Типовой комплект учебного оборудования «Изучение антенн УКВ и СВЧ» (с генератором компании "ЭнергияЛаб")

Конструктивно объект исследования (антенна) выполнена следующим образом:
на сварной стойке расположен подшипниковый узел с опорным подшипником. В подшипниковом узле вращается диэлектрическая штанга. На конце штанги размещен узел установки антенны. Узел обеспечивает изменение ориентации антенны относительно штанги (вращение вокруг оси антенны и поворот в вертикальной плоскости).

Привод штанги осуществляется от электродвигателя. Для обеспечения обратной связи по положению и скорости используется оптический энкодер с полым валом.
Стойка имеет размеры 700*700мм. Высота стойки и штанги выбрана таким образом, чтобы обеспечить расположение оси антенны на высоте 1800мм. Стойка имеет регулировочные ножки и полку для размещения приборов и вспомогательного оборудования.

Антенны УКВ

Исследуется УКВ антенны дециметрового диапазона: симметричный вибратор, антенна «Волновой канал», логопериодическая антенна, антенна подвижной специальной связи «Ground Plane».

Установка позволяет:

• исследовать диаграммы направленности симметричных вибраторов;
• получить экспериментальную оценку влияния контррефлектора на характеристики направленности;
• получить экспериментальную оценку влияния симметрирующего устройства на характеристики направленности.
• исследовать характеристики вибраторных антенн: логопериодической и антенны волновой канал;
• получить оценку по результатам эксперимента диапазонных свойств указанных типов антенн;
• получить экспериментальную оценку влияния элементов АВК антенны на форму её диаграммы направленности;
• обучать навыкам настройки антенн.
• получать диаграмму направленности антенны «Ground Plane».

Для оценки влияния на диаграмму направленности антенны «Волновой канал» предусмотрена возможность:

• оперативного изменения числа директоров, составляющих антенну;
• оперативного изменения длины плеч директоров, рефлектора и активного вибратора;
• оперативного изменения расстояния между элементами антенны.

Для оценки влияния на диаграмму направленности логопериодической антенны предусмотрена возможность:

• оперативного изменения длины плеч симметричных вибраторов, составляющих антенну;
• оперативного изменения расстояния между элементами антенны.

Передающая и приемные антенны установлены на поворотных устройствах, с возможностью электронного управления. Управление обоими поворотными устройствами осуществляется от одного персонального компьютера.

Поворотные устройства обеспечивают вращение антенн вокруг вертикальной оси.

Антенны крепится на поворотных устройствах с помощью диэлектрических штанг.

Генераторная секция обеспечивает питание передающей антенны в диапазоне частот от 500 МГц до 900 МГц. В наличии графический ЖК дисплей для цифровой индикации текущего значения частоты и амплитуды, а также форма сигнала. Регулируемый аттенюатор, диапазон регулирования 30 дБ c шагом 0,5 дБ. Выходная частота и уровень мощности регулируется при помощи энкодеров.

Генераторная секция обеспечивает возможность импульсной модуляции выходного сигнала внешним источником.

Антенны СВЧ

Установка позволяет:

• проводить исследования направленных свойств рупорных антенн;
• исследовать влияние геометрических параметров рупора на характеристики излучения;
• изучить конструкцию зеркальной параболической антенны;
• исследовать характеристики направленности и оценить влияния на них конструктивных параметров;

Для оценки влияния геометрических параметров на характеристики направленности рупорных антенн предусмотрено исследование 3 H-секториальных рупорных антенны с одинаковой длиной и разными углами раскрыва (меньше оптимального, равного оптимальному, больше оптимального) и 3 Е-секториальных рупорных антенны. Секториальные рупоры используются в установке в качестве приемных антенн.
При угле раскрыва секториального рупора больше оптимального проявляется наличие двух максимумов в характеристике направленности.

В качестве передающей антенны используется пирамидальный рупор с геометрическими размерами, близкими к оптимальным.

Для оценки влияния геометрических параметров на характеристики направленности зеркальной параболической антенны выбирается зеркало диаметром 0.7 м. Зеркало представляет собой вырезку из параболоида вращения, смещенную от оси. Фокусное расстояние параболоида – 0.3 м.

В качестве облучателя зеркальной параболической антенны используется конический рупор, состыкованный с волноводом круглого сечения. Крепление облучателя обеспечивает возможность:

• смещения облучателя из фокуса параболоида в продольном и поперечном направлении на расстояние 30 мм. При смещении облучателя из фокуса наблюдается изменение ширины главного лепестка и изменение его ориентации;
• поворота облучателя вокруг продольной оси для изменения поляризации принимаемой волны;

Генераторная секция обеспечивает выходную мощность СВЧ – 5 мВт. Питание генераторной секции обеспечивается от отдельного электронного блока, в котором предусмотрена:

• индикация тока с помощью цифрового индикатора;
• индикация наличия СВЧ мощности на выходе генераторной секции;
• возможность оперативного выключения мощности на выходе генераторной секции.

Лабораторные работы

• исследовать диаграммы направленности симметричных вибраторов;
• получить экспериментальную оценку влияния контррефлектора на характеристики направленности;
• получить экспериментальную оценку влияния симметрирующего устройства на характеристики направленности.
• исследовать характеристики вибраторных антенн: логопериодической и антенны волновой канал;
• получить оценку по результатам эксперимента диапазонных свойств указанных типов антенн;
• получить экспериментальную оценку влияния элементов АВК антенны на форму её диаграммы направленности;
• обучать навыкам настройки антенн.
• получать диаграмму направленности антенны «Ground Plane».
• проводить исследования направленных свойств рупорных антенн;
• исследовать влияние геометрических параметров рупора на характеристики излучения;
• изучить конструкцию зеркальной параболической антенны;
• исследовать характеристики направленности и оценить влияния на них конструктивных параметров.