Mamajonov Diyorjon Лаборатория №16

Gurux	FIO	Baho
631-19	Mamajonov Diyorjon

Лаборатория №16.
«Френель зоналарини тадқиқ қилиш»


ИШНИНГ МАҚСАДИ

Лаборатория ишини бажаришда талабалар:

- эркин фазода радиотўлқинлар тарқалиш хусусиятларини;
- радиотўлқинлар тарқалиши имкони мавжуд фазо минтақасини хисоблашни;
билиши керак.

НАЗАРИЙ МАЪЛУМОТ

Гюйгенс принципига асосан, тўлқин тарқалиш фронти юзасидаги хар бир элементни иккиламчи сферик тўлқин манбаи деб қараш мумкин. Отатда тўлқин тарқалиш жараёнларини ўрганишда реал нурлатгични марказий реал элемент билан мос тушувчи фараз қилинган сферда жойлашган Гюйгенс элементлари мажмуи билан алмаштириш қулай бўлади. Бунда қабул қилиш нуқтасидаги электромагнит майдон иккиламчи манбалар таъсирларининг йиғиндиси билан аниқланади. 7.1-расмда координат тизимлари марказида (А. нуқта) шартли равишда сферик тўлқинларнинг реал манбаси жойлашган. Тўлқин фронти юзаси мажмуасини реал нурлатгич билан алмашириш мумкин бўлган Гюйгенс элеменларидан ташкил топади ва бунда Гюйгенснинг алохида элеменлари Нн дан кузатиш нуқтаси В гача бўлган масофалар кўрсатилган.

3.1-расм. Френел зоналарини аниқлаш

БН_н масофа қуйидаги тенгликни қаноатлантирсин:

(3.1)
Бунда, БН_н -тўғри чизиқлар оиласи сфера билан кесишуви концентрик айланалар бўлган конус шаклидаги юзаларни хосил қилади. Қўшни айланаларда жойлашган худудлар Френель зоналари деб аталади. (7.1) ни хисобга олган холда шуни айтиш мумкинки: биринчи Френель зонасида жойлашган Гюйгенс элементлари ва иккинчи Френел зонасида жойлашган Гюйгенс элеменлари кузатув нуқтаси В да фазаси бўйича 180⁰ га фарқ қилувчи майдон хосил қилади.Худди шуни исталган чегарадош Френель зоналарида жойлашган Гюйгенс элементлари майдонларига нисбатан хам айтиш мумкин. Бу холат 7.1-расмда шартли равишда “мусбат” ва “манфий” ишоралар билан кўрсатилган.
Кузатув нуқтаси В даги натижавий майдон қуйидагига тенг
(3.2)
Бунда, Е₁ – биринчи Френель зонаси Гюйгенс элементлари ю зага келтирувчи нуқтасидаги кучланганлик;
Е₂ – иккинчи Френель зонаси Гюйгенс элементлари юзага келтирувчи нуқтасидаги кучланганлик.
Шу асосида, радиотўлқин энергияси манбадан кузатиш нуқтасига толасиман канал орқали эмас, балки, биринчи Френел зонаси билан чегараланган фазонинг аниқ хажми бўйлаб узатилади. Фазонинг бу минтақасини радиотўлқин тарқалиш жараёнида қатнашувчи минтақа деб аталади. Френелнинг биринчи зонаси тўсиқлардан холи бўлиши керак.
Оптика курсида бу минтақа фокуслари А ва В нуқталар билан мос тушувчи (3.2-расм), Френелнинг биринчи зонаси билан чегараланган эллипсоида айланиш шаклига эга эканлиги исботланади.

3.2-расм. Радиотўлқин тарқалишида мавжуд фазо минтақаси

Френел зоналари нафақат сфера юзида балки бошқа юзаларда хам қуриш мумкин. Радиотрассаларни тадқиқод этишда шундай юза сифатида тўлқин тарқалиш йўналашига перпендикуляр текисликни танлаш қулай бўлади. Бунда Френелнинг биринчи знасининг радиуси қуйидаг формула билан аниқланади:

(3.3)
Френелнинг биринчи зонасини максимал қиймати трассанинг ўртасида жойлашади.
Агар радиотрассада металл диафрагма ўрнатилса ва уни аста-секин очиб борилса, у холда, очилувчи Френел зоналарининг тартиби н га боғлиқ равишда майдон сатхи ўзгаради. Бу боғланиш 2.3 расмда келтирилган, бунда эркин фазодаги майдон кучланганлиги Е0 орқали ифодаланган.

3.3-расм. Майдон кучланганлигининг очилган Френел зоналарининг тартибига боғлиқлик графиги

Радиотўлқин тарқалишида мавжуд фазо минтақаларининг чегараларини билиш, радиотрассаларни лойихалаштиришда мухим хисобланади. Радиотрассани бирор кесимида тарқалиш йўналишига перпендикуляр текислигидаги Френел зоналари чегараларини аниқлаш, махсус металл турли зона айланалари ёрдамида Френелнинг жуфт зоналарини тўсиш ва шунинг натижасида қабул қилиш нуқтасида майдонкучланганлагини сезиларли даражада ошириш имконини беради.

Радиоалоқа эффективлигини оширишнинг бу усули амалиётда радиорелей линияларида кенг қўлланилади.

ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ БАЖАРИШ УЧУН ТОПШИРИҚ

1. Гюйгенс принципи ва Френелни зоналари хақидаги тасаввурга асосан, радиотўлқин тарқалиши жараёнида қатнашувчи минтақасини аниқлаш масаласини ечиш босқичини ўрганиш.
2. Лабаратория қурилмаси ёрдамида радиотўлқинлар тарқалиши жараёнида қатнашувчи фазо минтақаси чегараларини аниқлаш.
3. Қабул қилиш нуқтасидаги майдон кучланганлиги катталигини “ёпиқ” ва “очиқ” Френел зоналари сонига боғлиқлиги ўрганилсин.
4. Олинган тажриба натижаларни анализи ўтказилсин.

ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ

3.1-расмда лаборатория қурилмасини структуравий схемаси келтирилган.

3.1-расм. Лабаратория қурилмасини структуравий схемаси (1-генератор, 2- узатувчи рупорли антенна, 3-силжувчи диафрагмали тарқалиш мухити, 4- қабул қилувчи рупорли антенна, 5-майдон кучланганлиги индикатори).

Қурилма шундай ўрнатилганки, қабул қилувчи антенна ва диафрагма трасса бўйлаб тарқалиши мумкин.

ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ БАЖАРИШ ТАРТИБИ

1. Генераторни ёқинг ва унга 10-15 минут қизиши учун вақт беринг.
2. Радиотўлқин тарқалиши жараёнида қатнашувчи фазо минтақаси чегарасини аниқланг.
1. “очиқ” радиотрасса моделини кўринг бунинг учун экран диафрагмасини тўлиқ очинг. Қабул қилиш нуқтасида майдон кучланганлиги даражасини ўлчанг.
2. Экран диафрагмасини тўлиқ ёпинг қабул қилиш нуқтасида майдон йўқлигига ишонч хосил қилинг. Экран диафрагмасини аста-секин очган холда, қабул қилиш нуқтасилаги майдон кучланганлиги даражасини диафрагма тирқиши диаматрига боғлиқлигини аниқланг.
3. Олинган маълумотлар бўйича қабул қилиш нуқтасидаги майдон кучланганлигини диафрагма тирқиши диаметрига боғлиқлик грақигини чизинг.
4. Графикдан ўрганилаётган радиотрасса моделини бирор қайд қилинган кесими учун Френел зоналари чегараси аниқлансин. Радиотўлқин тарқалишида мавжуд бўлган фазо минтақасини чегаралари аниқлансин.

НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ

1. Френел зоналари деб нимага айтилади?

2. Нима учун қўшни Френел зоналаридаги Гюйгенс элементлари тескари фазада ишлайди?
3. Радиотўлқинлар тарқалишида қатнашувчи фазо минтақаси нимага тенг?
4. Френел биринчи зонаси радиуси нимага тенг?
5. Френелнинг қандай зоналари “зарарли” хисобланади?
6. Қандай қилиб турли экранлар ёрдамида қабул қилиш нуқтасида майдон кучланганлигини ошириш мумкин?
Жавоблар:

1. 
   Қўшни айланаларда жойлашган худудлар Френель зоналари деб аталади.
   

2. 
   Биринчи Френель зонасида жойлашган Гюйгенс элементлари ва иккинчи Френел зонасида жойлашган Гюйгенс элеменлари кузатув нуқтаси В да фазаси бўйича 180⁰ га фарқ қилувчи майдон хосил қилади.Худди шуни исталган чегарадош Френель зоналарида жойлашган Гюйгенс элементлари майдонларига нисбатан хам айтиш мумкин.
   

3. 
   Френелнинг биринчи зонаси билан чегараланган эллипсоида айланиш шаклига эга кисми.
   

4. 
   Френелнинг биринчи знасининг радиуси қуйидаг формула билан аниқланади: Френелнинг биринчи зонасини максимал қиймати трассанинг ўртасида жойлашади.
   

5. 
   Радиацяа тўлкинлари зўналари зарарли хисобланади.
   

6. 
   Махсус металл турли зона айланалари ёрдамида Френелнинг жуфт зоналарини тўсиш ва шунинг натижасида қабул қилиш нуқтасида майдонкучланганлагини сезиларли даражада ошириш имконини беради.
   

Хулоса.
Радиотўлқин тарқалишида мавжуд фазо минтақаларининг чегараларини билиш, радиотрассаларни лойихалаштиришда мухим хисобланади. Радиотрассани бирор кесимида тарқалиш йўналишига перпендикуляр текислигидаги Френел зоналари чегараларини аниқлаш, махсус металл турли зона айланалари ёрдамида Френелнинг жуфт зоналарини тўсиш ва шунинг натижасида қабул қилиш нуқтасида майдонкучланганлагини сезиларли даражада ошириш имконини беради.
Радиоалоқа эффективлигини оширишнинг бу усули амалиётда радиорелей линияларида кенг қўлланилади. Мен ушбу лабаратория жараёнини бажариш давомида. Жуда куп янги билимларга ега булдим. Фан бўйича олган билимларим келажакда асқотади деб умид қиламан.