Mamajonov Diyorjon Лаборатория №16

Лаборатория №19


Мавзу: Директорли антеннани тадқиқ қилиш


ИШНИНГ МАҚСАДИ
Директорли антеннанинг йўналганлик диаграммалари ва кириш қаршиликларини тадқиқ қилиш.

1. 
   ҚИСҚАЧА НАЗАРИЙ МАЪЛУМОТ
   

Директорли антенна ўқ бўйича нурловчи чизиқли панжарали антеннадан ташкил топади. Бундай панжараларда вибраторларнинг токлар фазаси Ψ_П нурланиш йўналиши бўйича орқада қолади, яъни

Ψ_П = k*d(c/v),
Бу ерда k = 2π/λ - тўлқин сони,
λ – тўлқин узунлиги,
d – вибраторлар орасидаги масофа,
c/v – секинлашиш коэффициенти ,
с – ёруғлик тезлиги,
v – тўлқиннинг фаза тезлиги.

Агар фазовий фаза силжиши Ψ = kd, c/v = 1 бўлганда кузатиладиган таъминот манбаи бўйича фаза силжиши Ψ_П га тенг бўлса _, у ҳолда майдон нурланиш йўналиши бўйича (антенна ўқи атрофида) синфаз равишда арифметик қўшилади Ψ_Р = Ψ_П – Ψ = 0⁰ , тескари йўналишда эса компенсацияланади. Директорли антеннада v1) бўлади, яъни, нурланиш йўналиши бўйича майдонларнинг вектор йиғиндиси кузатиладиган “паст суратли тўлқин” режими кузатилади (5.1-расм).

5.1-расм. c/v>1 бўлганда майдонларнинг қўшилиши

Антенна актив вибраторлар (фидер киритилган вибраторлар шундай деб номланади) ва пассив вибраторлар (манба берилмайдиган вибраторлар) қаторидан ташкил топади. Пассив вибраторлар актив вибраторларнинг электромагнит майдонлари ёрдамида қўзғатилади. Актив вибратор сифатида халқали ёки шунтли вибраторлар қўлланилади. Антенна қурилмаси 5.2-расм бўйича йиғилади. Актив вибраторлардан максимал нурланиш (қабул қилиш) томон жойлашган пассив вибраторлар “директорлар” (лотинча «Direkt» – йўналтириш сўзидан олинган) деб номланади.

5.2-расм. Директорли антеннанинг эскизи

Актив вибраторлардан максимал нурланишга қарама қарши ( қабул қилиш) томон жойлашган пассив вибраторлар “рефлектор” (лотинча «Reflekt» – акслантириш, қайтариш сўзидан олинган) деб номланади. Одатда фақат битта рефлектор қўлланилади, кейинги вибраторлар заиф қўзғалади ва антенна тўлқин тарқатишига таъсир кўрсатмайди.

Пассив рефлекторнинг ток фазаси актив вибратор ток фазасидан олдинроқда бўлиши керак. Бу кириш қаршилиги индуктив характерга эга бўлганда содир бўлади, яъни вибраторнинг тўлиқ узунлиги (2l) унинг резонас узнлигидан катта бўлиши керак.
Пассив директор токи фазаси актив вибратор ток фазасидан орқада қолиши керак. Бу кириш қаршилиги сиғим характерга эга бўлганда содир бўлади, яъни вибраторнинг тўлиқ узунлиги (2l) унинг резонас узнлигидан кичик бўлиши керак.
Директорли антенналарнинг йўналтириш хусусияти пассив вибраторларни созлаш ва уларнинг ўзаро тақсимланиши орқали аниқланади. 5.3-расмда кўрсатилганидек симметрик вибраторнинг кириш қаршилиги уларнинг нисбий елка узунлиги (l/λ) ўзгариши билан ўзгаради. Барча пассив вибраторларнинг уларнинг узунлигини ўзгартириш йўли билан созланади. Вибраторларнинг узунлиги ва улар орасидаги масофа шундай танланадики, рефлектордан бошлаб ҳар бир кейинги вибраторгача олдинги вибратор токи фазасидан Ψ_П катталикка орқада қолиши керак.
Бунда директорлар тақсимланиш йўналишида барча вибраторлардан нурланган тўлқин майдонлари қўшилади, тескари йўналишдаги эса компенсацияланади. Шундай қилиб, директорли антенна деярли бир йўналишдаги йўналганлик диаграммасини шакллантиради.
Директорли антенналарда рефлекторнинг узунлиги (0,51…0,53)λ га тенг қилиб танланади, рефлектор ва актив вибратор орасидаги масофа эса –(0,15…0,25)λ га тенг қилиб танланади. Директорлар узунлиги (0,41…0,45)λ га, актив вибратор ва унга яқин жойлашган директор, шунингдек, ҳар бир директорлар орасидаги масофа – (0,1…0,34)λга тенг қилиб танланади.



5.3-расм. Кириш қаршилиги актив ва реактив ташкил этувчиларининг l/λ
катталигига боғлиқлик графиги

Н текислигидаги иккита вибратолар тизимининг электромагнит майдонларини қўшишга тушунтиришлар ИЛОВАда келтирилган.

Агар актив вибратор сифатида ярим тўлқинли вибратор ишлатилса у ҳолда киритилган қаршилик ҳисобига кириш қаршилиги 20…30 Ом гача камаяди, бу коаксиал кабел билан мослашувчанлик муаммосини келтириб чиқаради. Шунинг учун асосан, актив вибратор сифатида 290…300 Ом қаршиликли ва «0» потенциали еуқтасига эга бўлган халқали вибратор ишлатилади (5.4-расм).
Коаксиал фидер носимметрик фидер бўлганлиги сабабли, актив вибраторга улаш учун симметрияловчи, шунингдек, қаршилик трансформатори ҳисобланган қурилма ишлатилади. Бу хусусиятларни «U – колено» туридаги трансформация коэффициенти 4 га тенг бўлган симметрияловчи қурилма қаноатлантиради (5.4.б-расм). Натижада халқали вибратор 75 Ом тўлқин қаршилигига эга бўлган коаксиал фидер билан яхши мослашади.
«U – колено» узунлиги λ_K/2 га тенг қилиб танланади, бу ерда λ_K = -коаксиал фидердаги тўлқин узунлиги, ε – марказий сим ва халқа орасидаги материалнинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги. (паст босимли полиэтилен учун ).

5.4-расм. Симметрияловчи қурилмага (а) эга бўлган сиртмоқли вибраторнинг (б) эскизи
3. ЛАБОРАТОРИЯ ҚУРИЛМАСИНИНГ ТАВСИФИ

Қурилма директорли антеннанинг йўналганлик хусусиятларини, шунингдек, унинг кириш қаршилигини аниқлаш имконини беради. 2.5-расмда директорли антеннанинг йўналганлик хусусиятини тадқиқловчи қурилманинг структура схемаси келтирилган.

5.5-расм. Директорли антеннанинг йўналганлик хусусиятини тадқиқловчи қурилманинг структура схемаси ( 1 – генератор, 2 – коаксиал кабел, 3 – узатувчи антенна, 4 – қабул қилувчи директорли антенна, 5 – резонанс тўлқин ўлчагичнинг индикатор қурилмали)

5.6-расмда кириш қаршилигини аниқлаш қурилмасининг структура схемаси келтирилган.

5.6-расм. Кириш қаршилигини аниқлаш қурилмасининг структура схемаси
( 1 – генератор, 2 – коаксиал кабел, 3 – узатувчи антенна, 4 – қабул қилувчи директорли антенна, 5 – индикатор қурилмали ).

5.4. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИ БАЖАРИШ УЧУН ТОПШИРИҚ

2.4.1. Битта симметрик вибраторнинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.

2.4.2. Актив вибратор ва пассив рефлектордан ташкил топган икки элементли директорли антеннани йиғинг ва созланг.
2.4.3. Икки элементли антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.
2.4.4. Актив вибратор , пассив рефлектор ва пассив директордан ташкил топган уч элементли директорли антеннани йиғинг ва созланг.
2.4.5. Уч элементли антеннанинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.
2.4.6. Уч элементли директорли антеннанинг кириш қаршилигини аниқланг.

5. ЛАБОРАТОРИЯ ИШИНИНГ БАЖАРИШ ТАРТИБИ

2.5.1. Йўналганлик диаграммасини аниқлаш қурилмасини йиғинг. (2.5-расмга қаранг).

2.5.2.Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.
2.5.3. Генератор частотасини ўқитувчи берилган қийматга ўрнатинг.
2.5.4. Резонанс тўлқин ўлчагични тўлқин ўлчагич индикатор қурилмасининг максимал кўрсаткичи бўйича созланг.
2.5.5. Халқали вибратор ўрнатилган ҳаракатланувчи штангани 10⁰ қадам билан айлантириб, бурчак φ ва тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсатгичи α ни ёзиб вибраторнинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.
2.5.6. Рефлекторни ўрнатинг ва уни антенна ўқи атрофида рефлектор томонидан минимал қабул қилиш кузатиладиган ҳолатгача айлантириб, созланг (тўлқин ўлчагич қурилмаси кўрсаткичининг минимал оғиши).
2.5.7. Халқали вибратор ва рефлектор ўрнатилган ҳаракатланувчи штангани антенна ўқи атрофида рефлектор томонидан минимал қабул қилиш кузатиладиган ҳолатгача айлантириб, бурчак φ ва тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсатгичи α ни ёзиб, уларнинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.
2.5.8. Директорни ўрнатинг ва уни антенна ўқи атрофида директор томонидан минимал қабул қилиш кузатиладиган ҳолатгача айлантириб, созланг ( тўлқин ўлчагич қурилмаси кўрсатгичининг максимал оғиши.).
2.5.9. Халқали вибратор, рефлектор ва директор ўрнатилган ҳаракатланувчи штангани айлантириб, бурчак φ ва тўлқин ўлчагич индикатор қурилмаси кўрсатгичи α ни ёзиб, уларнинг йўналганлик диаграммасини аниқланг.
2.5.10. Ўлчов натижаларини 2.1-жадвалга киритинг.
5.1-жадвал
... ҳолати учун йўналганлик диаграммасини аниқлаш натижалари

φ^0	0	10	20	30	40	…	350
α
F(φ) = α/αmax

2.5.12. Агар ўқитувчи томонидан антеннанинг кириш қаршилиги қиймати берилган бўлса, генераторни ўчириб 3.2. расмда келтирилган қурилманинг

структура схемани йиғинг. Генераторни ёқиб 10-15 дақиқа мобайнида қиздиринг.
2.5.13. Индикатор қурилмаси кўрсатгичининг максимал оғиши бўйича ўлчаш линиясини генератор частотасига созланг.
2.5.14. Ўлчаш линияси головкасини силжитиб индикатор қурилмасининг максимал α_max ва минимал α_min кўрсатгичи, шунингдек, z₁ амплитуда тақсимоти минимум координатасини аниқланг.
2.5.15. ифодадан фойдаланиб югурма тўлқинлар коэффициенти қийматини аниқланг.
2.5.16. ўлчаш линиясига қисқа туташтиргични ўрнатинг ва z₂ амплитуда тақсимоти тугуни координатасини аниқланг.
2.5.17. λ/2 га тенг бўлган иккита тугун орасидаги масофани ўлчаб ўлчаш линиясидаги тўлқин узунлиги λ ни аниқланг.
2.5.18. ∆z = z₂ – z₁ ўлчаш линиясидаги тугуннинг силжиш қийматини аниқланг.
2.5.19. Югурма тўлқинлар коэффициенти К_ЮТ, ∆z/λ ўлчаш линиясидаги амплитуда тақсимоти тугунининг нисбий силжиши ва W = 75 Ом ўлчаш линиясининг тўлқин қаршилигини билган ҳолда антенна кириш қаршилигини тўлиқ қаршиликлар доиравий диаграммаси ёрдамида аниқланг (5.7-расм).

5.7-расм. Тўлиқ қаршиликларнинг доиравий диаграммаси

7. НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ

1. Қандай симметрик вибратор актив деб номланади? Қандай симметрик вибратор пассив деб номланади?
2. Симметрик вибраторнинг кириш қаршилиги l/λ нисбий узунлигига боғлиқ ҳолда қандай ўзгаради?
3. Қандай вибратор рефлектор деб номланади?
4. Қандай вибратор директор деб номланади?
5. Пассив вибраторда ток фазаси унинг узунлигига қандай боғланган?
6. Директорли антенна элементлари орасидаги масофа қандай анийланади?
7. Директорли антенна элементларининг узунликлари қандай танланади?
8. Пассив вибратор актив вибраторнинг кириш қаршилигига қандай таъсир кўрсатади?

Жавоблар.

1. 
   Антенна актив вибраторлар - фидер киритилган вибраторлар шундай деб номланади. Пассив вибраторлар яни манба берилмайдиган вибраторлар.
   
2. 
   Симметрик вибраторнинг кириш қаршилиги уларнинг нисбий елка узунлиги (l/λ) ўзгариши билан ўзгаради.
   
3. 
   Актив вибраторлардан максимал нурланишга қарама қарши томон жойлашган пассив вибраторлар “рефлектор” (лотинча «Reflekt» – акслантириш, қайтариш сўзидан олинган) деб номланади.
   
4. 
   Актив вибраторлардан максимал нурланиш томон жойлашган пассив вибраторлар “директорлар” (лотинча «Direkt» – йўналтириш сўзидан олинган) деб номланади.
   
5. 
   Вибраторларнинг узунлиги ва улар орасидаги масофа шундай танланадики, рефлектордан бошлаб ҳар бир кейинги вибраторгача олдинги вибратор токи фазасидан Ψ_П катталикка орқада қолиши керак.
   
6. 
   Хар бир директорлар орасидаги масофа – (0,1…0,34)λга тенг қилиб танланади.
   
7. 
   Директорлар узунлиги (0,41…0,45)λ га тенг қилиб танланади.
   
8. 
   Агар актив вибратор сифатида ярим тўлқинли вибратор ишлатилса у ҳолда киритилган қаршилик ҳисобига кириш қаршилиги 20…30 Ом гача камаяди, бу коаксиал кабел билан мослашувчанлик муаммосини келтириб чиқаради.
   

Хулоса.
Антенна актив ва пассив вибраторлар қаторидан ташкил топади. Пассив вибраторлар актив вибраторларнинг электромагнит майдонлари ёрдамида қўзғатилади. Актив вибратор сифатида халқали ёки шунтли вибраторлар қўлланилади. Актив вибраторлардан максимал нурланиш томон жойлашган пассив вибраторлар “директорлар” (лотинча «Direkt» – йўналтириш сўзидан олинган) деб номланади. Актив вибраторлардан максимал нурланишга қарама қарши томон жойлашган пассив вибраторлар “рефлектор” (лотинча «Reflekt» – акслантириш, қайтариш сўзидан олинган) деб номланади. Одатда фақат битта рефлектор қўлланилади, кейинги вибраторлар заиф қўзғалади ва антенна тўлқин тарқатишига таъсир кўрсатмайди.
Пассив рефлекторнинг ток фазаси актив вибратор ток фазасидан олдинроқда бўлиши керак. Бу кириш қаршилиги индуктив характерга эга бўлганда содир бўлади, яъни вибраторнинг тўлиқ узунлиги (2l) унинг резонас узнлигидан катта бўлиши керак.
Пассив директор токи фазаси актив вибратор ток фазасидан орқада қолиши керак. Бу кириш қаршилиги сиғим характерга эга бўлганда содир бўлади, яъни вибраторнинг тўлиқ узунлиги (2l) унинг резонас узнлигидан кичик бўлиши керак. Мен ушбу лабаратория жараёнини бажариш давомида. Жуда куп янги билимларга ега булдим. Фан бўйича олган билимларим келажакда асқотади деб умид қиламан.