Лабораторная работа по дисциплине Антенны и распространение радиоволн. Лаб.раб1. Лабораторная работа 1 по дисциплине Антенны и распространение радиоволн Новосибирск, 2022 Задача 1

• Название: Лабораторная работа 1 по дисциплине Антенны и распространение радиоволн Новосибирск, 2022 Задача 1
• Анкор: Лабораторная работа по дисциплине Антенны и распространение радиоволн
• Дата: 10.01.2023
• Размер: 291.2 Kb.
• Имя файла: Лаб.раб1.docx
• Тип: Лабораторная работа; #879224

Федеральное агентство связи

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Межрегиональный учебный центр переподготовки специалистов

Лабораторная работа №1

по дисциплине: Антенны и распространение радиоволн

Новосибирск, 2022

Задача 1

Исходные данные

1. Решетка излучателей эквидистантная, равноамплитудная, синфазная.

2. Количество излучателей n=2, 5,10, 20, 40.

3. Шаг решетки d/λ=0,5

Задание:

Исследовать зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности ϕ₀, уровней первых двух боковых лепестков Е_1б, Е_2б и КНД от n. Результаты вычислений занести в таблицу 1.

Таблица 1
n	2	5		10	20	40
ϕ	180	48		24	11	5,4
E1б		0,25		0,23	0,22	0,21
Е2б		0,2		0,15	0,14	0,13
КНД	2	5		10	20	40

Рисунок 1.1 – Зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности ϕ₀ от n



Рисунок 1.2 – Зависимость уровней первых двух боковых

лепестков Е_1б, Е_2б от n



Рисунок 1.3 – Зависимость КНД от n

Вывод:

1. 
   Ширина главного лепестка диаграммы направленности ϕ₀ при увеличении количество излучателей до n=5 резко уменьшается, затем при дальнейшем увеличении излучателей до n=40 уменьшается плавно.
   
2. 
   Уровни первых двух боковых лепестков Е_1б, Е_2б при увеличении количества излучателей до n=40 плавно уменьшается.
   
3. 
   Значение КНД при увеличении количества излучателей до n=40 пропорционально увеличивается.
   

Задача 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/λ.

Таблица 2
d/λ	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
Φ	180	60	40	30	22
E1б		0,22	0,22	0,21	0,21
КНД	2,207	4,181	6,141	8,083	10

Рисунок 2.1 – Зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности от d/λ



Рисунок 2.2 – Зависимость уровня 1-го бокового лепестка от d/λ



Рисунок 2.3 – Зависимость КНД от d/λ

Вывод:

1. 
   Ширина главного лепестка диаграммы направленности ϕ₀ при увеличении соотношения d/λ до 0,2 резко уменьшается, затем при дальнейшем увеличении до 0,5 уменьшается плавно.
   
2. 
   Уровень первого бокового лепестка Е_1б при увеличении соотношения d/λ до 0,5 незначительно уменьшается.
   
3. 
   Значение КНД при увеличении соотношения d/λ до 0,2 резко увеличивается, затем при увеличении соотношения d/λ до 0,3 плавно уменьшается, в дальнейшем при увеличении соотношения d/λ до 0,5 начинает равномерно увеличиваться.
   

Задача 3

Исходные данные

1. Решетка эквидистантная, равноамплитудная, синфазная.

2. Число линейных излучателей n

Задание

Определить ширину главного лепестка диаграммы направленности ϕ_0, уровень 1-го бокового лепестка в зависимости от n при условии, что nd=const

Таблица 3
n	2	3	4	7	11	16
d/λ	1,5	0,75	0,5	0,25	0,15	0,1
ϕ	40	42	60	70	76	80
E1б	1	0,32	0,28	0,23	0,22	0,21
КНД	2	4,184	4	3,64	3,483	3,99

Рисунок 3.1 – Зависимость соотношения d/λ от n


Рисунок 3.2 – Зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности от n



Рисунок 3.3 – Зависимость уровня 1-го бокового лепестка от n



Рисунок 3.4 – Зависимость КНД от n

Вывод:

1. 
   Ширина главного лепестка диаграммы направленности ϕ₀ при увеличении n до 4 резко увеличивается, затем при дальнейшем увеличении n до 16 увеличивается плавно.
   
2. 
   Уровень первого бокового лепестка Е_1б при увеличении n до 3 резко уменьшается, затем при дальнейшем увеличении n до 16 уменьшается плавно.
   
3. 
   Значение КНД при увеличении n до 3 резко увеличивается, затем при увеличении n до 11 плавно уменьшается, в дальнейшем при увеличении при увеличении n до 16 начинает равномерно увеличиваться.
   

Задача 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 - ) X_n^m ,

где X_n^m - 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 ∆

Таблица 4
∆	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1
ϕ	48	36	30	26	24	22
E1б	0,02	0,02	0,07	0,12	0,18	0,22
КНД	6,67	8,3	9,259	9,745	9,95	10

Рисунок 4.1 – Зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности от ∆



Рисунок 4.2 – Зависимость уровня 1-го бокового лепестка от ∆



Рисунок 4.3 – Зависимость КНД от ∆

Вывод:

1. 
   Ширина главного лепестка диаграммы направленности ϕ₀ при увеличении отношения амплитуды тока в крайнем элементе к амплитуде тока в центральном элементе решетки («пьедестал») ∆ до 1 плавно уменьшается.
   
2. 
   Уровень первого бокового лепестка Е_1б при увеличении отношения амплитуды тока в крайнем элементе к амплитуде тока в центральном элементе решетки («пьедестал») ∆ до 0.2 остается почти неизменной, затем при дальнейшем увеличении ∆ до 1 начинается равномерно увеличиваться.
   
3. 
   Значение КНД при увеличении отношения амплитуды тока в крайнем элементе к амплитуде тока в центральном элементе решетки («пьедестал») ∆ до 1 увеличивается.
   

Задача 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 – кубический закон. Величины , _, – разность фаз токов в соседних элементах решетки (дискрет фазы), х – относительное расстояние элемента решетки, отсчитываемое от центра решетки.

Задание

Исследовать зависимость ширины главного лепестка, уровня 1-го бокового лепестка, и угла наклона ψ₀ от дискрета фаз ψ для линейного закона распределения (m=1).

Таблица 5
ψ	40	80		100		180
ϕ	32	40		42		54
E1б	0,22	0,22		0,22		1,5
ψ0	3	6		8		14

Рисунок 5.1 – Зависимость ширины главного лепестка диаграммы направленности от дискрета фаз ψ для линейного закона распределения (m=1)



Рисунок 5.2 – Зависимость уровня 1-го бокового лепестка от дискрета фаз ψ для линейного закона распределения (m=1)



Рисунок 5.3 – Зависимость угла наклона ψ₀ от дискрета фаз ψ для линейного закона распределения (m=1)
Вывод:

1. 
   Ширина главного лепестка диаграммы направленности ϕ₀ при увеличении дискрета фаз ψ для линейного закона распределения (m=1) до 180 плавно увеличивается.
   
2. 
   Уровень первого бокового лепестка Е_1б при увеличении дискрета фаз ψ для линейного закона распределения (m=1) до 100 остается почти неизменной, затем при дальнейшем увеличении ψ до 180 начинается резко увеличиваться.
   
3. 
   Значение угла наклона ψ₀ при увеличении дискрета фаз ψ для линейного закона распределения (m=1) до 180 плавно увеличивается.