Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі icon

Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі




Скачати 87.63 Kb.
НазваЛабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі
Дата конвертації24.11.2012
Розмір87.63 Kb.
ТипЛабораторна робота
1. /Лабораторна робота 1.docx
2. /Лабораторна робота 2.doc
3. /Лабораторна робота З.doc
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі
Лабораторна робота 2 дослідження області простору, яка є істотною при поширенні радіохвиль. Зони френеля мета роботи
Лабораторна робота з дослідження поширення радіохвиль поблизу поверхні землі мета роботи вивчити закономірності поширення радіохвиль поблизу поверхні Землі

Лабораторна робота 1

ДОСЛІДЖЕННЯ ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ

У ВІЛЬНОМУ ПРОСТОРІ

Мета роботи - вивчити закономірності поширення радіохвиль у вільному просторі і дослідити їх за допомогою віртуальної лабораторної установки.

Теоретичні відомості

Вільний простір є однорідним безмежним середовищем без втрат, відносна діелектрична і магнітна проникність якого дорівнюють одиниці. Вивчення поширення радіохвиль у вільному просторі дозволяє виявити загальні закономірності, властиві будь-якому механізму поширення радіохвиль.

Розглянемо основні закономірності поширення радіохвиль у вільному просторі. Припустимо, що у вільному просторі організовано лінію зв'язку. Вона складається, з одного боку, з передавача та випромінюючої антени, що сполучаються фідерною лінією, з іншого боку - з приймальної антени, фідера і приймача (рис. 1.1).



Рис. 1.1. Структурна схема радіолінії

Передавач працює на частоті f і має потужність Рпер. Потужність випромінювання Рвипр менша за потужність передавача через присутність теплових втрат в лінії фідера і неідеального узгодження передавальної антени



де ηпер - коефіцієнт корисної дії тракту передавача.

Теплові втрати в лінії фідера прийнято характеризувати погонним загасанням α, вираженим в дБ/м. Це загасання в лінії довжиною 1 м. При довжині фідера l загасання в ньому складе А[дБ] = α l [дБ] або у відносних одиницях - разах.




Для неідеально узгодженої антени розподіл напруги уздовж лінії фідера утворюється накладенням двох хвиль: падаючою, що має амплітуду Uпад, і відбитою з амплітудою Uвід (рис. 1.2). Напруга вздовж лінії змінюється, досягаючи мінімального Uмін і максимального Uмах значень в точках, зміщених на чверть довжини хвилі в лінії. Ступінь узгодження антени з лінією фідера прийнято характеризувати двома параметрами:

коефіцієнтом відбиття






або коефіцієнтом стоячої хвилі (КСХ)










Рис. 1.2. Розподіл напруги вздовж фідерної лінії

Один з цих параметрів легко виразити через інший (рис. 1.2):


Для ідеально узгодженої антени КСХ = 1, Г = 0. В добре узгодженій антені КСХ <1,2 ÷1,5. При врахуванні обох чинників коефіцієнт корисної дії тракту передавача складе:




При всенапрямленій передавальній антені на відстані К від джерела модуль вектора Пойнтінга розраховується за формулою:





Будь-яка реальна антена має спрямоване випромінювання і завжди є напрям, в якому випромінюється максимум енергії. Коефіцієнтом спрямованої дії (КСД) антени називається відношення щільності потоку потужності, що створюється в напрямку максимального випромінювання направленою антеною, до щільності потоку потужності ізотропної антени при однаковій випромінюваній потужності.

Тоді у напрямі максимального випромінювання антени, що має КСД Dпер , щільність потоку потужності на відстані R буде дорівнювати:



З іншого боку, щільність потоку потужності виражається через діючі значення напруженостей електричного Ед і магнітного Нд полів, які, у свою чергу, пов'язані між собою характеристичним опором вільного простору Z0=120π[Ом]:



Це дозволяє визначити діюче значення напруженості електричного поля на відстані R



та амплітудне значення




Антени, що працюють на прийом, прийнято характеризувати діючою довжиною hд або ефективною площею Sеф. Перший параметр застосовується для метрового і більш довгохвильових діапазонів. Такі антени представляють систему тонких металевих провідників, а напруга на їх вихідних затискачах дорівнюватиме:



Для більш високочастотних діапазонів зазвичай визначається потужність на виході приймальної антени :






Ефективна площа антени повязана з її КСД Dпер співвідношенням:




Втрати узгодження приймальної антени визначаються її КСХ, втрати у фідері приймального тракту визначаються таким самим чином, як і в передавальному. Разом вони враховуються введенням коефіцієнта корисної дії приймального тракту фідера гіпр. Тоді потужність на вході приймача буде дорівнювати:



Приймач характеризується чутливістю , такою мінімальною потужністю на вході, при якій здійснюється прийом сигналів із заданною якістю. Зазвичай ця величина задається в дБ відносно 1 мВТ [дБ/мВт], для переходу до системи СІ використовується співвідношення:






Максимальну дальність зв'язку Rmаx отримуємо, якщо у нерівність (1.15) підставити чутливість приймача і розв'язати його відносно R:






Приведені вище співвідношення дозволяють здійснити моделювання радіотраси у вільному просторі і розробити відповідну віртуальну лабораторну установку.

Порядок виконання роботи

1. Запустити лабораторну установку, ознайомитися з органами управління (рис. 1.3). Включення приладу здійснюється натисканням на двонаправлену стрілку в рядку кнопок вікна Lab VIEW.



Рис. 1.3. Вид віртуальної лабораторної установки


2. Виконати дослідження відповідно до вибраного варіанту. Вихідні параметри радіолінії для кожного дослідження брати з табл. 1.1.


Таблиця 1.1

Вихідні параметри для дослідження

радіолінії у вільному просторі

Параметри

Варіант 1

Варіант 2

Варіант 3

Варіант 4

Варіант 5

f, МГц

50

100

200

300

600

Pпер, Вт

10

100

50

200

150

Dпер, дБ

3

6

12

15

10

КСХпер

и

1,5

1,3

1,1

1,4

Dпр, дБ

6

4

6

8

4

КСХпр

пр

1,5

1,8

2

1,4

2

αпер, дБ/м

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

lпер, м

25

20

15

10

5

αпр, дБ/м

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

lпр, м

20

15

10

15

10

R, км

10

20

15

20

5



дБ/мВ

-40

-45

-50

-55

-60


Параметри, значення яких відрізняються від даних в табл. 1.1 вказані в описі конкретних досліджень.

  1. Дослідження в режимі завдання відстані:

  • встановити режим завдання відстані і ввести параметри радіолінії відповідно до вибраного варіанту (табл. 1.1). Змінюючи відстань, фіксувати значення потужності на вході приймача. Дані звести до таблиці;

  • змінюючи КСХ передавальної антени, фіксувати значення потужності на вході приймача. Дані звести до таблиці;

  • змінюючи довжину кабелю передавача, фіксувати значення потужності на вході приймача. Дані звести до таблиці;

  • побудувати графіки отриманих залежностей.

    1. Дослідження в режимі завдання чутливості:

  • встановити режим завдання чутливості приймача і ввести параметри радіолінії відповідно до вибраного варіанту (табл. 1.1). Змінюючи потужність передавача, фіксувати значення максимальної відстані зв'язку. Дані звести до таблиці;

  • змінюючи чутливість приймача, фіксувати значення максимальної відстані зв'язку. Дані звести до таблиці;

  • змінюючи частоту передавача, фіксувати значення максимальної відстані зв'язку. Дані звести до таблиці;

  • побудувати графіки отриманих залежностей.

5. Змінюючи КСД приймальної антени, фіксувати значення ефективної площі антени. Дані звести до таблиці. Побудувати графік отриманої залежності.

6. Встановити нульову довжину кабелю передавача. Змінюючи КСХ передавальної антени, фіксувати значення ККД тракту передавача. Дані звести до таблиці. Побудувати графік отриманої залежності.

7. Встановити режим ідеального узгодження передавальної антени. Змінюючи довжину кабелю передавача, фіксувати значення ККД тракту. Дані звести до таблиці. Побудувати графік отриманої залежності.

8. Пояснити отримані залежності, спираючись на знання теорії.

9. Оформити і захистити звіт по роботі.



Схожі:

Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconЛабораторна робота № Дослідження взаємодії електризованих тіл
Тема: Інструктаж із бжд. Лабораторна робота № Дослідження взаємодії електризованих тіл
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconЛабораторна робота №20
Освоїти методику експериментального дослідження потенційних полів на фізичних моделях
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconЛабораторна робота №3 1 Дослідження однофазного трансформатора
Метою цієї роботи є ознайомлення з будовою однофазного трансформатора та дослідження його шляхом проведення дослідів холостого ходу...
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconУрок № Тема: Будова речовини. Рух і взаємодія атомів і молекул. Дифузія. Агрегатні стани речовини. Лабораторна робота «Дослідження явища дифузії в рідинах і га­зах»
Тема: Будова речовини. Рух і взаємодія атомів і молекул. Дифузія. Агрегатні стани речовини. Лабораторна робота «Дослідження явища...
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconЛабораторна робота №2 дослідження кіл постійного струму
Мета роботи: Ознайомитися з методами експериментально-розрахункового дослідження кіл постійного струму з використанням універсального...
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconУрок Методи дослідження фізичних явищ. Спостереження та експеримент. Фізичні величини та їх одиниці. Лабораторна робота № "Фізичний кабінет та його обладнання. Правила безпеки у фізичному кабінеті"

Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconЛабораторна робота №10 Тема. Складання електромагніту і дослідження його дії
Мета: скласти електромагніт і дослідити його магнітну дію за допомогою магнітної стрілки
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconЛабораторна робота №2 (Фізика, 10 клас, за новою програмо) Тема: Лабораторна робота №2. Вимірювання сил
...
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconЛабораторна робота №7 Тема. Дослідження електричного кола з паралельним з'єднанням провідників
Мета: закріпити уміння складати електричне коло, навчитися досліджувати закономірності паралельного з'єднання провідників
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconЛабораторна робота №1 Тема: Дослідження взаємодії заряджених тіл
Обладнання: дві однакові пластмасові ручки, смужки паперу та поліетиленової плівки, клаптики паперу, нитки, штатив з лапкою
Лабораторна робота 1 дослідження поширення радіохвиль у вільному просторі iconДокументи
1. /Лабораторна робота Javaь1.doc
2. /Лабораторна...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи