1. No category

Elektrotehniški praktikum
Osnove mikrovalovne tehnike
Namen vaje
Seznanitev z znaĀilnostmi valovnih pojavov: polarizacija valovanja, stojno valovanje,
slabljenje. Merjenje ene od karakteristik antene: sevalnega kota.
A. Mikrovalovno sevalo
Uporabili boste oddajnik mikrovalov z izvorom enosmerne napetosti in sprejemnik
mikrovalov z merilnikom sprejete moĀi.
Vpišite podatke o instrumentih!
UDC
izvor napetosti
.......................................................
A1
miliampermeter
.......................................................
A2
mikroampermeter
.......................................................
pripomoĀki za poskuse z mikrovalovi
...........................................…
Sevalni element oddajne antene je Gunnova dioda. Ko enosmerno napetost zadosti
poveĀamo, dioda pride v obmoĀje negativne upornosti:
poveĀevanje napetosti na pasivnem elementu povzroĀa poveĀevanje toka. Ko boste
previdno poveĀevali napetost na Gunnovi diodi, boste našli obmoĀje, v katerem bo
tok upadal.
UDC
8
7
6
5
4
3
2
1
A1
0
A2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
Slika N.17.1: Oddajnik prikljuĀimo preko miliampermetra A1 na izvor enosmerne
napetosti, sprejemnik na mikroampermeter A2. Izrišite odvisnost I(U) toka A1 na
diodi oddajnika od napetosti izvora UDC. Z A2 spremljajte, kdaj oddajnik seva.
- 101 -
10 0
Navodila za vaje
B. Polarizacija
Poleg že naštetih elementov bomo uporabili še kovinsko rešetko. Pokazali bomo, da
je mikrovalovno valovanje, ki ga seva rog antena, linearno polarizirano.
Anteni razmaknite na 30cm. Os Gunnove diode v oddajni anteni poravnajte z osjo
kovinske paliĀice v sprejemni anteni.
Slika N.17. 2: Osi sevalnih elementov
anten: pogled v rog oddajne antene
(Gunn dioda) in sprejemne antene (stožec
in paliĀica)
S poravnavo osi elementov smo poravnali polarizacijski ravnini oddajnika in
sprejemnika. Izmerite tok v sprejemni anteni.
I = ……………………………………..
Zavrtite sprejemno anteno za 90q, da bo os kovinske paliĀice pravokotna na os
Gunnove diode. Izmerite tok v sprejemni anteni.
I = ……………………………………..
Ponovno poravnajte polarizacijski ravnini. Med anteni postavite rešetko, katere
kovinski elementi naj bodo najprej pravokotni na osi diode in paliĀice. Izmerite tok
v sprejemni anteni.
I = ......................
I = ......................
A2
A2
Slika N.17.3: Ali so opazovani mikrovalovi linearno polarizirani? Elementi rešetke
naj bodo najprej pravokotni na obe osi sevalnih elementov anten, nato še vzporedni
z obema osema sevalnih elementov anten. Obakrat izmerite tok na
mikroampremetru.
- 102 -
Elektrotehniški praktikum
C. Slabljenje vala po prehodu skozi snov
Razporeditev kot na sliki N.17.3. Najprej izmerite tok v sprejemni anteni brez
zaslona, nato namesto rešetke postavite leseno, lesonitno, stekleno in kot zadnjo še
kovinsko plošĀo. Vsakokrat izmerite tok v sprejemni anteni.
snov
o
Isprejem (PA)
slabljenje (dB)
brez zaslona
les
lesonit
steklo
kovina
Slabljenje izraĀunajte kot: 20 log(Isprejem/Ibrez zaslona)
ÿ. Sevalni diagram antene
Uporabite oddajno anteno z izvorom enosmerne napetosti, postavite jo na okroglo
plošĀo. Za sprejem uporabite neusmerjeno anteno.
glavna os antene
D
A2
Slika N.17.4: Ko zaradi vrtenja usmerjene antene tok v neusmerjeni pade na 70%
(oz. moĀ na 50%) glede na vrednost v glavni osi antene, tedaj odĀitamo kot D-3dB.
D-3dB = ………………
Izmerite sevalni kot usmerjene antene!
) KoZakaj
ravno kot, ko upade moĀ za 3dB?
smo za sevalni kot izven glavne osi antene, moĀ upade na polovico.
MoĀ Pv osi in tok Iv osi opazujemo na istem uporu R, ko je sprejemni
element neusmerjene antene v osi sevalne antene. Razmerje moĀi v
kljuĀnih položajih antene izenaĀimo z razmerjem tokov:
Pv osi :
Pv osi
2
2
I v osi R : I v osi
2
R
2
Sledi, da je tok pri poloviĀni moĀi enak 0,7 I.
Ko je sevalni element za kot D izmaknjen iz osi antene, izmerimo moĀ PD, ki je
ravno polovica moĀi Pv osi.
Razmerje izrazimo v decibelih (glej Priloge):
§ P
L 10 log¨¨ D
© Pv osi
·
§ 0,5 Pv osi
¸¸ 10 log¨¨
¹
© Pv osi
·
¸¸
¹
§ 0,7 I v osi
20 log¨¨
© I v osi
·
¸¸
¹
3dB
Z merjenjem toka sprejemne antene smo torej doloĀili njen sevalni kot.
- 103 -
Navodila za vaje
D. Stojno valovanje
Na približno 40cm od oddajne antene postavite kovinski zaslon, s Āimer boste
dosegli stojno valovanje.
Med oddajno anteno in kovinski zaslon namestite ravnilo. Uporabite neusmerjeno
anteno za sprejem in jo postavite na ravnilo.
Slika N.17.5: Merjenje valovne dolžine mikrovalov s pomoĀjo stojnega valovanja.
Mikrovalove sprejema neusmerjena (vsesmerna, angl. omnidirectional ) antena.
S premikanjem sprejemne antene vzdolž ravnila doloĀite razdaljo med dvema
minimumoma toka, ki pomeni polovico valovne dolžine O.
) Poleg
mikrovalov.
valovne
dolžine O
izraĀunajte
še
frekvenco
ǎ
O = ……………
Q = ……………
- 104 -