Читайте также:
|
Функциональная схема лабораторной установки показана на рис. 7. Она предусматривает выполнение лабораторных работ по исследованию зеркальной параболической антенны и по исследованию рупорных антенн.
Установка включает в себя передающую (1) и приемную (2) антенну, которые образуют радиолинию.
В качестве передающей антенны в лабораторной установке используется одна из четырех рупорных антенн, которые подлежат исследованию в лабораторной работе по их исследованию.
Одна из антенн представляет собой пирамидальный рупор, а три остальные – Е-секториальные рупоры с различными углами раскрыва и шириной в плоскости Е. Длины секториальных рупоров одинаковы.
Рупорные антенны крепятся в специальном штативе (3), который позволяет вращать рупор вокруг продольной оси и изменять угол его наклона рупора в вертикальной плоскости в пределах +/- 100. Этим обеспечивается настройка радиолинии по максимуму принимаемого сигнала в процессе проведения измерений.
В конструкции крепления зеркально-параболической антенны также предусмотрен штатив, который позволяет менять:
-положение облучателя относительно параболического зеркала в продольном и поперечном направлении, чем обеспечивается возможность проведения исследований влияния его положения относительно зеркала на диаграмму направленности в целом;
-угол наклона антенны в вертикальной плоскости;
-вертикальное положение облучателя относительно зеркала;
-угол поворота облучателя относительно зеркала. Последние три функции штатива используются при настройке макета. Кроме торг штатив обеспечивает необходимую жесткость конструкции зеркально-параболической антенны в цнлом. Конструкция штатива рассмотрена ниже.
Рупорная и зекркально-параболическая антенны размещаются на вертикальных диэлектрических штангах (4). Штанги установлены на однотипные поворотные устройства (5). С из помощью обеспечивается вращение антенн вокруг вертикальной оси, проходящей через их фазовый центр.
Поворотные устройства снабжены шкалами, по которым производится отсчет угла поворота антенны.
Питание передающего рупора осуществляется от генератора Г4-83 (6), обеспечивающего перестройку частоты в диапазоне (8-10) гГц. Сигнал к передающей антенне поступает по коаксиальному кабелю (7), который соединяет выход генератора (6) с коаксиально-волноводным переходом (8).
Излученная рупором (1) электромагнитная волна попадает на параболическое зеркало приемной антенны (2). Зеркало фокусирует принимаемое излучение на вход конического рупора (9). Этот рупор соединен с детекторной секцией (10), с помощью которой принятое излучение детектируется. Ток, величина которого пропорциональна уровню принятой мощности, измеряется электронным блоком «Регистратор» (11) и индексируется на его цифровом табло. Детекторная секция соединяется с регистратором с помощью кабеля (12).
Для удобства проведения измерений и защиты радиолинии от наводок и помех передаваемый рупором (1) сигнал модулируется прямоугольным меандром с частотой следования импульсов 7 кГц. Для этого генератор Г4-83 работает в режиме «Внешняя модуляция». Сигнал внешней модуляции формируется в блоке «Регистратор» и по кабелю (13) поступает на гнездо «Внешняя синхронизация» генератора.
На рис. 8 приведен эскиз рупорного облучателя для приемной зеркальной параболической антенны. Он состоит из конического рупора (1) состыкованного с отрезком волновода круглого сечения (2). В его боковую стенку ввернут цилиндр (3), являющийся основанием детекторной секции.
Внутрь цилиндра (3) помещен изолирующий диэлектрический стакан (4), который фиксирует положение держателя детекторного диода (5). Диод помещен в держатель (6), который представляет собой полый металлический цилиндр. Диаметр нижнего отверстия в основании цилиндра держателя (6) соответствует диаметру керамической части детекторного диода и меньше, чем диаметр положительного вывода. Детекторный диод фиксируется в держателе винтом (7), который ввернут в него по резьбе на внутренней поверхности.
На верхнюю часть внешней поверхности основания (3) по резьбе навернут металлический держатель (9) разъема СР-50 (10). Корпус его соединен с держателем, а контакт для центрального проводника коаксиала с помощью металлического штыря (11) – с винтом (7).
Положение детекторного диода фиксируется металлическим винтом (12), который ввернут в стенку волновода круглого сечения. В отверстие на вершине винта (12) вставлен отрицательный вывод диода (5).
Таким образом, обеспечен омический контакт между положительным выводом детекторного диода и контактом для центрального проводника коаксиала разъема СР-50 и отрицательным выводом детекторного диода и корпусом разъема.
Выпрямленный детекторным диодом ток с помощью соединительного кабеля 12 (рис. 7) поступает на вход регистратора 11.
Воздушный зазор между основанием детекторной секции (3) и винтом (7) образует конструктивную емкость, через которую замыкается СВЧ составляющая тока детектора. Для исключения короткого замыкания между положительным выводом диода и корпусом основания проложена фторопластовая пленка толщиной 0,1 мм. На рис.8 она не показана.
На рис. 9 приведен эскиз штатива для крепления зеркальной параболической антенны. Основными ее элементами являются:
-параболическое зеркало (1);
-облучатель (2) на основе конического рупора.
Зеркало (1) жестко связано с фигурной планкой (3). В ней имеются пазы, в которых может перемещаться скоба (4). Положение ее на фигурной планке фиксируется винтом.
Скоба (4) жестко связана с треугольной дюралевой вставкой (5), которая служит для коррекции угла наклона зеркальной параболической антенны относительно горизонта. На противоположной стороне вставки укреплены два зажима (7), в которых фиксируется отрезок диэлектрической штанги (6). 
Рис.9.
Эскиз штатива для крепления зеркальной параболической антенны.
Нижний конец этой штанги с помощью зажима (8) с фиксирующими винтами укреплен на П-образных направляющих (9). В них же расположена подвижная планка на которой закреплен дюралевый стакан (11). В него вставлен верхний конец диэлектрической штанги (12), которая связывает антенну с поворотным устройством (штанга 4 на рис. 7).
Перемещение подвижной планки со стаканом вдоль направляющих позволяет менять положение вертикальной оси вращения зеркальной параболической антенны. Положение этих элементов устанавливается при начальной регулировке и фиксируется винтами, расположенными на прижимной скобе (10).
На этих же П-образных направляющих установлена подвижная планка (13). На нее опирается параболическое зеркало через рычаг (15) и две соединенные с ним дюралевые трубки (14). Трубки проходят через отверстия в подвижной планке.
При изменении наклона параболического зеркала в процессе настройки макета положение подвижной планки (13) и высота трубок (14) изменяется. После окончания настройки трубки фиксируются в подвижной планке. Этим обеспечивается необходимая жесткость конструкции.
Планка (16), закрепленная винтами в конце П-образных направляющих, обеспечивает их фиксацию.
Облучатель (2) на основе конического рупора крепится на отдельных Т-образных направляющих (19). Они укреплены на диэлектрической штанге (12) с помощью фиксирующих винтов в основании (20), через отверстие в котором проходит штанга.
Вдоль Т-образных направляющих перемещается опора (18), через которую проходит металлическая шпилька (17). Верхний ее конец проходит через отверстие в подвижной планке (13). Высота этой шпильки определяет вертикальное положение облучателя относительно параболического зеркала. В подвижной планке (13) и опоре (18) шпилька фиксируется гайками М6. Кроме регулировочных функций она обеспечивает дополнительную жесткость конструкции.
На направляющих (19) крепится механическое устройство (21), обеспечивающее перемещение облучателя (2) в поперечном и продольном направлении относительно параболического зеркала. Перемещение осуществляется с помощью винтов. Положение устройства (21) на направляющих фиксируется специальным зажимом. Жесткость их дополнительно обеспечивается планкой (24).
Облучатель (2) установлен на механическое устройство (21) с помощью фигурной скобы (22), которая определяет предварительный угол наклона облучателя относительно параболического зеркала. Для регулировки угла наклона облучателя в фигурной скобе имеются пазы, через которые проходят винты (23) крепления облучателя.
Крепление облучателя к скобе предусматривает возможность его вращения вокруг своей продольной оси. Этим обеспечивается возможность изменения поляризации принимаемых антенной электромагнитных волн.
Основой макета является серийно выпускаемая антенная система. Параболические зеркала представляют собой часть параболоида вращения, смещенную от центра. Поэтому дополнительные меры по минимизации "теневого эффекта" в лабораторном макете не предусмотрены, несмотря на значительные геометрические размеры облучателя и узлов его крепления.
Приемная и передающая антенны закреплены в двух поворотных устройствах (5 на рис. 7). Оба устройства одинаковы по конструкции и служат для вращения зеркальной параболической антенны вокруг вертикальной оси, проходящей через их фазовые центры.
На рис.10 приведен их эскиз. К нижнему основанию (1) крепятся стойки (2). Стойки располагаются на двух противоположных сторонах основания и имеют различную высоту.
К нижнему основанию крепится внешняя обойма подшипника (4), в которой вращается ось верхнего основания (3) со шкалой. На нее одеты два кольца (5), положение которых на оси фиксируется винтами (6). В эти кольца вворачиваются две штанги (7) (на рис. 11 показана только одна из них). Микрометрические винты (8) перемещаются по резьбе в стойках (2). Если соответствующее кольцо (5) зафиксировано на оси фланца (3) с помощью винта (6), то перемещение микрометрического винта приводит к повороту фланца вокруг оси. Размеры элементов подобраны таким образом, что полный оборот микрометрического винта приводит к повороту фланца на 10. Микрометрические винты снабжены шкалами.
С противоположной (относительно микрометрического винта) стороны штанги (7) расположена пружина (9) с направляющей (10), которые обеспечивают возвращение кольца со штангой в исходное положение при выворачивании микрометрического винта.
Поворот фланца может осуществляться вручную, без применения микрометрических винтов. При этом оба фиксирующих винта (6) должны быть ослаблены. Отсчет угла производится по шкале на боковой поверхности фланца.
При использовании для поворота фланца микрометрических винтов, фиксируется только одно кольцо. Второе должно быть ослаблено. Поворот фланца с помощью одного микрометрического винта не должен превышать 70. При достижении предельного значения угла поворота необходимо:
-максимально вывернуть второй микрометрический винт;
-зафиксировать второе кольцо на оси фланца;
-ослабить первое кольцо;
-продолжить вращение фланца с помощью второго микрометрического винта.
Отсчет угла при этом производится по угловой шкале на боковой поверхности фланца (единицы градусов) и шкале на боковой поверхности микрометрического винта (десятые доли градуса).
На верхней поверхности фланца (3) закреплена опора (11), в которой крепится диэлектрическая штанга (12) с помощью фиксирующего винта (13). Опора (11) фиксируется от поворота вокруг вертикальной оси винтом (14).
Основание поворотного устройства (1) крепится к лабораторному столу четырьмя винтами. Диэлектрическая штанга (12) дополнительно фиксируется в средней части с помощью трех откосов, которые также крепятся к лабораторному столу. На рисунках они не показаны.
Для измерения уровня мощности электромагнитной волны, поступающей на приемную антенну, служит регистратор (11) на рис. 7. Входным сигналом для него является ток детекторного диода, который расположен в детекторной секции, совмещенной с облучателем приемной антенны. Значение этого тока пропорционально мощности электромагнитной волны, поступающей на приемную антенну.
На рис. 11 изображена лицевая панель регистратора. Индикация принимаемого уровня мощности производится цифровым четырехразрядным индикатором. Его показания соответствуют напряжению на выходе усилителя тока детекторного диода. Поскольку детекторный диод работает без смещения, его вольт-амперная характеристика квадратична. Как следствие, показания индикатора пропорциональны уровню принимаемой мощности.
На лицевой панели расположен кнопочный переключатель переключения пределов измерения. Включение соответствующего предела производится простым нажатием соответствующей кнопки. При этом загорается ее подсветка.
Ток детекторного диода поступает на регистратор по соединительному кабелю, который подключается к блочному разъему СР-50 с надписью «вход». Второй блочный разъем СР-50 с надписью «синх» служит для подключения модулирующего сигнала к генератору СВЧ. В качестве такого сигнала используется прямоугольный меандр с частотой 7кГц.
Включение регистратора производится тумблером «сеть» на лицевой панели. При включении загорается подсветка тумблера.
В лабораторном макете используется генератор Г4-83. Генератор имеет два выхода. В работе используется выход 2, обеспечивающий плавную регулировку выходной мощности. Максимальный уровень - 3мВт. Регулировка мощности осуществляется с помощью ручки "УРОВЕНЬ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ".
Генератор работает в режиме внешней импульсной модуляции. На его вход синхронизации подается модулирующий сигнал от блока регистратора. Коммутация выходной мощности (включение и выключение) осуществляется путем нажатия (включение) или отжатия (выключение) клавиши " П, веншняя модуляция" переключателя "РЕЖИМ РАБОТЫ".
Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 66 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Методические указания по самоподготовке. | | | Предварительная настройка лабораторной установки. |