Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова» (БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»)
	БГТУ.СМК-Ф-4.2-К5-01

Факультет		Е		Оружие и системы вооружения
		шифр		наименование
Кафедра		Е6		«Автономные информационные и управляющие системы»
		шифр		наименование
Дисциплина				Радиофизика

^{наименование}

Лабораторная работа № 3

«Исследование диаграммы направленности антенной решетки с фазовым управлением»

Выполнила студент группы:					Е692
Кузнецова С.Р. Ермилова Ю.А.				__________________
Фамилия И.О.				Подпись
«______»	_______________				2022г.
				РУКОВОДИТЕЛЬ
Перов Л.Д.				__________________
Фамилия И.О.				Подпись
Оценка:			______________________
«______»		_______________			2022г.

---

2022 г.

Цели работы:

1. 
   Изучение процессов формирования диаграммы направленности линейной антенной решетки в дальней зоне.
   
2. 
   Приобретение навыков математического моделирования простейших антенных систем и их электромагнитных полей.
   
3. 
   Приобретение навыков расчета множителя системы и результирующей ДНА.
   
4. 
   Изучение влияния фазового сдвига между элементарными излучателями и расстояния между ними на ДНА.
   

1. 
   Моделирование линейной системы излучателей.
   

Основные параметры системы излучателей:

• 
  Длина волны λ = 1
  
• 
  Количество излучателей Nt = 15
  
• 
  Расстояние между излучателями d = 0,5
  
• 
  Амплитуда волны, создаваемая в точке приема одним излучателем E1 = 1
  
• 
  Пределы изменения направления на точку приема - π/2 < εi < π/2
  

Рисунок 1 – Система излучателей
Формула расчета разности расстояний
dr(εi) = d sin(εi)
Формула расчета разности фаз
Δφ(εi) = 2π/λ dr(εi)
Формула для расчета КНД антенны


Формула для перевода радиан в градусы

Формула для пересчета величины БЛ из В\м в дБ

2. 
   Расчет диаграммы направленности антенной решётки
   

1. 
   Сдвиг фаз ψ = 0
   

ДНА в прямоугольных координатах	ДНА в полярных координатах	Фазовое распределение

---

Ширина ДНА по половинной мощности: 0,038π рад = 6,85˚

Угол отклонения максимума ДНА: 0˚

2. 
   Сдвиг фаз ψ = π/4
   

ДНА в прямоугольных координатах	ДНА в полярных координатах	Фазовое распределение

Ширина ДНА по половинной мощности: 0,039π рад = 7˚

Угол отклонения максимума ДНА: -0,08 π рад = -14,38˚

3. 
   Сдвиг фаз ψ = π/2
   

ДНА в прямоугольных координатах	ДНА в полярных координатах	Фазовое распределение

Ширина ДНА по половинной мощности: 0,045π рад = 8,10˚

Угол отклонения максимума ДНА: -0,167π рад = -30,05˚
При увеличении угла сдвига фаз между соседними излучателями, главный лепесток ДНА начинает поворачиваться в сторону первого излучателя с минимальным значением сдвига.
3. Исследование влияния сдвига фаз между соседними излучателями на диаграмму направленности антенной решётки
Значения сдвига фаз :

1. 
   1 Красный график ψ = 0,5π
   
2. 
   Синий график ψ = 0π
   
3. 
   1 Зеленый график ψ = -0,7π
   
4. 
   2 Красный график ψ = 0,2π
   
5. 
   2 Зеленый график ψ = -0,3π
   

Диаграмма направленности

В полярных координатах	В прямоугольных координатах
В полярных координатах	В прямоугольных координатах

---

1. 
   Снять зависимость угла отклонения максимума ДНА от сдвига фаз ψ.
   

1. 
   -0,165π рад = -29,67 ˚
   
2. 
   0 рад = 0 ˚
   
3. 
   0,248 π рад = 44,62˚
   
4. 
   -0,064 π рад = -11,52˚
   
5. 
   0,095 π рад = 17,08˚
   

2. 
   Рассчитать КНД антенны
   

1. 
   87
   
2. 
   91
   
3. 
   77
   
4. 
   95
   
5. 
   91
   

Коэффициент направленного действия антенны уменьшается при увеличении сдвига фазы больше, чем |0,3|.

3. 
   Снять зависимость ширины ДНА по половинной мощности от сдвига фаз ψ.
   

1. 0,046 π рад = 8,29 ˚

2. 0,044 π рад = 7,91˚

3. 0,052 π рад = 9,36˚

4. 0,042 π рад = 7,56˚

5. 0,044 π рад = 7,91˚

Ширина ДНА увеличивается при увеличении сдвига фазы больше, чем |0.3|/

4. 
   Снять зависимость уровня боковых лепестков ДНА от сдвига фаз ψ.
   

1. 3,22 В\м = -6,68дБ

2. 3,21 В\м = -6,7дБ

3. 3,20 В\м = -6,7дБ

4. 3,22 В\м = -6,68дБ

5. 3,21 В\м = -6,7дБ


Уровень боковых лепестков не изменяется по мере уменьшения угла сдвига главного лепестка.

1. 
   Расстояние между излучателями d = 0,7λ
   

Значения сдвига фаз :

1. 
   Красный график ψ = 0,5π
   
2. 
   Синий график ψ = 0π
   
3. 
   Зеленый график ψ = 0,6π
   

Диаграмма направленности

В полярных координатах	В прямоугольных координатах

Угол максимального сдвига фаз: ψ = 0,5 π

Максимальный угол отклонения главного лепестка: -0,114 π рад = -6,53 ˚

2. 
   Расстояние между излучателями d = 0,9 λ
   

Значения сдвига фаз :

1. 
   Красный график ψ = 0,1π
   
2. 
   Синий график ψ = 0π
   
3. 
   Зеленый график ψ = 0,2π
   

Диаграмма направленности

В полярных координатах	В прямоугольных координатах

---

Угол максимального сдвига фаз: ψ = 0,1 π

Максимальный угол отклонения главного лепестка: -0,019 π рад = -3,42˚
При увеличении расстояния между излучателями угол максимального сдвига фаз, при котором существует только один лепесток уменьшается. Также уменьшается и угол наклона главного лепестка.

3. 
   Расстояние между излучателями d = 0,3 λ
   

Значения сдвига фаз:

1. 
   Красный график ψ = 0,2π
   
2. 
   Синий график ψ = 0π
   
3. 
   Зеленый график ψ = 0,4π
   

Диаграмма направленности

В полярных координатах	В прямоугольных координатах

1. 
   Снять зависимость угла отклонения максимума ДНА от сдвига фаз ψ.
   

1. 
   -0,108 π рад = 19,443 ˚
   
2. 
   0 рад = 0 ˚
   
3. 
   -0,232 π рад = 41,73˚
   

2. 
   Снять зависимость уровня боковых лепестков ДНА от сдвига фаз ψ.
   

1. 
   3,24 В\м = -6,66дБ
   
2. 
   3,23 В\м = -6,67дБ
   
3. 
   3,25 В\м = -6,65дБ
   

При небольшом расстояния между излучателями ширина главного лепестка с увеличением сдвига по фазе увеличивается, с его увеличением уменьшается КУА. А значение уровня боковых лепестков практически не изменяется.


4. Расчет диаграммы направленности антенной решетки с учетом направленных свойств излучателей.
Графики ДНА полуволнового вибратора в полярных и прямоугольных координатах.

1. 
   Сдвиг фаз между соседними излучателями ψ = 0.7 π
   

КНД = 49

Ширина ДНА 0,049 π рад = 8,82 ˚

2. 
   Сдвиг фаз между соседними излучателями ψ = 0.3 π
   

КНД = 169

Ширина ДНА 0,045 π рад = 8,1 ˚

3. 
   Сдвиг фаз между соседними излучателями ψ = 0.1 π
   

---

Смотрите также файлы

• Оружие и системы вооружения.docx

• Ао татнефтепроводстрой.docx

• Лабораторная работа 8 диэлектрические потери контроль изоляции по тангенсу угла диэлектрических потерь Москва 2023 Бригада 1.pdf

• Использование облачных технологий в моей жизини.pdf

• Воспроизведение одним человеком определенных образцов поведения, манеры говорить другого человека и т п.docx