидениесида юқори сифатли тасвир сигналларини қабул қилишда вужудга келадиган муаммолар асосида олинган маълумотлар асосида ишлаб чиқилган.

Кейс-стадининг типологик хусусиятларига кўра характеристикаси: мазкур кейс-стади кабинетли кейс-стади тоифасига кириб, сюжетсиз ҳисобланади. Кейс-стади муаммоларни тақдим қилишга, уларни ҳал этишга ҳамда таҳлил қилишга қаратилган.

Бу ташкилий-институционал кейс-стади, таҳлилий ёзишма кўринишида тузилган.

У тузилмаланмаган, қисқа ҳажмдаги кейс-стади – технология ҳисобланади. Ўқув топшириғини тақдим этиш усули бўйича – кейс-стади топшириқ.

Дидактик мақсадларга кўра тренингли кейс-стади ҳисобланади, шунингдек бу кейс-стади амалий машғулоти давомида белгиланган мавзу бўйича олинган билимларни мустаҳкамлашга мўлжалланган. Ушбу кейс-стади ОТМ тингловчилари учун “Антенна асослари” фанида фойдаланилиши мумкин.

 

 Кейс-стади: Логопериодик антенна

Ер усти рақамли телевидениеси сигналларини қабул қилувчи логопериодик 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. Логопериодик антенна (ЛПА) қуйидаги конструкциядан ташкил топади.

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 қуйидагига тенг

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 логопериодик антенналарнинг йўналганлик диаграммалари директорли антенналарнинг йўналганлик диаграммасига ўхшаш бўлади. Демак, резонансдан узоқ масофада жойлашган вибраторлар (нисбатан узунроқ) рефлектор режимида 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 логопериодик 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 диапазони логопериодик антеннаси икки ўтказгичли линияга уланган чизиқли вибраторлардан ташкил топади. Қўзғатиш икки ўтказгичли линия ўтказгичларидан бирининг ичига жойлаштирилган труба кўринишида тайёрланган коаксиал кабел ёрдамида амалга оширилади. Коаксиалдан иккиўтказгичли линияга ўхшаш ўтишда симметрияловчи қурилма талаб қилинмайди. Вибратор узунликлари l_n/l_n+1 = τ шартни қаноатлантиради.

ЛПА ўхшаш тебратгичлардан ташкил топган бўлиб, уларнинг ўлчамлари ва  характеристикалари α  ва  τ  параметрлар орқали ифодаланади; τ - таркибнинг ўлчовсиз  даври,  τ=.l₁/l_2.=.l₃/l.₄=…...=.l_n-1/l_w; l –  n-чи тебратгичли елка узунлиги.

     Антеннанинг актив соҳасига турли хилдаги елка узунлиги l=0,25λ тенг бўлган тебраткичлар киради (ундан оқиб ўтувчи ток максимал қийматга эга бўлади). Уларнинг қушни тебраткичларидан оқиб ўтаётган ток эса реактив қаршилик ҳисобига кам бўлади. Шундай қилиб, актив зонага қуйидагилар киради: резонансли тебраткич 2-3 директорлар ва 1 рефлектор λ камайиши натижасида актив зона кичик тебраткичлар тарафига силжийди; λ ортганда эса узун тебраткичлар тарафига силжийди. Йўналиш диаграммаси Е текисликда Н текисликка нисбатан анча тор бўлади. Н текисликдаги йўналиш диаграммасини торайтириш  учун фазовий логопериодек антенна ясалади.

ЛПА тебратгичлардаги фаза токи нурлатиш йўналишида ортда қолиши керак. Антеннанинг ўқи бўйлаб нурлатиш кичик тебратгичлардан тарқалади.

Шундай қилиб, ЛПА чизикли қутбланган антенна бўлиб, кенг полосадаги ўзининг электрик параметрларини деярли ўзгартирмасдан сақлайди. Унинг чегаралари чеккаларида жойлашган тебратгичларнинг ўлчамлари билан ифодаланади. УҚТ диапазонидаги ЛПА чизиқли тебраткичдан ташкил топган бўлиб, икки ўтказгичли линияга уланган. Улар икки ўтказгичли линиядан бирининг ичига жойлаштирилган коаксиал кабел ёрдамида қўзғатилади. Коаксиал линиядан иккита ўтказгичли линияга ўтиш учун симметрияловчи қурилма шарт эмас.

 

 

 

 

 

Саволлар:

1. Сизнингча ушбу ҳолатда муаммо мавжудми ва агар бор бўлса у қандай муаммо?

2. Ушбу вазиятда муаммони қайд этувчи қандай исбот-далилларни келтира оласиз?

3. Логопериодик антеннани ишчи частота диапазони чекланг ва чеклаш сабабини ажратиб кўрсатинг.

4. Муаллифнинг ечими сизни қониқтирадими?

5. Бундай вазиятда сиз муаммони қандай бартараф этган бўлар эдингиз?

 

Амалий вазиятни босқичма – босқич таҳлил қилиш ва ҳал этиш бўйича тингловчига методик кўрсатмалар

Кейс-стадини ечиш бўйича индивидуал иш йўриқномаси

1. Аввало, кейс-стади билан танишинг. Муаммоли вазият ҳақида тушунча ҳосил қилиш учун бор бўлган бутун ахборотни диққат билан ўқиб чиқинг. Ўқиш пайтида вазиятни таҳлил қилишга ҳаракат қилинг.

2. Биринчи саволга жавоб беринг.

3. Маълумотларни яна бир маротаба диққат билан ўқиб чиқинг. Сиз учун муҳим бўлган сатрларни қуйидаги ҳарфлар ёрдамида белгиланг:

“Д” ҳарфи – муаммони тасдиқловчи далиллар,

“С” ҳарфи – муаммо сабабларини,

“О.О.Й.” ҳарфлари – муаммони олдини олиш йўллари.

4. Ушбу белгилар 2,3,4 саволларга ечим топишга ёрдам беради.

5. Яна бир бор саволларга жавоб беришга ҳаракат қилинг.

Гуруҳларда кейс-стадини ечиш бўйича йўриқнома.

1. Индивидуал ечилган кейс-стади вазиятлар билан танишиб чиқинг.

2. Гуруҳ сардорини танланг.

3. Ватман қоғозларда қуйидаги жадвални чизинг.

 

Муаммони таҳлил қилиш ва ечиш жадвали

 

Ишни якунлаб, тақдимотга тайёрланг.

 

Аудиториядан ташқари бажарилган иш учун баҳолаш мезонлари ва кўрсаткичлари

Тингловчилар рўйхати	Асосий муаммо ажратиб олиниб, тадқиқот объекти аниқланган макс. 6 б	Муаммоли вазиятнинг келиб чиқиш сабаби ва далиллари аниқ кўрсатилган макс. 4 б	Вазиятдан чиқиб кетиш ҳаракатлари аниқ кўрса- тилган макс. 10 б	Жами макс. 20 б

 

Аудиторияда бажарилган иш учун баҳолаш мезонлари ва кўрсаткичлари

Гуруҳлар рўйхати	Гуруҳ фаол   макс. 1 б	Маълумотлар кўргазмали тақдим этилди макс. 4 б	Жавоблар тўлиқ ва аниқ берилди   макс. 5 б	Жами   макс. 10 б
1.
2.

 

8-10 балл – “аъло”, 6-8 балл – “яхши”, 4-6 балл – “қониқарли”,              0-4 балл – “қониқарсиз”.

 

IV. Ўқитувчи томонидан кейс-стадини ечиш ва таҳлил қилиш варианти

Кейс-стадидаги асосий муаммо: Кейсдаги асосий муаммо ер  рақамли телевидениесида қўлланиладиган қабул қилувчи антенналар ичида  энг мақбул (оптимал) вариантларини ишлаб чиқишга қаратилган.

Муаммони тасдиқловчи далиллар: Муаммоли вазиятни таҳлил қилишга ҳаракат қиламиз. Қўлланилиш соҳасига кўра ер усти рақамли телевидениесида  қўлланиладиган антенна турини аниқлаймиз.

·                   Симметрик тебратгич;

·                   Директорли антенна;

·                   Логопериодик антенна;

Муаммоли вазиятнинг келиб чиқиш сабаблари: аналог телевизион сигнални рақамли шаклга ўзгартирилганда, чиқишдаги видео маълумотлар оқими 240 Мбит/с гача етиши мумкин ва бу бир соатда узатилаётган маълумотлар учун 108 Гбайтни ташкил этади. Бу ўз навбатида рақамли телевидение алоқа тармоғи учун 120МГцли ўтказиш полосаси бўлишини талаб этади ва бундай катта ҳажмли маълумотни 8МГцли стандарт телевизион каналдан узатиш мумкин эмас. Бундай катта ҳажмдаги рақамли маълумотларни ёзиш ва хотирада сақлашда, рақамли серверларни яратишда кўпгина қийинчиликларни келтириб чиқаради. Шу сабабли видеосигнал кўрсаткичларини мослаштириш ва алоқа каналларидан узатиш учун, телевизион тасвир маълумотларнинг ортиқчалигини ҳисобга олган ҳолда, сиқиш усулларидан фойдаланилади. Сиқалган сигналларни қабул қилишда кенч частота полосасига эга бўлган диапазонли антенналардан фойдаалниш таалб этилади. Симметрик тебратгич ва дикерторли антенналар тузилиш констркуциясига кўра  тор полосали ҳисобланади. Юқорида келтирилган талабга фақат логопериодик антенна жавоб беради. Логопериодик антенна кенг частота диапазонида қайта созлашларсиз ишлаш хусусиятига эга. Шу сабабли рақамли телевтидениеда узатувчи барча каналлар сигналларини қайта созлашларсиз тўлиқ қабул қилади.

Муаллиф ўз таклифида муаммони олдини олишда қуйидаги йўлларини кўрсатиб берган:

Рақамли телевизион сигналларни сифатли қабул қилишда  муқобил қабул деб номланувчи тушунча мавжуд. У эса ўз навбатида:

-         антеннанинг кучайтириш коэффийиенти;

-         антенналарнинг кўтарилиш баландлиги;

-         Ернинг рельефи;

-         УҚТ диапазонидаги сигналларнинг тарқалиш хусусияти;

-         Тўғридан-тўғри кўриш масофаси

каби омилларга узвий боғлиқ.

ТАТУ Телерадиоэшиттириш тизимлари кафедрасида мазкур муаммоли вазиятни ҳал қилиш чора тадбирлари сифатида MMANA компьютер дастури асосида махсус виртуал лаборатория ишлари яратилган. Яъни тингловчиларга календар режа асосида ушбу лаборатория машғулотлари мунтазам равишда олиб борилмоқда.

Мазкур вазиятдан келиб чиқиб, олиб бориладиган мунтазам изланишлар ва тадқиқотлар натижаси антеннанинг модели яратилади ва турли параметрларни ўзгартириш орқали энг оптимали вариант аниқланади.

	Дискрет косинус ўзгартириш (ДКЎ);	Вейвлет ўзгартириш (ВЎ).	Хаффман усули
Битта кадрни қайта ишлаш вақти [с];	0.23	0.09	0.18
сиқиш коэффициенти ;	12.3	25.5	18.4
ўртача сифат. дБ.	40.5	49.5	35.3
ахборот узатиш тезлиги [кбит/с]	4858.3	8484.5	7945.1
Сиқилган файл ҳажми [кбит]	547896	347536	478521

 

 

Вазиятдан чиқиб кетиш ҳаракатлари: Ҳисоблашлар лаҳзалар усулида амалга оширилади. Маълум ўтказгичлар тўплами (яъни, аннтенна элементлари) ҳақидаги дастлабки маълумотларни киритиш натижасида дастур ЙД шаклини қуради,  КК, ТТК, ҲТК ва бошқа  шу каби асосий параметрларни ҳисоблайди.

Якуний хулоса

Муаммонинг ечими: Вертуал лаборатория антенна параметрларини реал шароитларда ҳисоблаш имкониятига эга бўлиб, унда ўтказгич материалининг турини, антеннанинг ўрнатилиш баландлиги танлаш,  реал муҳит параметрлари ва ҳ.к. ларни киритиш мумкин.

 

Кейс-стади ўқитиш технологияси

Ўқув машғулотининг технологияси модели

Машғулот вақти-2 соат	Тингловчилар сони: 25 –30 та гача
Машғулот шакли ва тури	Амалий-билимларни мустаҳкамлаш ва кўникма ва малакаларни шакллантириш бўйича амалий машғулот
Ўқув машғулот режаси	1. Тингловчилар билимларини фаоллаштириш мақсадида блиц - сўров ўтказиш. 2.Кейс-стади мазмунига кириш. Муаммони ва уни ечиш вазифаларини аниқ ифода этиш. 3.Кейс-стадини гуруҳларда ечиш. 4. Натижалар тақдимоти ва муҳокамасини ўтказиш. 5.Якуний хулоса чиқариш. Эришилган ўқув натижаларига кўра Тингловчилар фаолиятини баҳолаш
Ўқув машғулотининг мақсади: Тебратгичли антенналарнинг қиёсий таҳлили асосида рақамли телевидение учун оптимал вариантларни танлай олиш кўникмаларини шакллантириш.
Педагогик вазифалар: - кейс-стади вазияти билан таништириш, муаммони ва уни ечиш вазифаларини ажратишни ўргатиш; - муаммони ечиш бўйича ҳаракатлар алгоритмини тушунтириш; - сиқиш алгоритмларини қиёсий таҳлил этишни тушунтириш. - рақамли телевидениеда энг оптимал вариантни танлашни ўргатиш - мантиқий хулоса чиқаришга кўмак бериш	Ўқув фаолиятининг натижалари: - кейс-стади мазмуни билан олдиндан танишиб чиқиб, ёзма тайёргарлик кўради; - вазиятга қараб муаммони ва уни ечиш бўйича вазифаларни таърифлайди; - муаммони ечиш бўйича аниқ вазиятларнинг кетма – кетлигини аниқлайди: - сиқиш алгоритм турларини ўрганади; - уларни қиёсий таҳлил қила олади; - рақамли телевидение учун модуляциянинг оптимал вариантини танлайди; - муаммоли вазифаларни ечишда назарий билимларини қўллайди; - муаммони аниқлаб, уни ҳал қилишда ечим топади; - якуний мантиқий хулосалар чиқаради.
Ўқитиш методлари	Кейс-стади, ақлий ҳужум, инсерт, мунозара, амалий усул
Ўқув фаолиятини ташкил этиш шакллари	Ўқув материали, тингловчига услубий кўрсатмалар, тақдимот, флипчарт
Ўқитиш воситалари	Индивидуал, фронтал, жамоа, гуруҳларда ишлаш
Ўқитиш шароити	Гуруҳларда ишлашга мўлжалланган, аудитория
Қайтар алоқанинг йўл ва воситалари	Блиц-сўров, тақдимот, кузатув

1-илова

Блиц-сўров савол ва жавоблари

№	Савол	Жавоб
1.	Электродинамик ўхшашлик принципи бу - .....	ишчи тўлқин узунлиги  марта ошиши билан агарда антеннанинг геометрик ўлчамлари ҳам марта ўзгарса у ҳолда антеннанинг электрик характеристикалари ўзгармайди.
2.	Антеннанинг диапазонлик хусусияти  деб,...	Берилган частота диапазони оралиғида антенна параметрлари ўз қийматларини ўзгартирмасдан сақлашига айтилади.
3.	Антенналар диапазонлик хусусиятига кўра...	·                   тор полосали; ·                   кенг полосали; ·                   диапазонли; ·                   частотага боғлиқ бўлмаган турларга бўлинади.
4.	Логопериодик антенна қайси гуруҳга оид?	Югурма тўлқин антеннаси

 

Қўшимча топширқлар муаммоли вазиятлар. (кейслар)

1.    Берилган:  УҚТ диапазонидаги логопериодик  антенна.

Савол: Антеннанинг қайси элементи актив ҳисобаланди?

Ечим: Берилган частота диапазонида λ/2 шартни қаноатлантирган  элемент актив ҳисобланади.

2.   Берилган:  Елка узунликлари  l₁=10 см,   l₂=14 см бўлган логопериодик антенна  берилган.

Савол: учун ўлчовсиз даврий структура деб номланувчи ўхшашлик коэффициентини аниқланг.

Ечим:  τ=10/14=0.7 см

3.    Берилган:  Биринчи элементининг елка узунликлари  l₁=10 см,   l_n=24см бўлган логопериодик антенна  берилган.

Савол: Ушбу  антеннанинг ишчи частота диапазонлари чегарасини аниқланг.

Ечим:  1.   λ₁=2*10=20 см,  λ₂=2*24=48 см.

2.       f₁=(3*10⁸)/(2*10^-2)=1500 МГц.

3.       f₁=(3*10⁸)/(48*10^-2)=625 МГц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI. МУСТАҚИЛ ТАЪЛИМ МАВЗУЛАРИ

 

Мустақил ишни ташкил этишнинг шакли ва мазмуни

 

Тингловчи мустақил ишни муайян модулнинг хусусиятларини ҳисобга олган ҳолда қуйидаги шакллардан фойдаланиб тайёрлаши тавсия этилади:

- меъёрий хужжатлардан, ўқув ва илмий адабиётлардан фойдаланиш асосида модул мавзуларини ўрганиш;

- тарқатма материаллар бўйича маърузалар қисмини ўзлаштириш;

- автоматлаштирилган ўргатувчи ва назорат қилувчи дастурлар билан ишлаш;

 - махсус адабиётлар бўйича модул бўлимлари ёки мавзулари устида ишлаш;

 -тингловчининг касбий фаолияти билан боғлиқ бўлган модул бўлимлари ва мавзуларни чуқур ўрганиш.

 

Тавсия этилаётган мустақил таълим мавзулари:

1. Рақамли телевидение марказларининг антенна асослари.

2. Ер  рақамли телевидение эфирини қабул қилувчи антенналар.

3. Рақамли радиоэшиттириш антенналари.

4. Симсиз Wi-Fi,  WiMAX маълумотларини  симсиз узатиш тизими антенналари. 

5. СЙ алоқа тизими антенналари.

6. Радиорелей  алоқа тизимлари антенналари.

7. Ҳаракатдаги алоқа тизими антенналари.

8. Транкинг алоқа антенналари.

 

VII. ГЛОССАРИЙ

1.	Antenna	The device for radiation and/or reception of the electromagnetic waves coming from the set direction
2.	Radio wave	The electromagnetic wave extending in space without artificial guides of lines
3.	Screening	Suppression or weakening of electromagnetic fields in a certain site of space by means of partitions screens.
4.	Broadcasting	The transfer of various information to the population which is carried out by means of set of technical means and radio waves.
5.	Loud speaker	The device for transformation of electric signals in acoustic with their radiation in open environment.
6.	Amplifier	The device intended for increase in power, tension or current of the signal brought to his entrance due to use of energy of an auxiliary source. Depending on appointment amplifiers of high, intermediate and low frequency, video amplifiers, amplifiers of a direct current, operational amplifiers, etc. distinguish.
7.	Noise	Casual fluctuations with a continuous and wide range.
8.	Band	A certain range of values of lengths of radio waves to which the code name is appropriated.
9.	Antenna array	Group of the radiators located and excited so that to give to the antenna a certain spatial radiation.
10.	Frequency	The number of fluctuations of a periodic signal for a unit of time.
11.	Band width	The width of a band of electromagnetic frequencies - how fast data flows on a given transmission path or the Edith of the range of frequencies that an electronic signal occupies on a given transmission medium. Any digital or analog signal has a bandwidth
12.	Baud rate	The speed at which (0&1) is transmitted (bits per second)
13.	Upload	Sending a file from one computer to another.
14.	World Wide Web	Internet interface that contains millions of hypertext documents.
15.	Telecommunication	Communicating over a distance. Some examples of information that can be telecommunicated are files, programs data, text, music, sound, clip art, graphics, video, and photographs
16.	Telecomputing	Computers sending or receiving information by electronic means
17.	On-line	Electronically connected through the use of a modem and telephone line cable modem or DSL.
18.	Network	Two of more computers connected together
19.	Modem	Device that allows computer signals (0&1) to be sent over telephone lines.
20.	Log On	Connecting electronically with a computer system of service usually by entering your User Name and password.
21.	Internet	A global network of many smaller computer networks
22.	Log off	Disconnecting electronically from a computer system
23.	Hypermedia	A hyperlink that links to other forms of media: graphics, sound, video etc. Information
24.	Highway	Information networks of data that are available when you go on-line
25.	Hyperlink	A link on a web page that connects to another web page or a multimedia resource (cursor arrow becomes a hand when it hovers over a link)
26.	Hypertext	Text which contains a hyperlink (usually is blue font color and underlined)
27.	Electronic Mail (E-mail)	Messages that are sent and received over a computer network
28.	http	Hypertext transfer protocol
29.	Carrier	A company which provides telephone service
30.	Competition	When several companies in an industry sell the same product or service resulting in lower prices and better customer support
31.	Deregulation	The act of taking a government-controlled industry and opening it up to private companies for the purpose of introducing competition
32.	A fee	A charge for a professional service
33.	To hook up	To make the electrical connections required for a machine or information service
34.	To install	To put in or add a piece of equipment or hardware
35.	A monopoly	When one company (or the government) has control over an industry and does not allow competition
36.	To place a call	To make a telephone call
37.	The suburbs	An area outside a city where people live rather than work
38.	Telecommunications	The industry or technology of sending and receiving messages by telephone (or other electronic devices)
39.	Allowed	All right for them to do it
40.	Answer a phone	To accept an incoming call
41.	Banned	Officially prevented from doing it
42.	Be on the phone	The state of being in the middle of a conversation with someone on the phone
43.	Call back	To contact someone through phone after they unsuccessfully tried to call you
44.	Check your messages	To call your voicemail and listen to recorded messages that were left when you missed phone calls
45.	Delete	Remove
46.	Get a call	When someone tries to reach you through the phone
47.	Get a message	To receive a oral note from someone when you missed their phone call
48.	Hang up the phone	To end a phone conversation by setting the phone down
49.	Ignore	Pay no attention
50.	Leave a message	To record a message on someone's answering machine
51.	Lower your voice	To soften your speech to decrease its volume
52.	Make a call	To dial a number on a phone in order to talk to someone else
53.	Polite	Has good manners and is not rude to other people
54.	Respond	React to something
55.	Rude	Impolite
56.	Screen your calls	To not answer calls because you are avoiding someone or many people
57.	Selfish	Care only about themselves and not about other people
58.	Send a text	To type a short message to another person with your cell phone
59.	Take a message	To hear a message that's for meant for someone else with the intent of telling them at a later time
60.	Thoughtful	Quiet and serious because you are thinking about something
61.	Turn off your phone	To shut down your cellular device
62.	Turn up	Increase the amount
63.	3G -3rd Generation Networks	Wireless networks - faster, higher bandwidth and more capacity
64.	AIDC	Automatic Identification and Data Capture -  also Mobile & Wireless RFID
65.	ArrayComm IBurst	A SmartAntenna wireless technology that can increase the capacity of spectrum by inserting a unique metric in the transmission. It can give wireless Internet connection at speeds up to 1Mbps and support more users in the same frequency band.
66.	AVL/GPS	Automated Vehicle Location based on GPS
67.	Bandwidth Optimization of Wireless Networks	Software-based techniques like compression, content reformation, etc to increase effective speeds of wireless networks
68.	Wireless Routers	New category of network routers  for SOHO wireless LANs, hot spot configuration or more advanced variety in the wide area context (convergence of Cisco router product functions and wide area wireless network functions)
69.	BREW	Binary Runtime Environment for Wireless - Application development environment from Qualcomm for Smartphones
70.	Blue Tooth	RF based local area network technology that allows handheld devices communicate over short distance - 20-30 feet
71.	Wireless Internet	A broad term used to contain all sorts of wireless e-business applications
72.	CDMA	More efficient 2nd generation PCS technology for wireless networks as compared to TDMA as compared to TDMA
73.	E911	An important public safety requirement mandated by FCC to identify accurate location of distress calls from cell phones
74.	FSO (Free Space Optics or Wireless Fibre or Wireless Optical Networking)	Optical wireless, point-to-point (soon multipoint), line-of-sight broadband solution for metropolitan applications, primarily
75.	HSCSD	High Speed Circuit-Switched Data - in interim step on GSM networks to offer 38.4 Kbps wireless data service
76.	Instant Messaging	Technology to send urgent messages in real time, rather than in store-and-forward e-mail paradigm
77.	IBM WebSphere Software Platform	An Overview of IBM's Application Server platform for mobile (and fixed) devices
78.	J2ME	Java-based application development platform, defacto standard by Sun but supported actively by Motorola, Nokia, and others
79.	LBS - Location Based Services	Technology and services that identifies the location of a mobile user and provides relevant content and services to the mobile user - related to m-commerce
80.	LMDS	For local multipoint distribution Service wireless access - of interest to the Internet ISPs and enduser organizations who are tired of high T-1 rates
81.	M-Commerce	Want to understand mobile commerce? Go for the Intro here.
82.	Mitsubishi's SwiftComm	A new wireless network technology to support high-speed access and increase capacity
83.	MMDS	Multi-channel Multipoint Distribution System) - for wireless internet access
84.	MMS	Multi-media Messaging Services - a progression from SMS to EMS  to MMS
85.	Mobile  Entertainment Also Wireless Entertainment	Discussion of consumer entertainment applications on wireless networks - games,casinos, gambling, etc.
86.	Mobile IP	Capability to move around with the same IP address
87.	Mobile Payment Systems	For m-commerce transactions
88.	MVNO	"Mobile Virtual Network Operator" concept for wireless services
89.	OFDM	Orthogonal Frequency Division Multiplexing - for higher speed (54 to 72 Mbps wireless LANs
90.	Optical Wireless	- Very high frequency (T-rays between radio and light) - 622 Mbits/sec wireless last mile solution
91.	Pervasive Computing	An architecture and marketing concept predominantly promoted by IBM (presently) to connect mission-critical SAP applications and databases from pervasive devices (PDAs, Palm Pilot, Windows CE and smart telephones) using IBM mobile softwaretechnology
92.	Pocket PC Platform	Microsoft's software platform for handheld devices
93.	Presence Awareness Technology	Technology that lets you know who among your close group of buddies or professional colleagues is online - used in Instant Messaging. This is not exactly LBS - Location-based Services because exact location of users is not important
94.	RFID	Radio Frequency Identification information
95.	SIP	Session initiation Protocol - in VoIP context- has wireless network implications, especially in 3G and beyond time horizon
96.	Security Issues in Wireless Computing	A very important consideration in designing public safety, health-care and e-commerce applications based on wireless networks
97.	Wireless Printing	Bluetooth enabled or through a specialized piece of software that prints on an Internet-connected printer designated by a mobile user from a phone or a PDA
98.	Smart SOS	Controlling Industrial Devices Through Malfunctioning Alerts
99.	SyncML - a Data Synchronization Standard	Vendor Consortium Initiated Standard for Data Synchronization for mobile devices
100.	Telematics	In-car Wireless Internet Initiative by the Auto industry for safety and other applications

 

 

VIII. АДАБИЁТЛАР РЎЙХАТИ

 

Асосий адабиётлар

5.    Warren L. Stutzman , Gary A. Thiele. Antenna Theory and Design. 3rd Edition. John Wiley, 2012.

6.    Vitaliy Zhurbenko. Electromagnetic Waves. InTech 2011.

7.    Антенны. Б.А.Панченко. Горячая линия – Телеком, 2015

8.    EM Modeling of Antennas and RF Components for Wireless Communication Systems Gustrau, Frank, Manteuffel, Dirk, 2006

Қўшимча адабиётлар

11.                       Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи. Сомов А.М. М.:Горячая линия – Телеком, 2015

12.                       Антенны КВ и УКВ. Основы и практика . И.В.Гончаренко. М.:Радио, 2006

13.                       Антенны. Карл Ротхаммель. М.:Данвел 2007

14.                       Нано-антенны. Б.А.Панченко, М.Г.Гизатуллин. М.:Радиотехника. 2010

15.                       Логопериодические вибраторные антенны. Б.М.Петров, Г.И.Констромитин,  Е.В.Горемыкин. М.:Горячая линия – Телеком, 2005

16.                       Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. Под.редакцией Г.А.Ерохина. М.:Горячая линия – Телеком, 2004

17.                       Спутники и цифровая радиосвязь. Г.Тяпичев М.:ДЕСЕ, 2004

18.                       Практические конструкции антенн. Григоров И.Н. М.:Пресс, 2006

19.                        Электродинамика и распространение радиоволн. В.В.никольский, Т.И.Никольская. М.:URSS, 2014

20.                        Гончаренко И.В. Антенны КВ и УКВ. Компьютерное моделирование.  MMANA. M.: ИП Радиософт, журнал «Радио», 2004.

Ахборот – ресурс манбалари

5.     А. Навоий номидаги Ўзбекистон Миллий кутубхонаси. 100047, Тошкент шаҳри, Хоразм кўчаси, 51.

6.     Ўзбекистон Республикаси Фанлар Академияси фундаментал кутубхонаси. 100170, Тошкент шаҳри, И. Мўминов кўчаси, 13.

7.     Ўзбекистон Миллий университеининг илмий кутубхонаси. 100174, Тошкент шаҳри, Талабалар шаҳарчаси, ЎзМУ.

8.     ТАТУ илмий кутубхонаси. 100084, Тошкент шаҳри, А. Темур кўчаси, 108.

Интернет ва ЗиёНет сайтлари

5.     http://etuit.uz/dl/course/category.phpid=41

6.     www.tuit.uz.

7.     www.ziyoNET.uz.

8.     www.edu.uz.