ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ ВА КОММУНИКАЦИЯЛАРИНИ РИВОЖЛАНТИРИШ ВАЗИРЛИГИ

ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ УНИВЕРСИТЕТИ

 

                                                                                                       

                                                                                             

                                              

 

                                            

                                                                                            ТРЭТ  кафедраси

 

 

 

АНТЕННА АСОСЛАРИ  ФАНИДАН

ЛАБОРАТОРИЯ  ИШЛАРИ ТЎПЛАМИ

 

Услубий кўрсатма

 

 

     5350100-

Телекоммуникация      технологиялари (Телекоммуникация     технологиялари, Телерадиоэшиттириш, Мобил тизимлар)

   бакалавриат таълим йўналишлари учун

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тошкент  - 2016

 

 

СЎЗ    БОШИ

 

Ушбу тўпламга “Антенна асослари” фанининг асосий мавзулари бўйича лаборатория ишлари киритилган бўлиб, у “Телекоммуникация технологиялари”  факултети негизидаги т елерадиоэшиттириш ва мобил тизимлар  йўналиши талабалари учун мўлжалланган. 

Шунингдек, иловада  фанга доир  адабиётлардан олинган графиклар, жадваллар ва бошқа маълумотлар келтирилган. 

 

 

 

 

 

1-лаборатория иши

ДИРЕКТОРЛИ АНТЕННАНИ ТАДҚИҚ ҚИЛИШ

 

1.1.  ИШДАН  МАҚСАД

 

Директорли антеннанинг йўналганлик диаграммалари ва кириш қаршиликларини тадқиқ қилиш.

 

1.2. ҚИСҚАЧА НАЗАРИЙ МАЪЛУМОТ

 

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

 

ΨП = 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 тезлигиvтўлқиннинг фаза тезлиги.

 

Агар фазовий фаза силжиши Ψ = kd, c/v = 1 бўлганда кузатиладиган таъминот манбаи бўйича фаза силжиши ΨП га тенг бўлса , у ҳолда майдон нурланиш йўналиши бўйича (антенна ўқи атрофида) синфаз равишда арифметик қўшилади ΨР = ΨПΨ = 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 (2.1-расм).

 

 

 

 

1.1асм. 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 ΨП 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.

 

1.3асм. Кириш қаршилиги актив ва реактив ташкил этувчиларининг l

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 λK/2 га тенг қилиб танланади, бу ерда λK = -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

 

 

 

 

 

1.3. ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ

Қурилма директорли антеннанинг йўналганлик хусусиятларини, шунингдек, унинг кириш қаршилигини аниқлаш имконини беради. 1.5-расмда директорли антеннанинг йўналганлик хусусиятини тадқиқловчи қурилманинг структура схемаси келтирилган.

 

 

 

1.5-расм. Директорли антеннанинг йўналганлик хусусиятини тадқиқловчи қурилманинг структура схемаси ( 1 – генератор, 2 – коаксиал кабел, 3 – узатувчи антенна, 4 – қабул қилувчи директорли антенна, 5 – резонанс тўлқин ўлчагичнинг индикатор қурилмали)

 

.

 

1.6-расм. Кириш қаршилигини аниқлаш қурилмасининг структура схемаси

( 1 – генератор, 2 – коаксиал кабел, 3 – узатувчи антенна, 4 – қабул қилувчи директорли антенна, 5 – индикатор қурилмали ).

 

 

 

 

 

1.4. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ БАЖАРИШ УЧУН ТОПШИРИҚ

 

1.4.1. Битта симметрик вибраторнинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

1.4.2. Актив вибратор ва пассив рефлектордан ташкил топган икки элементли директорли антеннани йиғинг ва созланг.

1.4.3. Икки элементли антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

1.4.4. Актив вибратор , пассив рефлектор ва пассив директордан ташкил топган уч элементли директорли антеннани йиғинг ва созланг.

1.4.5. Уч элементли антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

1.4.6. Уч элементли директорли антеннанинг кириш қаршилигини аниқланг.

 

1.5. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИНГ БАЖАРИШ ТАРТИБИ

 

1.5.1. Йўналганлик диаграммасини аниқлаш қурилмасини йиғинг. (1.5-расмга қаранг).

1.5.2. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.

1.5.3. Генератор частотасини ўқитувчи берилган қийматга ўрнатинг.

1.5.4. Резонанс тўлқин ўлчагични тўлқин ўлчагич индикатор қурилмасининг максимал кўрсаткичи бўйича созланг.

1.5.5. Халқали вибратор ўрнатилган ҳаракатланувчи штангани 100 қадам билан айлантириб, бурчак φ ва тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсатгичи α ни ёзиб вибраторнинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

1.5.6. Рефлекторни ўрнатинг ва уни антенна ўқи атрофида рефлектор томонидан минимал қабул қилиш кузатиладиган ҳолатгача айлантириб, созланг (тўлқин ўлчагич қурилмаси кўрсаткичининг минимал оғиши).

1.5.7. Халқали вибратор ва рефлектор ўрнатилган ҳаракатланувчи штангани  антенна ўқи атрофида рефлектор томонидан минимал қабул қилиш кузатиладиган ҳолатгача айлантириб, бурчак φ ва тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсатгичи α ни ёзиб, уларнинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

1.5.8. Директорни ўрнатинг ва уни антенна ўқи атрофида директор томонидан минимал қабул қилиш кузатиладиган ҳолатгача айлантириб, созланг ( тўлқин ўлчагич қурилмаси кўрсатгичининг максимал оғиши.).

1.5.9. Халқали вибратор, рефлектор ва директор ўрнатилган ҳаракатланувчи штангани  айлантириб, бурчак φ ва тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсатгичи α ни ёзиб, уларнинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

1.5.10. Ўлчов натижаларини 1.1-жадвалга киритинг.

1.1адвал

... ҳолати учун йўналганлик диаграммасини аниқлаш натижалари

 

φ0

0

10

20

30

40

350

α

 

 

 

 

 

 

 

F(φ) = α/αmax

 

 

 

 

 

 

 

 

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

1.5.12. Агар ўқитувчи томонидан антеннанинг кириш қаршилиги қиймати берилган бўлса, генераторни ўчириб 1.2. расмда келтирилган қурилманинг

структура схемасини йиғинг. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.

1.5.13. Индикатор қурилмаси кўрсатгичининг максимал оғиши бўйича ўлчаш линиясини генератор частотасига созланг.

1.5.14. Ўлчаш линияси головкасини силжитиб индикатор қурилмасининг максимал αmax ва минимал αmin кўрсатгичи, шунингдек, z1 амплитуда тақсимоти минимум координатасини аниқланг.

1.5.15.  ифодадан фойдаланиб югурма тўлқинлар коэффициенти қийматини аниқланг.

1.5.16. ўлчаш линиясига қисқа туташтиргични ўрнатинг ва z2 амплитуда тақсимоти тугуни координатасини аниқланг.

1.5.17. λ/2 га тенг бўлган иккита тугун орасидаги масофани ўлчаб ўлчаш линиясидаги тўлқин узунлиги λ ни аниқланг.

1.5.18. ∆z = z2 – z1 ўлчаш линиясидаги тугуннинг силжиш қийматини аниқланг.

1.5.19. Югурма тўлқинлар коэффициенти КЮТ, ∆z/λ ўлчаш линиясидаги амплитуда тақсимоти тугунининг нисбий силжиши ва W = 75 Ом ўлчаш линиясининг тўлқин қаршилигини билган ҳолда антенна кириш қаршилигини тўлиқ қаршиликлар доиравий диаграммаси ёрдамида аниқланг (1.7-расм).

 

1.7-расм. Тўлиқ қаршиликларнинг доиравий диаграммаси

 

1.6.ҲИСОБОТ ТАРКИБИ

 

Ҳисобот қуйидагилардан таркиб топиши керак:

1.6.1. Қурилманинг структура схемаси.

1.6.2. Халқали вибратор, икки элементли директорли антенна ва уч элементли директорли антенналарнинг тажрибада олинган меъёрланган йўналганлик диаграммаларининг жадвал ва график кўринишлари.

1.6.3. Антеннани созлаш жараёнида аниқланган икки элементли ва уч элементли директорли антенналарнинг конструктив ўлчамлари.

1.6.4. Директорли антенна кириш қаршилигининг қиймати.

1.6.5. Хулосалар.

 

1.7. НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ

 

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

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

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

1.7.4. Қандай вибратор рефлектор деб номланади?

1.7.5. Қандай вибратор директор деб номланади?

1.7.6. Пассив вибраторда ток фазаси унинг узунлигига қандай боғланган?

1.7.7. Йўналганлик диаграммаларининг кўпайтириш теоремаси.

1.7.8. 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.

1.7.9. Директорли антеннанинг элементлари сони қандай танланади?

1.7.10. Директорли антенна элементлари орасидаги масофа қандай анийланади?

1.7.11. Директорли антенна элементларининг узунликлари қандай танланади?

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

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

1.7.14. Нима учун симметрияловчи қурилмалар қўлланилади?

1.7.15. УҚТ диапозонида қандай турдаги симметрияловчи қурилмалар қўлланилади?

1.7.16. Нима учун антенна ва фидер мослаштирилади?

1.7.17. Югурма тўлқинлар коэффициенти деб нимага айтилади?

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

1.7.19. Директорли антенналарнинг қўлланилиш соҳалари.

1.7.20. Халқали вибраторнинг кириш қаршилиги нимага тенг?

 

 

 

 

 

2-лаборатория иши

ЛОГОПЕРИОДИК АНТЕННАЛАРНИ ТАДҚИҚ ҚИЛИШ

2.1.  ИШДАН  МАҚСАД

Логопериодик антенналарнинг йўналганлик хусусиятларини ва кириш қаршилигини тадқиқ қилиш.

 

2.2. ҚИСҚАЧА НАЗАРИЙ МАЪЛУМОТЛАР

 

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 (2.1-расм).

2.1-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

 

,                                   (2.1)

Бу ерда  - вибраторнинг елка узунлиги

 - антенна учида i –чи вибраторгача бўлган масофа.

 

Антеннанинг кириш нуқталари бўлиб, биринчи энг кичик вибратор қисқичлари ҳисобланади. Мана шу қисқичларга фидер уланади. Қолган вибраторлар тақсимловчи узун линия ёрдамида энергия олади. Вибратор учларини уловчи линиялар антенна елкаси бурчаги α ни ҳосил қилади. Логопериодик вибраторли антеннанинг ишлаш принципини кўриб чиқайлик. Кичик вибраторлардан катта вибраторларга қараб тақсимловчи линияда тарқалувчи электромагнит тўлқинлар вибраторларни турлича қўзғайди. Ярим тўлқин узунлигидан жудаям кичик бўлган вибраторлар () жуда заиф қўзғалади, шу сабабли уларнинг кириш қаршиликлари кичик актив ташкил этувчилар ва нисбатан катта тескари реактив ташкил этувчилар билан характерланишига қарамасда улар тўлқин тарқатмайди. Тақсимловчи линиянинг кичик вибраторлар қисмида электромагнит тўлқинларнинг сўниши деярли мавжуд эмас. Ярим тўлқин узунлигига деярли тенг узунликдаги вибраторлар() кириш қаршиликлари унча катта бўлмаган актив ташкил этувчи () ва жуда кичик реактив ташкил этувчилар билан характерланганлиги сабабли интенсив тарзда қўзғалади.

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

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

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

Шундай қилиб, маълум частоталарда узунлиги ярим тўлқин узунлигига деярли тенг бўлган уч-олтита вибраторлар интенсив равишда тўлқин тарқатади. Антеннанинг йўналганлик диаграммаси , асосан, актив қисмдаги вибраторлар токларининг амплитуда-фаза тақсимоти бўйича аниқланади. У директорли антенна вибраторларидаги токларнинг амплитуда-фаза тақсимотига ўхшаш бўлади. Шунинг учун 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 ln/ln+1 = τ шартни қаноатлантиради. Ишлаш принципи ҚТ диапазон антенналари билан бир хилдир.

2.2-расм. УҚТ диапазони логопериодик антеннаси

2.3. ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ

 

ЛПА йўналганлик диаграммасини тадқиқ қилиш қурилмасининг структура схемаси 2.3-расмда кўрсатилган.

 

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

 

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

 

2.4. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИГА ТОПШИРИҚ

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

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

2.4.3. Бир нечта ишчи частоталарда ( ўқитувчи кўрсатмасига биноан) логопериодик антеннанинг кириш қапшилигини аниқланг.

 

2.5. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИНГ БАЖАРИШ ТАРТИБИ

2.5.1. Йўналганлик диаграммаларини аниқлаш.

2.5.2. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.

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

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

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

2.5.6. Ўлчов натижаларини 2.1-жадвалга киритинг.

2.5.7. Бошқа частотани ўрнатиб 2.5.3…  2.5.6 пунктларни бажаринг.

2.1адвал

… МГц частотада логопериодик антенна йўналганлик хусусиятларини экспериментал тадқиқ қилиш натижалари

φ0

0

10

20

350

α

 

 

 

 

 

F(φ) = α /αmax

 

 

 

 

 

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

2.5.9. Кириш қаршилигини аниқлаш.

2.5.10. 2.2-расмга мос келувчи структура схемани йиғинг.

2.5.11. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.

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

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

,                                     (2.2)

ифодадан фойдаланган ҳолда аниқланг.

Бу ерда  - ўлчаш линияси индикаторининг минимал кўрсатгичи; - ўлчаш линияси индикаторининг максимал кўрсатгичи.

2.5.14. z1 ўлчаш линиясидаги кучланиш минимуми ҳолатини аниқланг. 2.5.15. Ўлчаш линияси чиқишига қисқа туташтирувчи юкламани қўйинг ва z2 ўлчаш линиясидаги амплитуда тақсимоти янги ҳолатини аниқланг.

2.5.16. Амплитуда тақсимоти тугунининг нисбий силжиш қиймати  ни аниқланг

 .                                             (2.3)

2.5.17. Югурма тўлқин коэффициенти КБВ нинг қийматини, Δz/λ ўлчаш линиясида амплитуда тақсимоти нисбий силжишини валиниянинг тўлқин қаршилиги  ни билган ҳолда логопериодик антеннанинг кириш қаршилигини тўлиқ қаршиликларнинг доиравий диаграммаси(2.5-расм ) ёрдамида  аниқланг.

2.5-расм. Тўлиқ қаршиликларнинг доиравий диаграммаси

 

2.6. ҲИСОБОТ ТАРКИБИ

Ҳисобот қуйидагилардан таркиб топиши керак:

2.6.1. Ўлчаш қурилмаларининг структура схемалари.

2.6.2. Экспериментал меъёрланган йўналганлик диаграммалари.

2.6.3. Кириш қаршилигининг қиймати.

2.6.4. Қўлга киритилган натижалар таҳлили асосида логопериодик антеннанинг йўналганлик ва диапазонли хусусиятларига қилинган хулосалар.

 

2.7. НАЗОРАТ  САВОЛЛАРИ

2.7.1. Логопериодик антеннанинг коннструкцияси асосида қайси принцип ётади?

2.7.2. ЛПА нинг ишлаш принципини тушунтиринг.

2.7.3. ЛПА нинг актив зонаси деб нимага айтилади?

2.7.4. ЛПА нинг йўналганлик хусусиятлари нима орқали аниқланади?

2.7.5. ЛПА нинг кириш қаршилиги нима орқали аниқланади?

2.7.6. ЛПА нинг ишчи диапазони нима орқали чегараланади?

2.7.7. Нима учун антенна логопериодик деб номланади?

2.7.8. Логопериодик антенналар қандай алоқа тизимларида қўлланилади?

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

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


3 - лаборатория иши

РУПОРЛИ АНТЕННАНИ ТАДҚИҚ ҚИЛИШ

 

3.1. 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.

 

3.2. ҚИСҚАЧА НАЗАРИЙ МАЪЛУМОТЛАР

 

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 – ΔΨmax = 3π/4,                              (3.4)

Е текислигида – ΔΨmax = 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,   φЕ ва φН  -  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.

 

2φЕ0,5= 510 λ/bр,                               (3.8)

                                   2φН0,5= 670 λр,                                         (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.

Рупорнинг берилган нисбий узунлиги L/λ да максимал йўналганлик коэффициентини хосил қилиш шарти остида максимал  фаза силжиши катталиги аниқланади. Аввал, рупор узунлиги ўзгармас бўлганда рупорнинг ёйилмаси нисбий ўлчамлари (аp/λ ёки bp/λ) ошиши билан, йўналганлик диаграммасиўзгармайди ва ЙК ошади, яъни амалда синфаз қолувчи( фаза силжиши Ψmax –кичик) S-нурлатувчи юза ўлчамлари катталашади. Ёйилма ўлчамларининг янада ошиб боришида фаза бузилишлари сезиларли даражада ошади (юзадан фойдаланиш коэффициентининг қиймати ошади), натижада йўналганлик диаграммаси кенгаяди ва ЙК камаяди.

Берилган L/λ қийматида аp/λ ёки bp/λ катталигининг оптимал қиймати мавжудки, бунда максимал ЙК қўлга киритилади. аp/λ ёки bp/λ ўлчамлари рупорнинг L/λ узунлигининг оптимал қиймати билан мос тушади деб айтиш хам мумкин.

L/λ нисбатнинг берилган қийматида максимал ЙК ни қўлга киритиш имконини берувчи рупорга оптимал рупор дейилади.

3.5-расм. ЙК нинг ёйилма ўлчамларига боғлиқлик графиги

 

Секториал рупорларниг Е ва Н текисликларда текислик юзасидан оптимал фойдаланиш коэффициенти ν = 0,64 га тенг. Оптимал пирамидасимон рупор учун ν = 0,5 га тенг.

Рупор антенналар кенг полосали антенналар ҳисобланади. Уни қуйидагича изоҳлаш мумкин. Агар тўлқин узунлиги оширилса, тўлқин узунлигига нисбатан рупор ўлчамларининг камайиши ҳисобига рупор йўналганлиги камаяди, лекин бу рупор текислигида фаза бузилишларининг камайиши ҳисобига керакли сезиларли даражада компенсацияланади. Тўлқин узунлигининг камайиши билан рупор текислигидаги фаза бузилишлари ошиб боради. Буларнинг йўналганлик диаграммасига таъсири тўлқин узунлигига нисбатан рупор текислиги юзасини ошириш билан компенсацияланади. Амалиётда рупор антенналарнинг қўлланилиш соҳалари тўлқин ўтказгичларнинг диапозон хусусиятларидан аниқланади.

Рупор антенналарнинг фойдали иш коэффициенти бирга яқинроқ бўлади. Шунинг учун рупор антенналарнинг ЙК ва кучайтириш коэффициентлари мос тушади.

Рупор антенналарнинг камчилиги бўлиб, унинг текислигидаги фаза бузилишларининг мавжудлиги ҳисобланади. Бу бузилишларни камайтириш учун рупор узунлигини оширишга тўғри келади. Рупор антенналарнинг мазкур камчилигини фаза тенглаштирувчи қурилмаларни қўллаш йўли билан йўқотилади. Бундай қурилмалар сифатида рупор текислигида ўрнатилувчи турли хил линзаларни қўллаш мумкин. Линза цилиндрик ёки сферик фронтли тўлқинларни текислик фронтли тўлқинга ўзгартириб беради, яъни рупор текислигидаги майдон (синфаз) бир хил фазали бўлади.

Одатдаги диэлектрикли линзалар тан нархининг қимматлиги ва катта массага эгалиги сабабли амалиётда кенг тарқалмади. Алоқанинг ўта юқори частота техникасида параллел метал пластиналардан тайёрланган  линзалар кенг қўлланилади (5.6-расм ). Улар бирдан кичик синиш коэффициентли муҳитни шакллантириб беради (тезлатувчи линзалар).

 

3.6асм. Метал пластинали тезлатувчи линза

 

Электр майдон кучланганлиги вектори Е пластиналарга параллел бўлиши керак. У ҳолда қўшни пластиналар орасидаги муҳит тўлқин ўтказгич сифатида қаралиши мумкин. Унда фаза тезлиги  бўлган Н10  турдаги тўлқин шакллантирилади. Шундай қилиб, параллел пластиналар тизими бирдан кичик эффектив синувчан коэффициентли муҳитни шакллантиради.

 

n = c/v =                       (3.11)

 

Пластиналар орасидаги масофа а пластиналар орасида фақат битта тўлқин тури Н10 тарқалишини таъминлаши учун λ/2< а < λ тенгсизликни қаноатлантириши керак. Мос равишда тезлатувчи линзанинг смнгдирувчанлик коэффициенти 0 < n < 0,86 оралиқда ётади. Амалиётда n нинг қиймати 0,5…0,7 оралиқда олинади. Линзанинг ёритиш юзаси эллипс шаклида бўлади.

 

3.3. ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ

 

Рупорли антеннанинг йўналганлик диаграммасини тадқиқ қилиш схемаси қуйидаги 5.7-расмда келтирилган.

 

 

3.7. Расм. Лаборатория қурилмасининг структура схемаси.   (1 – ЎЮЧ генератори, 2 – коаксиал кабел, 3 – узатувчи антенна, 4 – қабул қилувчи рупор антенна, 5 – туғри тўртбурчакли тўлқин ўтказгич, 6 – детекторли цекция, 7 – индикатор қурилмаси)

 

 

 

 

3.4. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ БАЖАРИШ УЧУН ТОПШИРИҚ

 

3.4.1. Е ва Н текисликларида учи очиқ тўлқинўтказгич ва турли хилдаги рупор антенналарнинг йўналганлик диаграммаларини аниқланг.

3.4.2. Тўғри бурчакли координаталар тизимида тадқиқ қилинаётган антенналарнинг йўналганлик диаграммалари графиклари чизилсин.

3.4.3. Тадқиқ қилинаётган антенналарнинг йўналтириш хусусиятларини таҳлил қилинг.

 

3.5. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИНГ БАЖАРИШ ТАРТИБИ

 

3.5.1. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.

3.5.2. Узатувчи ва тадқиқ қилинаётган антенналарнинг бир хил қутбланишда эканлиги текширилсин ( Е вектори ҳар доим тўлқин ўтказгич кенг деворига перпендикуляр бўлади).

3.5.3. Антеннани 50 қадам билан айлантириб индикатор қурилмаси кўрсаткичи α ва унга мос келувчи антеннанинг айланиш бурчаги қиймати φ ни ёзиб, антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

3.5.4. 5.5.3 га асосан турли хил рупор антенналарнинг(ўқитувчининг кўрсатмасига асосан) Е ва Н текисликлардаги йўналганлик диаграммаларини аниқланг.

3.5.5. 3.5.3га асосан тезлатувчи линзали рупор антеннанинг Е ва Н текисликлардаги йўналганлик диаграммаларини аниқланг (чуқур ўрганган талабалар учун).

3.5.6. Тўғри бурчакли координаталар тизимида меъёрланган йўналганлик диаграммаси F(φ)ни қуринг .

3.5.7. Қурилган йўналганлик диаграммаларга асосланиб, ярим қувватдаги асосий япроқ кенглиги ва ён япроқ сатҳи аниқлансин.

 

3.1-жадвал

Тадқиқ қилинаётган йўналганлик хусусиятларинин экспериментал ўлчов натижалари

φ0

-40

-35

-5

0

5

35

40

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(φ) = α /αmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6. ҲИСОБОТ ТАРКИБИ

Ҳисобот қуйидагилардан таркиб топиши керак:

3.6.1. Қурилманинг структура схемаси.

3.6.2. Тўғри бурчакли координаталар тизимида экспериментал йўналганлик диаграммалари.

3.6.3. Экспериментал йўналганлик диаграммасига асосан аниқланган асосий япроқ кенглиги ва ён япроқ сатҳининг қийматлари. 

3.6.4. Қўлга киритилган экспериментал маълумотларни таҳлил қилиш.

 

3.7. НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ

3.7.1. Рупор антенна турларини айтинг ва уларни чизинг.

3.7.2. Қўзғатилган текислик йўналганлик диаграммаси текислик ўлчамларига қандай боғланган.

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

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

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

3.7.6. Қандай турдаги рупор антенналар оптимал деб аталади.

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

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

3.7.9. Рупор антенналарнинг диапозонли хусусиятлари қандай.

3.7.10. Рупор антенналар қўлланилиш соҳаларини келтиринг.

3.7.11. Рупор антенналарнинг афзалликлари ва камчиликлари.

3.7.12. Металл пластинали рупор антенналарнинг ишлаш принципини тушинтиринг.


4 -лаборатория иши

ПАРАБОЛИК АНТЕННАНИ ТАДҚИҚ ҚИЛИШ

4.1.  ИШДАН  МАҚСАД

Нурлатгич жойлашишининг параболасимон антенна йўналганлик диаграммасига таъсирини ўрганиш.

 

4.2. ҚИСҚАЧА НАЗАРИЙ МАЪЛУМОТЛАР

Параболик антенна нурлатгич ва унинг сферик тўлқинини ясси тўлқинга  айлантириб берувчи кўзгудан ташкил топган. Кўзгу ўткир йўналган нурланишни вужудга келтиради. 4.1-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.

 

4.1- 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. 4.2.-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.

 

4.2-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.                                             (4.1)

 

Бу ерда     λтўлқин 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

.                                           (4.2)

Бу ерда,  S –ёйилиш текислигининг юзаси;  νнат = 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 = РΣ/ Рнур - 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.                                              (4.3)

Бу ерда     η2 = РΣ / РНУР;  РНУР-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(Ечет0) = -10 дБ  ёки  Ечет0 = 0,316.

 

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

 

4.3. ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ

Параболик антенна йўналганлик диаграммасига нурлатгич жойлашишининг таъсирини тадқиқ қилувчи қурилманинг структура схемаси 4.3- расмда келтирилган.

 

 

4.3-расм. Лаборатория қурилмасининг структура схемаси. ( 1 - генератор, 2 - коаксиал кабель, 3 - узатувчи антенна, 4 – тадқиқ қилинаётган параболик антенна, 5 – индикаторли детектор секцияси).

 

Қурилманинг қабул қилувчи қисми ҳаракатланувчи таянчга ўрнатилган бўлиб, горизонтал текисликда (Е текислигида) параболик антеннанинг йўналганлик диаграммасини ўлчаш имконини беради.

 

 

 

 

4.4. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ БАЖАРИШ ТАРТИБИ

4.4.1. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздирилади.

4.4.2. Нурлатгични фокал ўқи атрофида унга перпендикуляр равишда силжитиб, антенна индикатор қурилмасининг максимал кўрсатгичига қараб созланади. Бунда параболик кўзгунинг фокуси нурлатгичнинг фаза маркази билан мос тушиши керак.

4.4.3. Нурлатгич фокусга ўрнатилган ҳолатдаги антенна айланиш бурчаги φ ва индикатор қурилмаси кўрсатгичи  α ни ёзган ҳолда, антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

4.4.4. Нурлатгичнинг фокал ўқи( Z ўқи) атрофида ( ўқитувчи томонидан берилган бир қанча ўрнатилган қийматларда) айлантириб, антенна айланиш бурчаги φ ва индикатор қурилмаси кўрсатгичи  α ни ёзган ҳолда, антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

4.4.5. Нурлатгичнинг фокусдан фокал ўқига перпендикуляр йўналишда (ўқитувчи томонидан берилган бир қанча ўрнатилган қийматларда) силжитиб, антенна айланиш бурчаги φ ва индикатор қурилмаси кўрсатгичи  α ни ёзган ҳолда, антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

4.4.6. Ўлчов натижаларини 4.1. жадвал кўринишидаги жадвалга киритинг.

 

 

4.1-жадвал

Экспериментал ўлчов натижалари

φ0

-15

-14

-1

0

1

14

15

Изоҳ

α, мкА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нурлатгич фокусда

F(φ) = α /αmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α, мкА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нурлатгич Z ўқига ^ … мм силжиганда

F(φ) = α /αmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α, мкА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нурлатгич Z ўқи атрофида … мм силжиганда

F(φ) = α /αmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4.7. Тўғри чизиқли координаталар тизимида меъёрланган йўналганлик диаграммаси F(φ)ни қуринг.

 

4.5. ҲИСОБОТ ТАРКИБИ

Ҳисобот қуйидагилардан таркиб топиши керак:

4.5.1. Қурилманинг структура схемаси.

4.5.2. Ўлчов натижалари жадваллари.

4.5.3. Тўғри чизиқли координаталар тизимида меъёрланган йўналганлик диаграммаси.

4.5.4. экспериментал текшириш натижалари хулосалари 

 

 

4.6. НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ.

 

4.6.1. Параболик антеннанинг ишлаш принципини тушинтиринг.

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

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

4.6.4. Ёйилиш юзасидан фойдаланиш коэффициенти деб нимага айтилади?

4.6.5. Парабола текислигининг эффектив юзаси деб нимага айтилади.

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

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

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

4.6.9. Параболик антеннанинг соя эффекти деб нимага айтилади.

4.6.10.  Кўзгунинг нурлатгичга реакцияси деб нимага айтилади.

4.6.11. Қандай бурчаг кўзгунинг оптимал ёйилиш бурчаги деб аталади.

4.6.12. Параболик антеннанинг йўналганлик диаграммаси қайси параметрларга боғлиқ.

4.6.13.Қандай турдаги кўзгули антенналарни биласиз?

4.6.14. Рупорли-параболик антеннанинг ишлаш принципини тушунтиринг.

4.6.15. Икки кўзгули антенналарнинг ишлаш принципини тушунтиринг.

4.6.16. Параболик антенналар қайси алоқа тизимларида ишлатилади.


5-лаборатория иши

ДИЭЛЕКТРИК СТЕРЖЕНЛИ АНТЕННАНИ ТАДҚИҚ ҚИЛИШ

 

5.1.  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.

 

5.2. ҚИСҚАЧА НАЗАРИЙ МАЪЛУМОТЛАР

Диэлектрикстерженли  антенна сирт тўлқинлари

узатувчи линия сифатида

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 5.1-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.

 

5.1асм. 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 (6.2. расм) сифатида қараш мумкин. Бу токларнинг фазалари антенна бошидан ҳисобланадиган масофага тўғри пропорционал равишда ўзгаради, амплитудалари эса (йўқотишларга қарамасдан) бир хилдир.

 

5.2-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.

.                                      (5.1)

Бу ерда,   - антенна битта элементи йўналнанлик характеристикасининг меъёрланган кўпҳади қиймати (, );  - диэлектрик стержен узунлиги; c/v – 5.3-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.

 

5.3-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

.                                              (5.2)

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

,                                                    (5.3)

.                                  (5.4)

 

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

 

.                                            (5.5)

 

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

 

.                                              (5.6)

 

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

 

5.3.ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ БАЖАРИШ УЧУН ТОПШИРИҚ

 

5.3.1. Диэлектрик антенна қурилмаси ва ишлаш принципи билан танишиш.

5.3.2. Диэлектрик антенна шакли ва ўлчамларининг унинг йўналганлик диаграммасига таъсирини тадқиқ қилиш.

5.3.3. Турли хил стерженли антенналарнинг йўналганлик коэффициенти қийматларини экспериментал равишда аниқланг.

 

 

 

5.4. ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ

 

Қурилма диэлектрик стерженларнинг Н текислиги () бурчаклар диапазонида йўналганлик характеристикаларини ўлчаш имконини беради. Қурилманинг структура схемаси 5.4-расмда келтирилган.

 

           Қабул қилиш қисми               Узатиш қисми

 

5.4-расм. Лаборатория қурилмасининг структура схемаси.

( 1 - сантиметрли тўлқин диапазони генератори, 2 - тўғри бурчакли тўлқин ўтказгич, 3 - рупорли антенна, 4 - тадқиқ қилинаётган диэлектрик антенна, 5 - тўлқин ўтказгичли калибрлаш аттенюатори, 6 - детектор секцияси, 7 - коаксиал кабел, 8 - индикатор қурилмаси)

 

Қабул қилиш қисми градус шкалали дискни ўз ичига олувчи айланувчи қурилмага ўрнатилган. Лаборатория қурилмасининг конструкциясида сирт тўлқинлари йўналтиргичи бўлиб, диэлектрик стержен уни шакллантирувчи қурилма бўлиб эса учи очиқ тўғри тўрт бурчакли тўлқин ўтказгич ҳисобланади

 

 

5.5-расм. Стерженли диэлектрик антеннанинг эскизи

 

Цилиндрсимон ва конуссимон шаклдаги стерженлар билан биргаликда антенна ўқи атрофида даврий равишда ўзгаришли секинлаштириш структураси (6.6.а-расм), қиррали стерженли антенналар (5.6.б-расм ) ва найсимон антенналар ишлатилади.

 

 

 

а)                                  б)

5.6-расм. Тўлқин секинлашиш ўқи атрофида даврий равишда ўзгарувчили секинлаштириш структурасининг эскизи

 

5.5. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИНГ БАЖАРИШ ТАРТИБИ

5.5.1. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздирилади, сўнг 23х10 мм ўлчамли тўлқин ўтказгичда биртўлқинли режимини ҳосил қилувчи частота ўрнатилади.

5.5.2.  бурчаклар секторида қадам билан антеннани айлантириб бир вақтнинг ўзида индикатор қурилмаси кўрсаткичи  ни ёзган ҳолда берилган диэлектрик стерженлар учун йўналганлик характеристикаларини аниқланг. Ўлчов натижаларини 6.1-жадвалга киритинг. Меъёрланган йўналганлик диаграммалари F(φ) графигини қуринг.

5.5.3.  5.5.2. га мос равишда даврий равишда ўзгарувчи структурали иккита диэлектрик антенналарнинг йўналганлик характеристикаларини аниқланг. Бунинг учун бу антенналарни 5.3. - расмдаги каби стерженлар ва диэлектрик шайбалар йиўиндисидан ясаш керак.

5.5.4. Эталон антенналарга мос равишда йўналганлик коэффициентларини (кучайтириш коэффициенти) аниқлаш учун, йўналганлик диаграммасида асосий япроқнинг кенглигини (тадқиқ қилинаётганлар ичида) таъминловчи стерженнинг намунавий эталони танлаб олинади.

5.1-жадвал

...МГц частотада ...шаклдаги диэлектрик антенналар

йўналганлик хусусиятларини экспериментал тадқиқ қилиш натижалари

 

-36

  -2

   0

   2

 36

 

 

Экспериментал равишда уни максимал қабул қилиш йўналишида индикатор қурилмасининг минимал кўрсаткичи билан ҳам фарқлаш мумкин. Бу кўрсаткични қайд қилиш керак.

Текширилаётган антенналарнинг эталон диэлектрик антенналарга нисбатан кучайтириш коэффициентини таққослаш усули ёрдамида амалга оширилади. Бунинг учун текширилаётган антенна шундай ўрнатилиши керакки бунда индикатор қурилмаси максимал кўрсатгични кўрсатиши керак. Калибрловчи аттенюаторнинг дастасини айлантирган ҳолда эталон антеннада ўрнатилган қийматгача индикатор қурилмаси кўрсаткичини камайтиринг. Аттенюатор кўрсатгичи қийматларининг фарқи ва антеннанинг, эталонга нисбатан, йўналтириш коэффициенти (кучайтириш коэффициенти) қийматига тенг бўлади

N1–N2 = 10 lg  = 10 lg , дБ.

 

Бу ерда,  - текширилаётган антеннанинг йўналганлик коэффициенти;  - эталон антеннанинг йўналганлик коэффициенти;    - текширилаётган антеннанинг кучайтириш коэффициенти; - эталон антеннанинг кучайтириш коэффициенти.

 

 

 

 

5.6.ҲИСОБОТ ТАРКИБИ

Ҳисобот қуйидагилардан таркиб топиши керак:

5.6.1. Лаборатория қурилмасининг структура схемаси.

5.6.2. Бир тўлқинлик режимининг частота диапазони.

5.6.3. Диэлектрик антенналарнинг экспериментал йўналганлик характеристикалари ( жадвал кўринишида ).

5.6.4. Тўғри бурчаки координаталар тизимида диэлектрик антенналарнинг экспериментал йўналганлик характеристикалари.

5.6.5. Эталон антенналарга нисбатан текширилаётган антенналарнинг йўналганлик коэффициентининг экспериментал қийматлари.

 

5.7. НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ

5.7.1. Диэлектрик стерженли антенналарнинг конструкцияси ва ишлаш принципини тарифланг.

5.7.2. Диэлектрик стержен шакллантирган тўлқин турини танлашни тушинтиринг.

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

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

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

5.7.6. Секинлаштириш коэффициенти ва унинг диэлектрик стержен ўлчамларига боғлиқлиги.

5.7.7. Диэлектрик стерженларни шакллантириш усуллари.

5.7.8. Диэлектрик антенналар йўналганлик диаграммаларини торайтириш йўллари.

5.7.9. Диэлектрик антенналарнинг қўлланилиш соҳалари.

5.7.10. Диэлектрик антенналарнинг диапазонлик хусусиятлари.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6-лаборатория иши

СИНФАЗ ЯССИ АНТЕННА ПАНЖАРАНИ ТАДҚИҚ ЭТИШ

 

6.1.        ИШДАН  МАҚСАД

Лаборатория ишини бажаришда 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.

 

6.2. 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

(6.1-расм). 

 

888999

 

 

 

 

 

 

                          а)                                                               б)

6.1-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.

 

 

 

 

000
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


6.2-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 (6.3.а-расм) ва ноэквидистант (6.3.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.

 

 

 

 

 

000 

 

 


d1 = d2 = d3

а)

001
 

 

 


d1 d2 d3

 

б)

6.3-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 fc(θ,φ) .     (6.1)

 

Бунда, f0(θ,φ) – элементнинг комплекс ЙХ;  fc(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.

 

111 222
 

 

 

 

 

 


                              

 

                           а)                                                              б)

6.4-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 (6.5-расм).

 

 

6.5-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

 

Af_1(\Theta,\varphi)\frac{\sin\frac{N_1\psi_1}{2}}{\sin\frac{\psi_1}{2}}                                               (6.2)

 

 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

 

     E_m(\Theta,\varphi) = Af_1(\Theta,\varphi)\frac{\sin\frac{N_1\psi_1}{2}}{\sin\frac{\psi_1}{2}}\frac{\sin\frac{N_2\psi_2}{2}}{\sin\frac{\psi_2}{2}}    ,                                       (6.3)

бунда,      ~\psi_1 = kd_1\sin\Theta     ва     ~\psi_2 = kd_2\sin\varphi     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

 

(6.4)

бу ерда, Ртушув  ва Раск -  тушган ва аксланган тўлқин қувватининг қиймати.

       ТТК узатиш линиясининг мослашганлик кўрсатгичи бўлиб, антеннанинг кириш қаршилиги Zкир  фидернинг тўлқин қаршилиги  Wф дан қанчага фарқ қилишини кўрсатади. 

Амалиётда  доим узатилган энергиянинг бир қисмининг узатгичга қайтиб келиши кузатилади.  Бу эса ўз навбатида,  узатгичнинг иш режимига салбий таъсир кўрсатади.

       Фидердаги электромагнит тўлқин узатгичдан антенна тарафга қараб ҳаракатланади. Бундай тўлқин тушувчи деб аталади. Агар, антеннанинг кириш қаршилиги Zкир фидернинг тўлқин қаршилиги  Wф га тенг бўлса, тушушувчи тўлқиннинг  барча  энергияси    юкламада     ютилади.    Қолган   барча ҳолатларда

(ZкирWф), юкламага тўлқиннинг бир қисми ўтади, қолган қисми эса манба тарафга ҳаракатланади. Бу тўлқин аксланган тўлқин деб аталади.

       Агар  Zкир = Wф  бўлса,  ток амплитудаси линия бўйлаб доимий қийматга эга бўлади.  Агар ZкирWф 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.

 

6.3.        ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ БАЖАРИШ УЧУН ТОПШИРИҚ

 

6.3.1.                       Антенна макетининг тузилиши, ўлчаш қурилмаси ва тажрибани ўтказиш услуби билан танишинг.

6.3.2.                       Антеннанинг горизонтал текисликдаги ЙД ларини  ўқитувчи томонидан берилган бешта частота учун ўлчанг.

6.3.3.                       Таъминловчи фидердаги ТТК қийматини ўқитувчи томонидан берилган  частота учун аниқланг.

6.4.   Антеннанинг меъёрлашган   йўналганлик диаграммасини майдоний координаталар тизимида қуринг.

6.5.   Фидердаги ТТК қийматини частотага боғлиқлик графигини қуринг.

6.6.   Олинган натижаларни тахлил қилинг.

 

6.4.        ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ

 

1.           Антенна макети

Антенна макети ўзида  иккита панелли антеннани мужассамлаштирган бўлиб,  ҳар бир панел тўрттадан нурлатувчи элементдан иборат бўлган иккита чизиқли антенна панжарасидан ташкил топган.

Синфаз панелли антенна сифатида иккита боғлиқ симметрик тебрагич, ҳамда ясси яхлит  металл экран ва металл панжара комбинацияси кўринишидаги рефлектордан  ташкил  топган  панжара    тадқиқ  этилади (6.7-расм). Панжаранинг барча элементлари  бир хил узунликдаги фидерлар ёрдамида умумий фидер манбасидан таъминланувчи  “арча” уланиш тизими асосида синфаз қўзғатилади.

Фазаланган панелли антенна сифатида элементлари ўзаро елпиғич шаклидаги симметрик тебратгичлардан ташкил топган панжара тадқиқ этилади. Бунда панжара тебратгичлари умумий фидер манбасидан таъминланувчи  коаксиал фидерлар ва фаза ўзгартиргичли полосали линиялардан  ташкил  топган  тақсимловчи  тизим    орқали   қўзғатилади (6.7-расм).

 

 

 

 

 

 

111 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


6.7-расм.  Синфаз панелли антенна

222
333
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                               а)                                                  б)

6.8.-расм.  Фазаланган панелли антенна: а-олдидан кўриниши; б-орқадан кўриниши

 

6.5. Синфаз  панелли  антеннани  тадқиқ  этиш учун   мўлжалланган лаборатория қурилмасининг  тавсифи

Қурилма антеннани айлантириш усули орқали йўналганлик диаграммасини ўлчаш учун мўлжалланган. Қурилманинг структура схемаси 6.9-расмда келтирилган.

 

 

333
 

 

 

 


6.9 -расм. Лаборатория қурилмасининг структура схемаси

 

Узатувчи антенна (3)  қўзғалмас, қабул қилувчи антенна (4) махсус айланувчи дастакка махкамланган бўлиб, у антеннани горизонтал текисликда бурилиш бурчагини аниқлаш ва ўрнатиш (фиксациялаш) имконини беради. Узатувчи антенна  ўзида   генератор (1) ёрдамида  коаксиал фидерлар (2) орқали қўзғатилувчи синфаз панелли антеннани мужассамлаштирган. Қабул қилувчи антенна коаксиал фидер орқали  Ч2-8  резонанс тўлқин ўлчагичга уланган (5). Тўлқин ўлчагичнинг стрелкали индикатори антенна чиқишидаги кучланишга пропорционал бўлган қийматни кўрсатади.

 

6.6. Фидердаги турғун тўлқин коэффициентининг  қийматини аниқловчи лаборатория қурилмаси

Турғун тўлқин коэффициентининг қийматини аниқловчи лаборатория қурилмасининг таркибий  схемаси  6.10-расмда келтирилган.

 

444
 

 

 

 

 


6.10-расм.  Лаборатория қурилмасининг таркибий схемаси

 

 

ТТК қийматини аниқлаш  тадқиқ этилаётган антенна (4)  генератори (1)  ва фидери оралиғида жойлаштириладиган    ўлчовчи  линия (3)  ёрдамида амалга оширилади. Ўлчовчи линиянинг индикатори (5) антенна фидеридаги (2) электр майдон кучланганлигига пропорционал бўлган қийматини ҳисоблаш учун хизмат қилади. ТТК қийматини ўлчаш  фақат синфаз панелли антенна бўлган ҳолатлардагина амалга оширилади (3-бўлимга қаранг).

 

 

 

 

 

6.7. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ  БАЖАРИШ ТАРТИБИ

 

6.7.1.                  Синфаз панелли антеннанинг горизонтал текисликдаги йўналганлик диаграммасини ўлчаш.

6.7.2.                  Юқори частота генераторини ёқинг ва беш дақиқа давомида қиздиринг.

6.7.3.                  Генераторга ўқитувчи томонидан берилган частотани ўрнатинг.

6.7.4.                  Юқори частота генератори тумблерини “Вкл” ҳолатига ўтказинг.

6.7.5.                  Тадқиқ этилаётган панелли антеннани  узатувчи антеннага йўналган ҳолатга келтиринг.

6.7.6.                  Резонанс тўлқин ўлчагич индикатори кўрсатгичини максимал қийматга созланг.

6.7.7.                  Генератордаги   чиқиш  қуввати  сатҳини ўзгартирувчи  бошқаргич ёрдамида резонанс тўлқин ўлчагич индикатори  кўрсатгичини  бутун шкала бўйича 75% оралиғига келтиринг.

6.7.8.                  Тадқиқ этилаётган панелли антеннани ўз ўқи атрофида беш градус қадам билан айлантириб,  горизонтал текисликдаги f(θ) йўналганлик храктеристикаси ўлчанг ва натижаларни 6.1- жадвалга киритинг. Ўлчашлар 00  дан 3600 бўлган бурчак секторлари учун олиб борилсин.

6.7.9.                  Юқоридаги  6.1.7 пунктда келтирилган талабларни ўқитувчи томонидан берилган бошқа частоталар учун ҳам такрорланг.

6.7.10.      Қуйида келтирилган тенглама ёрдамида меъёрлашган йўналганлик характеристикаси   Fм(θ)  қийматларини ҳисобланг

Fм(θ)=  f(θ) / fмах(θ)                                  (6.5)

 

6.7.11.      Олинган натижалар асосида майдоний ёки тўғри бурчакли координаталар тизимида йўналганлик диаграммасини чизинг, бош баргчанинг тўлиқ ва ярим қувват бўйича кенглигини аниқланг.

 

6.1- жадвал.

Антеннанинг йўналганлик характеристикаси

Θ,

градуслар

0

5

10

...

...

...

340

350

360

f(θ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fм(θ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.8.  Фидердаги турғун тўлқин коэффициентининг

                               қийматини аниқлаш

6.8.1.                  Юқори частотали  генератор  тумблерини “Выкл” ҳолатига ўтказинг.

6.8.2.                  Тадқиқ этилаётган антенна фидерини резонанс тўлқин ўлчагичдан узиб, ўлчаш линиясига уланг.

6.8.3.                  Ўлчаш линиясига генераторни уланг.

6.8.4.                  Юқори частотали  генератор  тумблерини “Вкл” ҳолатига ўтказинг.

6.8.5.                  Ўлчаш линияси ҳажмий резонаторини унинг индикатори кўрсатган максимал резонансга созланг.

6.8.6.                  Ўлчаш линияси кареткасини суриш ёрдамида индикатор кўрсатган энг катта  αmax  ва  энг кичик αmin қийматларини аниқланг. Олинган натижаларни 6.2-жадвалга киритинг.

6.8.7.                  Ўқитувчи томонидан берилган бошқа частоталар учун ҳам αmax  ва  αmin қийматларини аниқланг. Диққат! Генератор частотасини ўзгартиришдан аввал тумблерни “Выкл” ҳолатига ўтказинг. Ўлчаш линиясининг ҳажмий резонаторини  ҳар бир берилган частота учун қайтадан созлаш талаб этилади.

6.8.8.                  ТТК   қуйидаги  тенглама    ёрдамида    аниқланг      

,

олинган натижаларни 6.2-жадвалга киритинг.

 

6.8.9.                  ТТК нинг частотага боғлиқлик графигини қуринг.

 

 

 

 

 

6.2- жадвал.

ТТК нинг частотага боғлиқлик графиги

 

f, МГц

f1

f2

f3

f4

f5

 

 

 

 

 

αmax

 

 

 

 

 

αmin

 

 

 

 

 

ТТК

 

 

 

 

 

 

6.9.  ҲИСОБОТ ТАРКИБИ

6.9.1.                  Лаборатория ишининг номи.

6.9.2.                  Йўналганлик диаграммасини ўлчаш учун мўлжалланган қурилманинг таркибий схемаси.

6.9.3.                  Ўлчаш натижалари ва меъёрлашган йўналганлик характеристикасининг қийматлари.

6.9.4.                  Берилган частоталар учун тўғри бурчакли ёки майдоний координаталар тизимида қурилган йўналганлик диаграммаларининг чизмалари.

6.9.5.                   Фидердаги ТТК аниқлаш учун мўлжалланган  қурилманинг таркибий схемаси.

6.9.6.                   ТТК ўлаш натижалари. ТТК частотага боғлиқлик графиги.

6.9.7.                  Фазаланган панелли антеннанинг ўлчаш натижалари ва  йўналганлик характеристикасининг меъёрлашган қийматлари.

6.9.8.                  Фаза ўзгартиргичнинг берилган қийматлари учун майдоний ёки тўғри бурчакли координаталар тизимида йўналганлик диаграммалари.

6.9.9.                  Фаза силжиши Δψ нинг ҳисоблаш натижалари.

6.9.10.             Тадқиқот натижалари бўйича хулоса.

 

6.10.    НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ

6.10.1.                  Қандай қилиб антенна панжаралари ёрдамида ўткир     йўналтирилган нурланиш ҳосил қилинади?

6.10.2.                  Қандай антенна панжараси чизиқли деб аталади?

6.10.3.                  Қандай антенна панжараси эквидистант деб аталади?

6.10.4.                  Қандай антенна панжараси тенг амплитудали деб аталади?

6.10.5.                  Қандай антенна панжараси синфаз деб аталади?

6.10.6.                  Йўналганлик характеристикасининг  қайта кўпайтириш теоремасини моҳиятини тушунтиринг?

6.10.7.                  Чизиқли ва ясси антенна панжараларининг йўналганлик хусусиятлари қайси параметрларга боғлиқ?

6.10.8.                  Панелли антеннанинг конструктив хусусиятлари нимада?

6.10.9.                  Панелли антенналарнинг асосий хусусиятлари нимада?

6.10.10.            Панелли антенналарнинг йўналганлик диаграммаси бошқариш қандай усулда амалга оширилади?

6.10.11.            Панелли антенналарнинг йўналганлик хусусиятларини вертикал ва горизонтал текисликларда қандай ўзгартириш мумкин?

6.10.12.            Панелли антеннадаги нурлатувчи  элементларнинг алоҳида хусусиятлари нимада?

6.10.13.            Панелли антеннадаги нурлатувчи элементларнинг сони нимага ва қандай таъсир кўрсатади?

6.10.14.            Мобил алоқа база станциясининг антенна-фидер трактининг алоҳида хусусиятлари нимада?

6.10.15.            Мобил алоқа база станциясининг антенна-фидер трактининг асосий тавсифлари нималардан иборат?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Адабиётлар рўйхати

 

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

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

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

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

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

 

АНТЕННА АСОСЛАРИ  ФАНИДАН

ЛАБОРАТОРИЯ  ИШЛАРИ ТЎПЛАМИ

                                                                                                                                            

ТРЭТ  кафедрасининг

(______2016 й. № ____ - баённома)

мажлисида  кўриб чиқилди  ва 

 нашрга  тавсия  этилди.

 

ТТ факултетининг

(________ 2016 й.    № ____- баённома)

илмий - услубий кенгашида кўриб чиилди ва 

нашрга  тавсия этилди.

 

Тузувчи:   катта ўқитувчи  Арипова У.Х.

 Масъул муҳаррир:  доцент Соатов Х.С.