Õzbеkistоn rеspublikаsi ахbоrоt tехnоlоgiyаlаri vа kоmmunikаtsiyаlаrini rivоjlаntirish vаzirligi

5-laboratoriya ishi

DIELEKTRIK STERJENLI ANTENNANI TADQIQ QILISH

5.1. ISHDAN MAQSAD

Laboratoriya ishini bajarish natijasida talabalar:

-dielektrik sterjenli antennalarning qurilmasi va ishlash prinsipini bilishlari;
-dielektrik sterjenli antennalar yõnalganlik harakteristikalarini eksperimental tadqiq qilish va hisoblay olish kõnikmalariga ega bõlishlari kerak.

5.2. QISQACHA NAZARIY MA’LUMOTLAR

Dielektriksterjenli antenna sirt tõlqinlari
uzatuvchi liniya sifatida
Dielektrik antennalarning ishlash prinsipi dielektrik muhit chegaraviy muHitidan elektromagnit tõlqinlarning tõliq ichki qaytishiga asoslangan.
Bizga ma’lumki yassi elektromagnit tõlqinlarning ikkita dielektrikning chegaralanmagan uzunlik yuzasi bõlimiga kelib tushishida, ikkita shart bajarilganda sirt tõlqinlari hosil bõladi:
- tõlqin katta dielektrik singdiruvchanlikli dielektrik dan kichik dielektrik singdiruvchanlikli dielektrik ning yuzasiga beriladi (odatda ikkinchi dielektrik havo bõladi).
- tõlqinning tushish burchagi tõliq ichki qaytish burchagi (kritik burchak) dan katta yoki teng bõladi.
Optik jihatdan kichik dielektrik singdiruvchanlikka ega bõlgan dielektrikda shakllantirilgan sirt tõlqinlari ikkita dielektrik orasidagi yuzaga “yopishadi” va quyidagi hususiyatlar bilan tavsiflanadi:
- bu tõlqinning maydon kuchlanganligining amplitudasi havoda eksponensial qonun bõyicha yuza qismida normal bõyicha kamayib boradi ;
- sirt tõlqinlari antenna õqi bõyicha yõnaltirilgan bõlib, bu tõlqinning faza tezligi v, yorug’lik tezligi s dan kichik va parametrli ( ya’ni kattalikli ) cheksiz muhitdagi tõlqinning faza tezligidan kattadir;
- va maydon kuchlanganliklari vektorlarining bõylanma tashkil etuvchilari mavjud.
Antennaning dielektrik sterjenini dielektrik tõlqin õtkazgichning bõlagi sifatida qarash mumkin. Dielektrik tõlqin õtkazgichlar nazariyasidan ma’lumki ularda simmetrik va nosimmetrik tõlqinlar tarqalishi mumkin. Simmetrik turdagi tõlqinlar dielektrik sterjenli antennalarda ishlatilmaydi. Bunga sabab õqlar simmetriyasiga asosan ularning sterjen õqi atrofida tõlqin tarqatmasligidir. va ( , ) nosimmetrik tõlqinlar dielektrik tõlqin õtkazgichlarda bõlinmaydi, balki ular birgalikda harakatlanadilar. Bu tõlqinlar orasida gibrid tõlqini asosiy tõlqin hisoblanadi.
tõlqini maydonining taqsimoti quyidagi 5.1-rasmda keltirilgan. tõlqinidan farqli ravishda doiraviy metall tõlqin õtkazgichlarda dielektriklar chegarasida tõlqinning elektr maydoni tashkil etuvchilari noldan farqlidir, bu dielektrikdan tashqarida maydon mavjudligidan vujudga keladi.



5.1-rasm. Dielektrik sterjendagi tõlqinning maydon strukturasi

Qattiq dielektrik õzida havoga nisbatan ancha kuchli bõlgan maydon konsentrasiyasi hususiyatiga ega. Shuning uchun sterjenning õlchamlari sterjenda va õrab olgan muhitda tarqaluvchi elektromagnit maydon energiyasining taqsimotiga õz ta’sirini õtkazadi. Agar sterjenning diametri tõlqin uzunligiga teng bõlsa, energiyaning katta qismi uning ichiga uzatiladi, diametrning kichrayishida esa energiyaning katta qismi sterjenning tashqi qismiga beriladi.

Barcha sirt tõlqinlari antennalari ikkita elementdan tashkil topadi:
Elektromagnit maydon shakllantirgichi (koaksial tõlqin õtkazgichli oraliq) va shakllantirgichda hosil qilingan elektromagnit tõlqinlarini sirt tõlqinlari maydoniga aylantirib beruvchi sekinlashtiruvchi strukturani õz ichiga oluvchi antenna (yõnaltirgich).


Sterjenli dielektrik antennalarning yõnaltirish hususiyatlari
Sirt tõlqinlari antennalarini ikki hil jihatdan tahlil qilish mumkin:
- tarqatilayotgan elektromagnit tõlqinlar qõzg’atuvchi sirtga sinfaz ravishda hosil qilinadi deb hisoblanadi. Bunday sirt bõlib, antenna uchidagi sirt tõlqinlarining yassi frontiningqismi hisoblanadi. Sekinlashtirish koeffisienti c/v qancha kõp bõlsa, effektiv nurlovchi sirt shuncha kichik bõladi. Maksimal nurlanish tõlqin frontiga perpendikulyar, ya’ni antenna õqi atrofida yõnalgan.
tõlqinli dielektrik sterjenlar vektori liniyasida dielektrik sterjen kõndalang kesimida bitta asosiy z õqiga perpendikulyar yõnalishga ega (6.1-rasm), shuning uchun dielektrik sterjenni siljish toklari (qutblanish) yordamida qõzg’atiladigan va ularning õqlari sterjen õqiga perpendikulyar bõlgan uzluksiz vibratorlar tizimi (6.2. rasm) sifatida qarash mumkin. Bu toklarning fazalari antenna boshidan hisoblanadigan masofaga tõg’ri proporsional ravishda õzgaradi, amplitudalari esa (yõqotishlarga qaramasdan) bir hildir.



5.2-rasm. Antenna ishlash prinsipini tushintirish uchun ( yugurma tõlqinlarini hosil qilish).

Shunday qilib, dielektrik antennani uzluksiz manbalar taqsimotiga ega bõlgan va kichik faza tezligiga ega bõlgan yugurma tõlqin antennalari sifatida qarash mumkin. Bunday antennaning yõnaltirish harakteristikasi quyidagi formula yordamida hisoblanishi mumkin.

. (5.1)
Bu yerda, - antenna bitta elementi yõnalnanlik harakteristikasining me’yorlangan kõphadi qiymati ( , ); - dielektrik sterjen uzunligi; c/v – 5.3-rasmdagi grafikdan aniqlanuvchi tõlqinni sekinlashtirish koeffisienti; - ochiq fazodagi tõlqin uznligi; - sterjen õqidan boshlab hisoblanuvchi burchak.

Yõnalganlik diagrammasining shakli sterjen õlchamlarini tanlash orqali aniqlanadi: uning d diametrini, sterjen uzunligi ni va sterjen materialini. Tõlqinni sekinlashtirish kattaligi sterjenning kõndalang kesimi õlchamlari bilan bog’liq. Ingichka sterjenda sekinlashish c/v birga yaqin va deyarli sirt tõlqinlarining barcha energiyasi sterjendan tashqariga beriladi, natijada yõnaltirgichning yõnaltirish hususiyati yõqoladi. Sterjen diametri kattalashishi bilan sekinlashish va yugurma tõlqinlar qõzg’alish effektivligi oshadi.

5.3-rasm. v/c ning nisbiy diametr va dielektrik sterjen materialiga bog’liqlig grafigi.

Lekin qalin sterjenda tõlqinning sezilarli sekinlashishi Hisobiga sterjen uchida keraksiz nurlanishlar oshib boradi. Bular sterjenda maydon strukturasining, yõnalganlik diagrammasining buzilishiga olib keladi. Shuning uchun silindrsimon sterjenlarning diametrlari tõlqin uzunligi qiymatidan katta bõlmaydi va quyidagi shart bõyicha aniqlanadi

. (5.2)
Amaliyotda sterjen uchidagi nurlanishlarni kamaytirish uchun ( yon yaproq sathini kamaytirish uchun ) sterjenlar konussimon shaklda quriladi, diametri
, (5.3)
. (5.4)
Dielektrik sterjenli antenna ham boshqa yugurma tõlqin antennalari kabi yõnaltirish koeffisientining maksimal qiymatiga erishish uchun optimal uzunlikka ega bõlishi kerak. Bizga ma’lumki bunday antennalarning optimal uzunligi sekinlashish koeffisientiga bog’liq bõlib quyidagi formula yordamida aniqlanadi
. (5.5)
Dielektrik sterjenli antennalarning yõnalganlik koeffisienti va kuchaytirish koeffisienti quyidagi formula yordamida aniqlanishi mumkin
. (5.6)

Shuni aytish kerakki optimaldan ikki marta katta sterjen uzunligini tanlashda antenna õqi atrofida yõnalganlik diagrammasining pasayishi kuzatiladi.

5.3.LABORATORIYA ISHINI BAJARISH UCHUN TOPSHIRIQ

5.3.1. Dielektrik antenna qurilmasi va ishlash prinsipi bilan tanishish.

5.3.2. Dielektrik antenna shakli va õlchamlarining uning yõnalganlik diagrammasiga ta’sirini tadqiq qilish.
5.3.3. Turli hil sterjenli antennalarning yõnalganlik koeffisienti qiymatlarini eksperimental ravishda aniqlang.
5.4. LABORATORIYA QURILMASINING TAVSIFI

Qurilma dielektrik sterjenlarning N tekisligi ( ) burchaklar diapazonida yõnalganlik harakteristikalarini õlchash imkonini beradi. Qurilmaning struktura sxemasi 5.4-rasmda keltirilgan.

Qabul qilish qismi Uzatish qismi
5.4-rasm. Laboratoriya qurilmasining struktura sxemasi.
( 1 - santimetrli tõlqin diapazoni generatori, 2 - tõg’ri burchakli tõlqin õtkazgich, 3 - ruporli antenna, 4 - tadqiq qilinayotgan dielektrik antenna, 5 - tõlqin õtkazgichli kalibrlash attenyuatori, 6 - detektor seksiyasi, 7 - koaksial kabel, 8 - indikator qurilmasi)

Qabul qilish qismi gradus shkalali diskni õz ichiga oluvchi aylanuvchi qurilmaga õrnatilgan. Laboratoriya qurilmasining konstruksiyasida sirt tõlqinlari yõnaltirgichi bõlib, dielektrik sterjen uni shakllantiruvchi qurilma bõlib esa uchi ochiq tõg’ri tõrt burchakli tõlqin õtkazgich hisoblanadi

5.5-rasm. Sterjenli dielektrik antennaning eskizi
Silindrsimon va konussimon shakldagi sterjenlar bilan birgalikda antenna õqi atrofida davriy ravishda õzgarishli sekinlashtirish strukturasi (6.6.a-rasm), qirrali sterjenli antennalar (5.6.b-rasm ) va naysimon antennalar ishlatiladi.

a) b)
5.6-rasm. Tõlqin sekinlashish õqi atrofida davriy ravishda õzgaruvchili sekinlashtirish strukturasining eskizi

5.5. LABORATORIYA ISHINING BAJARISH TARTIBI

5.5.1. Generatorni yoqib 10-15 daqiqa mobaynida qizdiriladi, sõng 23h10 mm õlchamli tõlqin õtkazgichda birtõlqinli rejimini hosil qiluvchi chastota õrnatiladi.
5.5.2. burchaklar sektorida qadam bilan antennani aylantirib bir vaqtning õzida indikator qurilmasi kõrsatkichi ni yozgan holda berilgan dielektrik sterjenlar uchun yõnalganlik harakteristikalarini aniqlang. Õlchov natijalarini 6.1-jadvalga kiriting. Me’yorlangan yõnalganlik diagrammalari F(φ) grafigini quring.
5.5.3. 5.5.2. ga mos ravishda davriy ravishda õzgaruvchi strukturali ikkita dielektrik antennalarning yõnalganlik harakteristikalarini aniqlang. Buning uchun bu antennalarni 5.3. - rasmdagi kabi sterjenlar va dielektrik shaybalar yig’indisidan yasash kerak.
5.5.4. Etalon antennalarga mos ravishda yõnalganlik koeffisientlarini (kuchaytirish koeffisienti) aniqlash uchun, yõnalganlik diagrammasida asosiy yaproqning kengligini (tadqiq qilinayotganlar ichida) ta’minlovchi sterjenning namunaviy etaloni tanlab olinadi.
5.1-jadval
...MGs chastotada ...shakldagi dielektrik antennalar
yõnalganlik hususiyatlarini eksperimental tadqiq qilish natijalari

-36 … … -2 0 2 … 36

Eksperimental ravishda uni maksimal qabul qilish yõnalishida indikator qurilmasining minimal kõrsatkichi bilan ham farqlash mumkin. Bu kõrsatkichni qayd qilish kerak.
Tekshirilayotgan antennalarning etalon dielektrik antennalarga nisbatan kuchaytirish koeffisientini taqqoslash usuli yordamida amalga oshiriladi. Buning uchun tekshirilayotgan antenna shunday õrnatilishi kerakki bunda indikator qurilmasi maksimal kõrsatgichni kõrsatishi kerak. Kalibrlovchi attenyuatorning dastasini aylantirgan Holda etalon antennada õrnatilgan qiymatgacha indikator qurilmasi kõrsatkichini kamaytiring. Attenyuator kõrsatgichi qiymatlarining farqi va antennaning, etalonga nisbatan, yõnaltirish koeffisienti (kuchaytirish koeffisienti) qiymatiga teng bõladi

N1–N2 = 10 lg = 10 lg , dB.

Bu erda, - tekshirilayotgan antennaning yõnalganlik koeffisienti; - etalon antennaning yõnalganlik koeffisienti; - tekshirilayotgan antennaning kuchaytirish koeffisienti; - etalon antennaning kuchaytirish koeffisienti.

5.6.HISOBOT TARKIBI

Hisobot quyidagilardan tarkib topishi kerak:
5.6.1. Laboratoriya qurilmasining struktura sxemasi.
5.6.2. Bir tõlqinlik rejimining chastota diapazoni.
5.6.3. Dielektrik antennalarning eksperimental yõnalganlik harakteristikalari ( jadval kõrinishida ).
5.6.4. Tõg’ri burchaki koordinatalar tizimida dielektrik antennalarning eksperimental yõnalganlik harakteristikalari.
5.6.5. Etalon antennalarga nisbatan tekshirilayotgan antennalarning yõnalganlik koeffisientining eksperimental qiymatlari.
5.7. NAZORAT SAVOLLARI
5.7.1. Dielektrik sterjenli antennalarning konstruksiyasi va ishlash prinsipini tariflang.
5.7.2. Dielektrik sterjen shakllantirgan tõlqin turini tanlashni tushintiring.
5.7.3. Sterjenli antennalar uzunligi qanday sabablar tufayli cheklanadi, uning optimal uzunligi qanday aniqlanadi.
5.7.4. Yõnalganlik diagrammasi dielektrik sterjen shakli va õlchamlari bilan qanday bog’langan.
5.7.5. Dielektrik sterjen qanday qilib tõlqin õtkazgich va õrab olgan muhit bilan moslashtiriladi.
5.7.6. Sekinlashtirish koeffisienti va uning dielektrik sterjen õlchamlariga bog’liqligi.
5.7.7. Dielektrik sterjenlarni shakllantirish usullari.
5.7.8. Dielektrik antennalar yõnalganlik diagrammalarini toraytirish yõllari.
5.7.9. Dielektrik antennalarning qõllanilish sohalari.
5.7.10. Dielektrik antennalarning diapazonlik hususiyatlari.