Лабораторная установка "Исследование характеристик направленности и диапазонных свойств симметричного вибратора и телевизионных антенн дециметрового диапазона"

Лабораторная установка предназначена для проведения цикла лабораторно-практических занятий антенной тематики. Лабораторная установка формирует одно рабочее место для четырех студентов и обеспечивает проведение серии учебного лабораторного практикума антенной тематики. В работах 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. Лабораторная установка условно состоит из трех частей: 1. Передающая часть, состоящая из автоматизированного поворотного устройства, блока генераторной секции и излучающей антенны. 2. Приемная часть, состоящая из автоматизированного поворотного устройства, блока детекторной секции и приемной антенны. 3. Рабочая станция - персональный компьютер со специализированной управляющей программой, обеспечивающий дистанционное управление, сбор, обработку и визуализацию экспериментальных данных. В состав установки входят следующие экспериментальные антенны: 1. Передающий симметричный вибратор с возможностью регулировки длинны вибратора и согласующего устройства в виде шлейфового короткозамыкателя; 2. Приемный симметричный вибратор с возможностью регулировки длинны вибратора и перемещаемым контррефлектором; 3. Логопериодическая антенна с возможностью установки до семи вибраторов, а также регулировкой взаимного расположения и длинны вибраторов; 4. Антенна «волновой канал» с возможностью установки до семи вибраторов, а также регулировкой взаимного расположения и длинны вибраторов; 5. Антенна подвижной специальной связи «ground plane». Отличительной особенностью лабораторной установки является ее возможность работы в двух режимах: «автономное управление» и «внешнее управление». В автономном режиме управление поворотными устройствами, режимами генераторной и детекторной секций осуществляются вручную с помощью соответствующих органов управления, установленных на передних панелях передающей и приемной части установки. При этом все необходимые параметры выводятся на индикаторы. Данный режим удобен для проведения учебных занятий с привлечением бригады из 4-6 студентов, когда каждый из студентов может «в живую» участвовать в процессе настройки и измерения параметров антенн. В режиме внешнего управления с удаленного компьютера осуществляется дистанционное управление передающей и приемной частью установки, сбор и обработка экспериментальных данных. В этом случае не требуется близко приближаться к лабораторной установке, что повышает точность измерений, но несколько снижает наглядность эксперимента. 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. Выходная мощность генератора 100 мвт. Выходная частота и уровень мощности регулируется при помощи энкодеров. Генераторная секция обеспечивает возможность импульсной модуляции выходного сигнала внешним источником. В работе предусмотрена возможность перемещения плоского контррефлектора, что позволяет снять диаграммы направленности в зависимости от его положения. В работе предусмотрена возможность снятия короткозамыкателя симметрирующего устройства, что дает возможность оценить влияние симметрирования питания на характеристики направленности. Отличительной особенностью комплекса является использование универсального цифрового sdr (software-defined radio) приемного блока, позволяющего осуществлять мониторинг радиосигналов в широком диапазоне частот. Программно-управляемый приемник (sdr) выполнен в виде внешнего модуля с подключением к компьютеру посредством разъема usb. К коаксиальному разъему sdr приемника подключается разъем кабеля антенны. Управление всеми параметрами приемника осуществляется с помощью управляющей программы sdrsharp.