Лабораторные работі №№(1,3) и Контрольная работа по дисциплине: Антенны и распространение радиоволн. Вариант №3. Цифры 22.10

Часть 1. Распространение радиоволн.

(N – соответствует дню рождения, а M – месяцу рождения слушателя)
22.10
N=4; M=0

Таблица 1 – Исходные данные для решения задач:
День рождения 1-6 7-12 13-18 19-24 25-30
Параметр N 0 5 2 4 3
Месяц рождения 1 2 3-4 5 6 7-8 9 10 11 12
Параметр M 9 4 5 6 7 8 3 0 1 2




Задача 1
Определить отношение плотности тока смещения к плотности тока проводимости для морской воды с параметрами ԑ = 80, μ =1, σ = 8 См/м и сухой почвы с параметрами ԑ = 8, μ = 1, σ = 2·10-3 См/м на частотах f1 = (М + 1)·104, f2 = (М + 1)·106, f3 = (М + 1)·108 Гц. Провести сравнение этих отношений для заданных сред. Определить комплексную диэлектрическую проницаемость обеих сред для указанных частот.

Задача 2
Определить критическую длину волны слоя ионосферы с электронной концентрацией (2,5 + N)·105(э/см3). Определить для этого же слоя показатель преломления на частотах f1=(5 + М) МГц и f2=(20 + М) МГц, и определить фазовую скорость волны на этих частотах. Определить минимальную длину волны при падении на слой ионосферы электромагнитной волны под различными углами β = 10°, 30°, 60°.

Задача 3
Передающая и приемная антенны имеют высоты h1= (10 + N) [м], h2= (10 + М) [м]. Определить расстояние прямой видимости при отсутствии атмосферной рефракции и при наличии нормальной атмосферной рефракции. Тоже самое выполнить, если высота передающей антенны будет h1 = (100 + N’) [м].

Задача 4
Какую напряженность поля на расстоянии (200+N) [км] создает антенна с действующей длинной 20 [м] при силе тока в пучности 25 [А] и частоте (3,5+М) МГц?
Вычислить потери при распространении на трассе длинной 1000 [км] при длине волны Ʌ = (20 + М) [см] и коэффициентах направленного действия антенн D1 = (100 +N) и D2 = (50 + N) для этих же данных определить потери на трассе, если множитель ослабления F = -(37 + N) дБ.



Задача 5
Привести описание особенностей распространения волн следующих диапазонов волн:
N = 1-6 – мириаметровых и километровых;
N = 7-12 – гектаметровых;
N = 13-18 – декаметровых;
N = 19-24 – ультракоротких.

N = 4: диапазон милиаметровых и километровых волн.




Часть 2. Антенно-фидерные устройства.

(N – соответствует дню рождения, а M – месяцу рождения слушателя)
22.10
Контрольная работа предусматривает решение задач No 1 и No 2.
Задача No 1 решается всеми независимо от варианта слушателя.
Задачи No 2а, или No 2б решаются в зависимости от варианта.

Задача 1
Линейная антенная решетка состоит из n ненаправленных (изотропных) излучателей, которые расположены на расстоянии d1/λ друг от друга.
Излучатели питаются синфазными токами одинаковой амплитуды.

1. Необходимо вычислить:
а) ширину диаграммы направленности по половинной мощности 2φ0.5 и по направлениям нулевого излучения 2φ0 (в плоскости расположения излучателей);
б) направления, в которых отсутствует излучение в пределах 1-го квадранта (φ0 ≤ 90 ̊);
в) направление максимумов боковых лепестков в пределах 1-го квадранта (φmax ≤ 90 ̊);
г) значения нормированной характеристики направленности главного лепестка под углами φ = 0 ̊, 2 ̊, 4 ̊, 6 ̊, 8 ̊, 10 ̊;
д) рассчитать относительную интенсивность боковых лепестков диаграммы направленности в пределах 1-го квадранта (φ ≤ 90 ̊);
е) величину несинфазности токов возбуждения ψ, необходимую для того, чтобы угол максимального излучения был равен φ1;
ж) коэффициент направленного действия.

2. Нарисовать антенную решетку и построить в прямоугольной системе координат ориентировочную диаграмму направленности.

Примечание: Отсчет углов φ производится относительно перпендикуляра к оси, вдоль которой расположены излучатели.

Таблица 3 – Таблица вариантов задачи No 1
21-23
0,65
10
8
35

(М соответствует дню рождения, а W – месяцу рождения слушателя).

Задача No 2б
Антенна в виде параболоида вращения имеет угол раскрыва ψ0 (см. таблицу 4) и коэффициент направленного действия Д (см. таблицу 4) при длине волны λ и коэффициенте использования поверхности ν = 0,5.

Необходимо определить:
• радиус раскрыва антенны R0;
• фокусное расстояние f;
• объяснить, почему коэффициент использования поверхности ν <1.



22-24
35 ̊
10
5
1200



Лабораторная работа No1

Линейная антенная решетка
Задача No 1
Исходные данные
1. Решетка излучателей эквидистантная, равноамплитудная, синфазная.
2. Количество излучателей n=2, 5, 10, 20, 40.
3. Шаг решетки d / = 0,5.
Задание
Исследовать зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности 0, уровней первых двух боковых лепестков E1б, Е2б, и КНД от n. Результаты вычислений занести в таблицу 1.
Таблица 1
n
2
5
10 20 40
00
Е1б
Е2,б
КНД
По результатам вычислений построить зависимости 0 = f (n), Е1б = f (n), Е2б = f (n), КНД = f (n).
Задача No 2
Исходные данные
1. Решетка эквидистантная, равноамплитудная, синфазная.
2. Количество излучателей n = 10.
3. Шаг решетки d / = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4;0,5.
Задание
Исследовать зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности, уровня 1-го бокового лепестка и КНД от d / .
Результаты вычислений записать в таблицу 2.
Таблица 2
d / 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
00
Е1б
КНД
По результатам вычислений построить графики зависимостей 0 = f(d / ), Е1б = f(d / /), КНД = f (d / ).
Задача No 3
Исходные данные
1. Решетка эквидистантная, равноамплитудная, синфазная.
2. Число линейных излучателей n.
3. Шаг решетки d / = 0,5.
4. Фиксированная длина решетки.


Задание
1. Определить ширину главного лепестка диаграммы направленности решет-ки 0, уровень 1-го бокового лепестка в зависимости от n, при условии, что величина nd=const. L = nd = 1.5 - размер решотки.
Результаты вычислений занести в таблицу 3.
Таблица 3
n 3 4 7 11 16
00
Е1б
По результатам вычислений построить графики зависимостей
0=f(n), Е1б=f(n).
Задача No 4
Исходные данные
1. Решетка синфазная, эквидистантная, неравноамплитудная.
2. Число линейных излучателей n= 10.
3. Шаг решетки d/ = 0,5.
4. Закон распределения амплитуды токов в излучателях вида:

J (n) = 1 - (1 - ) Xnm ,

где Xnm - нормированное расстояние n-го элемента от центра решетки,
- отношение амплитуды тока в крайнем элементе к амплитуде тока в центральном элементе решетки («пьедестал»).
5. Значение пьедестала изменяется в пределах от 0 до 1.
Задание
Исследовать зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности, уровня 1-го бокового лепестка и КНД от .
Результаты вычислений занести в таблицу 4.
Таблица 4

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
00
Е1б
КНД

По результатам вычислений построить графики зависимостей 0 = f(), Е1б=f( ), КНД = f().
Задача No 5
Исходные данные
1. Решетка эквидистантная, равноамплитудная, несинфазная.
2. Число излучателей n = 10.
3. Относительное расстояние между излучателями d / = 0,5.
4. Закон распределения фазы токов в излучателях вида:
F( ) = х, х2, х3,
где х – линейный закон, х2 – квадратичный закон, х3 – кубиче-ский
закон. Величины , , – разность фаз токов в соседних элементах ре-
шетки ( дискрет фазы), х – относительное расстояние элемента решетки, от-считываемое от центра решетки.
Задание
Исследовать зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности 0, уровня 1-го бокового лепестка Е1б и угла наклона ДН 0 от дискрета фазы для линейного закона распределения фазы. Для квадратичного и кубического законов распределения исследовать зависи-мость формы ДН от дискрета фазы . Зарисовать ДН для двух последних случаев.
Результаты вычислений занести в таблицу 5.
Таблица 5

40 80 100 180
00
Е1б
0

По результатам вычислений построить график зависимостей 0 = f ( ), Е1б=f ( ), 0 = f ( ).


Лабораторная работа No3
Плоские раскрывы



Задача No1
Исходные данные
1. Отношение радиуса раскрыва к длине волны R0/l .
2. Вид амплитудного распределения по раскрыву.
3. Пьедестал , характеризующий амплитуду поля на краю раскрыва по от-ношению к амплитуде поля в центре раскрыва.
4. Степень М (в программе этот параметр заменён на n), характеризующая крутизну убывания амплитуды поля к краям раскрыва.
Во всех случаях М (или n) можно менять от 1 – 3, а - 0-1, с шагом 0.2.
В тех случаях, когда параметр фиксируется, но не указано его конкрет-ное значение студент выбирает самостоятельно это значение, исходя из конкретной задачи. При этом нужно понимать, как влияет данный па-раметр на результат, в противном случае результат может быть не кор-ректным.
Задание
Изменяя отношение R0 / l и зафиксировав все остальные данные, по-лучить зависимоcть ширины основного лепестка ДН, интенсивности 1-го бо-кового лепестка, КИП и КНД от размера раскрыва. Результаты наблюдений занести в таблицу 1.
Таблица 1
R0/l
j00
Е1б

На основании таблицы 1 построить графики зависимостей j0 = f (R0/l), Е1б=f(R0/l), КИП=f(R/ ), и КНД=f(R0/ ).
Задача No2
Задание
Изменяя М и зафиксировав все остальные данные, оценить изменение ширины главного лепестка ДН, уровня первого бокового лепестка, КИП и КНД. Результаты наблюдений занести в таблицу 2.

Таблица 2
M
КИП
КНД
На основании таблицы 2 построить графики зависимостей =f(M), Е1Б=f(M), КИП= f(М), КНД= f(М).
Задача No3
Задание
Зафиксировав показатель степени М и изменяя вид амплитудного распределения (изменяя пьедестал ), оценить изменения ширины главного лепестка ДН 0, уровня первого бокового лепестка Е1б, КИП и КНД.
Результаты наблюдений занести в таблицу 3.
Таблица 3


КИП
КНД
На основании таблицы 3 построить графики зависимостей 0=f( ), Е1б=f( ), КИП = f( ), КНД = f( ).
Задача No4
Задание
Сравнить ширину главного лепестка, уровень первого бокового ле-пестка ДН,КИП и КНД круглого и квадратного раскрывов при условии, что диаметр круглого раскрыва 2R равен стороне квадрата (а). Пьедестал за-дается преподавателем. Результаты расчета занести в таблицу 4.
Таблица 4
Раскрыв КИП КНД
Круглый
Квадратный

Оценка: Зачет
Дата оценки: 23.11.2021

Помогу с вашим вариантом, другой работой, дисциплиной или онлайн-тестом.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru