Автоматический радиокомпас: Руководство к выполнению лабораторной работы

С-Пб ГУАП

Руководство к выполнению лабораторной работы

Составитель: Васильев В.Г.

- 1995 –

2

СОДЕРЖАНИЕ стр. 1. Основные сведения об АРК-15М …….............................................…............…. 3 1.1. Назначение и основные характеристики..………………………….…….. 3 1.2. Состав и назначение блоков ........................................…………...……….. 3 1.3. Режим работы ....................................................................………...….……. 5 2. Описание лабораторной установки ..............................................…………...…. 6 3. Методика выполнения лабораторной работы .........................……………...…. 7 3.1. Подготовка включения приборов.... …………….……………………..… 7 3.2. Проверка функционирования АРК.................………………………..…… 8 3.3. Исследование погрешности установки гетеродина АРК на заданную частоту .............…………………………………………………………..… 9 3.4. Исследование чувствительности приемника АРК по амплитудно-модулированному сигналу ……………….…………….... 11 3.5. Измерение угловой чувствительности АРК ................................…….... 13 3.6. Измерение диаграммы направленности рамочной антенны АРК ….… 15 4. Содержание отчета ..................................………………………………………. 16 Приложение 1 ...............................................……………………………………..... 17

3

1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АРК-15М 1.1. Назначение и основные характеристики Автоматический радиокомпас ( АРК ) относится к самолетным радио средствам ближней навигации с дальностью действия до 200 ...400 км. АРК позволяет непрерывно определять курсовой угол на радиостанцию и прослушивать ее позывные сигналы на головные телефоны. Выработанный в АРК курсовой угол можно наблюдать на стрелочном индикаторе, расположенном в блоке приемника АРК, либо на стрелочных индикаторах экипажа с помощью дистанционной электроме ханической передачи. Основным типом АРК на самолетах гражданской авиации является АРК15М. Установленный в лаборатории АРК-15М имеет следующие основные характеристики : − международный диапазон частот 150 ... 1800 кГц (2000 ... 167 м) с фиксированными частотами настройки через 500 Гц; − погрешность установки частоты не хуже 100 Гц; − погрешность определения курсового угла на радиостанцию (2σ) при напряженности поля более 100 мкВ/м не хуже 2 град; − дальность действия с приводной радиостанцией ПАР-3М на высоте полета 10000 м не менее 340 км; − потребляемая мощность 90 Вт; − масса (без ненаправленной антенны и кабелей) 15 кГ. 1.2. Состав и назначение блоков − − − − − −

АРК-15М состоит из: антенной системы, объединяющей рамочную и ненаправленную антенны; эквивалента кабеля рамки; антенного согласующего устройства (АСУ); блока приемника; пульта управления.

Рамочная антенна АРК-15М . выполнена в виде плоского прямоугольника с габаритными размерами (без разъема) 440х214х26 мм и закреплена на самолете неподвижно в горизонтальном положении, причем ее длинная сторона совпадает с продольной осью самолета. Рамочная антенна имеет две взаимно перпендикулярные обмотки, намотанные на общем ферритовом сердечнике прямоугольной формы. Плоскость витков одной обмотки совпадает с продольной осью самолета (продольная рамка), а плоскость витков другой перпендикулярна продольной оси (поперечная рамка). Действующая высота каждой рамочной антенны не превышает 0,02 м. На ферритовом сердечнике рамочной антенны под углом к обеим рамкам размещен кон-

4

трольный виток, который используется для проверки работоспособности АРК. Рамочная антенна подключается к блоку приемника через отдельный блок - эквивалент кабеля рамки . Назначение блока состоит в следующем. Входные цепи приемника рассчитаны на электрические параметры кабеля, соединяющего рамочную антенну с приемником, длиной 10 м. Если длина менее 10 м, то путем перепайки монтажных перемычек в блоке эквивалента кабеля рамки электрические параметры системы "кабель-эквивалент кабеля рамки" устанавливаются равными параметрам кабеля длиной 10 м. Ненаправленная антенна может иметь различную конструкцию, а ее действующая высота должна находиться в пределах 0,1 ... 0,6 м. Ненаправленная антенна подключается к блоку приемника через отдельный блок - антенное согласующее устройство. Назначение блока состоит в согласовании параметров антенны, которая может иметь различную действующую высоту, с входными цепями приемника. Использование антенного согласующего устройства позволяет улучшить соотношение сигнал/шум на входе приемника.. Блок приёмника включает в себя блок гониометра, тракты ВЧ, гетеродин, смеситель, усилители ПЧ и НЧ, а также синтезатор частот, предназначенный для электронной настройки цепей тракта ВЧ на заданную частоту. В блок гониометра входят две неподвижные взаимно перпендикулярные катушки, соединенные с продольной и поперечной рамками рамочной антенны, и подвижная (искательная) катушка, соединённая механически с осью исполнительного двигателя. Управляющее напряжение (сигнал ошибки) на исполнительный двигатель подаётся с выхода тракта НЧ. В блоке гониометра также размещены: − тахогенератор - для выработки напряжения отрицательной обратной связи; − синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) - для дистанционной передачи на индикаторы экипажа курсового угла на радиостанцию, выработанного в блоке приемника. На передней панели блока приемника размещены разъемы "Антенна" и "Рамка" для подключения ненаправленной и рамочной антенн, контрольное гнездо для измерения частоты гетеродина "Fгет" и шкальное устройство блока гониометра. Угол, определяемый положением подвижной катушки гониометра и соответствующий курсовому углу на радиостанцию, транслируется с помощью СКВТ на индикатор экипажа. Пульт управления . служит для дистанционного управления работой АРК и настройки его на заданную частоту. На передней панели пульта расположены следующие органы управления: − переключатель рода работ с положениями " Выключено", " Компас ", "Антенна", и " Рамка";

5

− два идентичных устройства набора частоты, позволяющие устанавливать две различные частоты настройки АРК; − тумблер " Канал 1-2" для подключения к блоку приемника левого устройства набора частоты (положение 1), либо правого (положение 2); − тумблер " ТЛФ-ТЛГ "; − кнопка " Рамка "; − кнопка " Управление"; − ручка регулятора " Громкость". Каждое устройство набора частоты представляет собой электроме ханический узел, собранный на микропереключателях. Устройство имеет три ручки, совмещенные на одной оси. С помощью внешней ручки большого диаметра частота устанавливается с дискретой 100 кГц, с помощью средней (рычажного типа) ручки частота устанавливается с дискретой 10 кГц, с помощью центральной ручки - с дискретой 0,5 кГц. Каждой комбинации положений трех ручек на каждом наборном устройстве соответствует двоичная информация, определяющая частоту напряжения, вырабатываемого синтезатором частоты. Выбор устройства набора частоты производится переключением тумблера "Канал 1- 2". Тумблер " ТЛФ-ТЛГ" . В режиме " ТЛФ " АРК обеспечивает прием на головные телефоны сигналов с амплитудной модуляцией. В режиме " ТЛГ" . последний каскад усилителя ПЧ используется в качестве амплитудного модулятора (Fm=800 Гц) сигналов ПЧ. Это дает возможность принимать на головные телефоны позывные радиостанций, работающих в режиме амплитудной манипуляции (амплитудного телеграфирования). Кнопка " Рамка " используется для автономного вращения искательной катушки гониометра путем подачи на управляющую обмотку исполнительного двигателя через усилитель мощности напряжения частотой 135 Гц постоянной амплитуды. Регулятор "Громкость" используется для регулировки громкости сигнала в головных телефонах. 1.3. Режимы работы Режимы работы АРК задаются положением переключателя рода работ на пульте управления: − режим “Компас” – режим автоматического пеленгования; − режим “Антенна” – приём сигналов на ненаправленную антенну; − режим “Рамка” – приём сигналов на рамочную (направленную) антенну. Режим ”Компас” является основным рабочим режимом. В этом режиме автоматически определяется курсовой угол на радиостанцию. Позывные радиостанции опознаются на слух с помощью телефонов.

6

Режим “Антенна” является вспомогательным режимом. Этот режим используется для прослушивания и опознания позывных сигналов радиостанций. АРК в этом случае представляет собой обычный супергетеродинный приёмник, работающий на ненаправленную антенну. Рамочные цепи в этом случае отключены. Режим “Рамка”, как и режим “Антенна”, является вспомогательным режимом. АРК в этом режиме представляет собой супергетеродинный приёмник, работающий на рамочную (направленную) антенну. Сигналы радиостанции принимаются на телефоны. Используя автономное вращение искательной катушки гониометра с помощью кнопки “Рамка” на пульте управления, можно определить слуховой пеленг на принимаемую радиостанцию. 2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Лабораторная работа содержит аппаратуру автоматического радиокомпаса АРК15М и набор измерительного оборудования. В состав измерительного оборудования входят: − осциллограф С1-83; − электронный частотомер Ч3-34А; − высокочастотный генератор Г4-158; − измеритель выходного напряжения телефонного канала (на панели стенда); − динамический громкоговоритель для прослушивания позывных радиостанции; − измерительная рамочная линия, выполненная из медного провода и расположенная над лабораторным столом; − эквивалент антенны; − блок переключения входа ненаправленной антенны (с правой стороны лабораторного стола) с тумблером " Вход АСУ ". Измерительная рамочная линия с одного конца запитывается от генератора Г4158, а с другого конца нагружена на согласованную с линией нагрузку 390 Ом. Измерительная линия, работающая в режиме бегущей волны, создает направленное электромагнитное поле, которое распространяется от места подключения фидера, питающего линию, по направлению к нагрузке. Вектор магнитного поля расположен перпендикулярно плоскости линии, а вектор электрического поля совпадает с этой плоскостью. Для этой измерительной линии величина вектора электрического поля Е мкВ/м равна величине напряжения на выходе генератора Uген мкВ, умноженной на коэффициент 0,5. В поле измерительной линии помещается рамочная антенна АРК-15, расположенная на поворотной платформе лабораторного стенда, что позволяет имитировать изменение направления продольной оси самолета. Рамочная антенна соединена с разъемом " Рамка " на блоке приёмника через блок эквивалента кабеля рамки , который размещен за панелью стенда.

7

Ненаправленная антенна, установленная на самолете, может иметь различную конструкцию. Один из вариантов исполнения самолетной антенны размещен на лабораторном стенде. В лаборатории при работе с АРК-15М используется антенна в виде вертикального отрезка провода. В лабораторном стенде сигнал на выход антенного согласующего устройства подается через тумблер " Вход АСУ ", который имеет два положения: " Антенна " и " Эквивалент ". В положении " Антенна " вход антенного согласующего устройства соединен с ненаправленной антенной. В лаборатории этот режим используется для проверки функционирования АРК. В положении " Эквивалент " вход антенного согласующего устройства соединен с выходом генератора Г4-158 через эквивалент антенны. Антенное согласующее устройство, эквивалент антенны и тумблер " ВходАСУ " размещены под кожухом блока переключения входа ненаправленной антенны. Выход антенного согласующего устройства соединен с разъёмом " Антенна " на блоке приемника АРК. В верхней части блока приемника установлен кнопочный переключатель, не предусмотренный штатной конструкцией АРК. Этот переключатель позволяет отключать АРУ в тракте ПЧ приемника при измерении чувствительности АРК. Для отключения АРУ кнопку переключателя следует отжать .

3. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 3.1. Подготовка и включение приборов 3.1.1. Высокочастотный генератор Г4-158 Генератор Г4-158 имеет режим внутренней амплитудной модуляции с частотой Fm=1000 Гц. Напряжение на выходе определяется по цифровому индикатору, показывающему величину затухания выходного аттенюатора относительно максимального выходного напряжения, равного 1 В. Соотношения между показаниями индикатора в дБ и напряжением на выходе приведены в Приложении 1. Включить тумблер " Сеть ". 3.1.2. Частотомер Ч3-34А На вход " А " частотомера подается сигнал от гетеродина АРК-15М. Перед включением частотомера необходимо: − тумблер " " (ручной - автоматический запуск счета) поставить в положение " "; − ручку " Время индикации " повернуть против часовой стрелки до упора;

8

− переключатель " Род работ " поставить в положение " частота А,Б/контроль "; − аттенюатор " 1:1, 1:10, 1:100 " в секторе входа А 0поставить в положение " 1:1 "; − переключатель " , ~ , " в секторе входа А 0поставить в положение " ~ "; − переключатель " Время измер ." поставить в положение " 0,1 с ". Положение остальных органов управления - произвольное. Включить тумблер " Сеть ". Поставить тумблер " " (кварцевый генератор) в верхнее положение. 3.1.3. Осциллограф С1-83 Осциллограф С1-83 используется для наблюдения сигналов ПЧ приемника АРК. Уровень наблюдаемых сигналов - единицы или десятки мВ. Сигнал подается на канал 2 осциллографа. Включить осциллограф тумблером " Сеть ". Переключатель рода работ поставить в положение " II X Y ", синхронизация " Внутр.I, II ", " Авт ", " + ". 3.2.

Проверка функционирования АРК

Проверка функционирования проводится по одной из работающих радиовещательных или приводных радиостанций на частотах 1448; 1275,5; 1067; 879; 873; 801; 549("Маяк"); 342; 315 кГц. Проверка выполняется в следующем порядке : − - подключить АРК к ненаправленной антенне. Для этого тумблер " Вход АСУ " на блоке АСУ (в правой части стола) поставить в положение " Ненаправ.А "; − переключатель рода работы АРК поставить в положение " Ант "; − утопить кнопку переключателя на верхней стенке блока приемника (включить АРУ); − тумблер " Канал 1-2 " на пульте поставить в положение 1 и установить частоту одной из работающих радиостанций на левом устройстве набора частоты. Прослушать с помощью телефона сигналы радиостанций. Если радиостанция работает с амплитудной модуляцией, то тумблер " ТЛФ-ТЛГ " должен находиться в положении " ТЛФ ", если радиостанция работает немодулированными посылками несущей, то в положении " ТЛГ ". При прослушивании регулятор " Громкость " установить в положение, при котором стрелка измерителя выхода телефонного канала не зашкаливает, а позывные, музыка или речь слышны наиболее разборчиво. Изменяя частоту настройки в небольших пределах с помощью центральной ручки устройства набора частоты, убедиться в пропадании сигнала, после чего установить исходную частоту;

9

− выполнить действия по предыдущему пункту с помощью правого устройства набора частоты, для чего тумблер " Канал 1-2 " поставить в положение 2; − перевести переключатель рода работ АРК в положение " Компас ", и наблюдать процесс автоматической установки стрелки указателя курсового угла в положение, соответствующее направлению на радиостанцию. Зафиксировать направление на радиостанцию, для чего с помощью ручки " Курс " на указателе курсового угла совместить со стрелкой нулевое значение подвижной шкалы. Нажать кнопку " Рамка " и отвести стрелку указателя примерно на 160 град. от установившегося положения. Отпустить кнопку и наблюдать процесс возвращения стрелки к положению направления на радиостанцию, при этом скорость возвращения должна составлять более 15 град/с; − включить АРК в режим " Компас " и зафиксировать направление на радиостанцию. Имитировать изменение направления продольной оси самолета, вращая рамочную антенну на поворотной платформе, и наблюдать изменение курсового угла на радиостанцию. По данному пункту материалы в отчет не представлять. 3.3.

Исследование погрешности установки гетеродина АРК на заданную частоту

Измерения выполняются для двух частот настройки АРК - 400 кГц и 1300 кГц. При измерениях АРК включается в любой режим (" Компас ", " Рамка " или " Антенна "). Для проведения измерений необходимо : − установить на устройстве набора частоты значение первой частоты (400 кГц); − переключить частотомер в режим наблюдения сигнала со входа " А "; − переключатель частотомера " Время измер ." поставить в положение " 1с "; − ручку частотомера " Время индикации " поставить в такое положение, при котором смена показаний осуществляется с интервалом не менее 4 с; − записать 10 показаний частотомера fgi c точностью до единиц герц. По результатам измерений: − вычислить оценку математического ожидания частоты гетеродина m(fg) по формуле (1) ∧ 1 m ( f ) = ∑ f gi , i = 1 ...... N (1) g N i − вычислить оценку среднего квадратического отклонения частоты гетеродина (fg) по формуле (2);

10

∧ σ ( fg ) =

∧ 1 ∑ ( f − m ( f g )) 2 , N − 1 i gi

i = 1 .......N

(2)

− оценить по формуле (3) допустимую долговременную нестабильность fэт Гц частотомера при проверке соответствия погрешности установки частоты гетеродина АРК техническим требованиям ∧

f g тр − m ( f ) < 100 Гц , g где fg тр-заданная частота гетеродина; ∆f

∧

эт

∧

≤ 100 − 3σ ( f ) − f g тр − m ( f ) g g

(3)

− оценить возможность использования в этих измерениях частотомера Ч334А, полагая, что его относительная нестабильность fэт/fg не хуже 2⋅10-6 в течение 6 месяцев после поверки; − для значения 2⋅10-6 долговременной нестабильности Ч3-34А вычислить по формуле (4) границы интервала, в котором находится частота гетеродина, и сравнить эти границы со значениями fg тр + 100 Гц. ∧

∧

m ( f ) − 3σ ( f ) − ∆ f g

g

∧

эт

∧

≤ f ≤ m ( f ) + 3σ ( f ) + ∆ f g

g

g

(4)

эт

Выполнить измерения и расчеты по предыдущему пункту для частоты 1300кГц.

3.4. Исследование чувствительности приемника АРК по модулированному сигналу.

амплитудно-

3.4.1. Порядок измерения реальной чувствительности приемника: 1) На вход приемника подается с выхода генератора АМ сигнал с М=30% (М коэффициент модуляции) с частотой, на которую настроен АРК; 2) Выключается амплитудная модуляция генератора. Измеритель выхода показывает в этом случае переменное напряжение, обусловленное совместным дей-

11

ствием на детектор приемника внутренних шумов и немодулированной несущей; 3) С помощью регулятора усиления приемника (для АРК - регулятор "Громкость") и выходного аттенюатора генератора выставляется по измерителю выхода такой уровень напряжений (несущая+шум), который в β раз меньше уровня испытательного выходного напряжения. Для АРК испытательное напряжение равно 10 В, β = 2 (т.е. отношение полезного сигнала к шуму на выходе), поэтому в АРК на выходе устанавливается 5 В ; 4) На генераторе включается амплитудная модуляция. Измеритель выхода должен показать возросшее выходное напряжение. Если это напряжение равно испытательному (для АРК - 10 В), то установленный на генераторе уровень напряжения ( в эффективных значениях) определяет реальную чувствительность приемника. Если при включении АМ выходное напряжение меньше (больше) испытательного, то выключается АМ, увеличивается (уменьшается) напряжение на выходе генератора, регулятором "Громкость" снова устанавливается на выходе АРК 5 В (несущая + шум), включается АМ и измеряется выходное напряжение АРК. Методом последовательных приближений добиваются, чтобы при наличии АМ напряжение на выходе было равно 10 В. 3.4.2. Порядок проведения измерений Измерения проводятся для частот 1300 и 400 кГц. В полном объеме измерения и расчеты выполняются только для частоты 1300 кГц. Для частоты 400 кГц измеряется только значение чувствительности при коэффициенте модуляции 30%. 1) Переключить АРК в режим "Антенна", тумблер "Вход АСУ" на блоке с правой стороны лабораторного стола переключить в положение "Экв.", установить на правом устройстве набора частоту 1300 кГц. 2) На генераторе Г4-158 ручки "0-0,1%" и "-1÷ 0 dB" установить на метки белого цвета. − включить генератор (если он был выключен); − последовательно нажимая кнопку "Режим/НГ АМ", добиться выключения индикатора НГ; − последовательно нажимая кнопку " +6 dB", добиться выключения индикатора "+6 dB"; − последовательно нажимая кнопку "Откл", добиться выключения индикатора "Откл"; − ручкой установки частоты и кнопкой слева от нее, изменяющей скорость перестройки, установить по индикатору 1300 кГц; − кнопкой "Режим" перевести генератор в режим "Внутр "АМ";

12

− последовательно нажимая кнопку "Инд/Выход АМ", добиться включения индикатора " % " и установить по правому цифровому индикатору глубину модуляции 30% двумя кнопками "Увеличение" либо двумя кнопками "Уменьшение"; − последовательно нажимая кнопку "Инд/Выход АМ", добиться включения индикатора "dB" и кнопками "Увеличение" и "Уменьшение" установить затухание 90 dB (31,6 мкВ). По завершении перечисленных действий из динамического громкоговорителя должен быть слышен звуковой сигнал частоты 1000 Гц. 3) Перевести генератор в режим НГ кнопкой "Режим" (при этом светится "НГ"). Ручкой "Громкость" на пульте АРК установить напряжение 5 В на выходе АРК по индикатору выхода. 4) Перевести генератор в режим АМ кнопкой "Режим" (при этом светится "АМ"). Измерить напряжение на выходе АРК по индикатору выхода: − если напряжение равно 10 В, то напряжение на выходе генератора (Uг,30%) соответствует чувствительности АРК; − если напряжение больше (меньше) 10 В, то кнопками "Увеличение" и "Уменьшение" уменьшить (увеличить) напряжение на выходе генератора примерно в 2 раза и повторить п.п.3 и 4 до равенства выходного напряжения 10 В. 5) Измерить (только для частоты 1300 кГц) чувствительность АРК для коэфициента модуляции 20% и 60%, используя методику, изложенную в п.п. 2) ÷4). Полученные значения чувствительности Uг,м занести в таблицу 1

Таблица 1 Коэффициент модуляции М% Чувствительность Uг,м , мкВ Uг,м / Uг,30%

20

30

60

Вычислить значения отношений чувствительности Uг,м при различных коэффициентах модуляции к чувствительности Uг,30% при М=30%.

13

Отношение Uг,м/Uг,30%в зависимости от М% изобразить в виде графика. На том же графике изобразить теоретическую зависимость, представленную формулой Uг,м / Uг,30% = h(M) / h(30%) = 30 / M%, где h - отношение сигнал/шум при заданном коэффициенте модуляции. Черновик графика экспериментальной и теоретической зависимости выполняется в ходе лабораторной работы .. 6) Измерить чувствительность АРК на частоте 400 кГц при коэффициенте модуляции 30% по методике п.п. 2) ÷ 4). Сопоставить со значением чувствительности на частоте 1300 кГц. 3.5. Измерение угловой чувствительности АРК 3.5.1. Основные понятия Угловая чувствительность АРК характеризует его способность отслеживать направление на радиостанцию с заданной точностью. При измерении угловой чувствительности АРК работает в своем основном режиме, т.е. в режиме "Компас". В этом режиме сигнал принимается, помимо ненаправленной антенны, также и на "закрытую" рамочную антенну, поэтому угловая чувствительность измеряется в единицах напряженности электрического поля (мкВ/м). Для создания поля используется измерительная линия с известным коэффициентом пересчета напряжения генератора, подаваемого в линию, в напряженность электрического поля, существующего в линии. При измерении угловой чувствительности на вход антенного согласующего устройства вместо сигнала от ненаправленной антенны подается сигнал от генератора через емкостной делитель напряжения. Под угловой чувствительностью понимают такое минимальное значение напряженности электрического поля Еугл(мкВ/м), при котором одновременно выполняются три условия: 1) Ошибка между точным направлением на радиостанцию и установившимся положением стрелки указателя курсового угла не превышает 10 град; 2) Колебания стрелки указателя курсового угла не превышают 3 град от установившегося направления; 3) При отводе рамки от направления на радиостанцию примерно на 160 град с помощью кнопки "Рамка" происходит возврат рамки к исходному направлению со скоростью не менее 15 град/с. При измерении угловой чувствительности в качестве точного направления на радиостанцию используется направление, в которое устанавливается рамка, если от генератора в линию подано напряжение 5000 мкВ. Минимальное напряжение на

14

выходе генератора Uугл, при котором выполняются условия 1) ÷ 3), умножают на коэффициент пересчета 0,5 и получают угловую чувствительность. Еугл,мкВ/м = 0,5Uугл,мкВ 3.5.2. Порядок выполнения измерений 1) Перевести генератор в режим НГ кнопкой "Режим". Настроить генератор на частоту 1300 кГц. Установить на выходе генератора 46 dB (5000 мкВ). 2) Перевести АРК в режим "Компас" и установить на задействованном канале частоту настройки 1300 кГц. Расположить рамочную антенну под углом 30 ... 60 град к плоскости измерительной линии. Положение, которое займет стрелка указателя курсового угла, зафиксировать вращением ручки "Курс" указателя курсового угла. 3) Уменьшая напряжение на выходе генератора, найти такое минимальное напряжение Uугл, при котором одновременно выполняются условия 1) ÷ 3), изложенные в предыдущем подразделе 3.5.1. 4) Рассчитать угловую чувствительность по формуле, приведенной в заключение п.3.5.1. 5) Выполнить измерения и расчеты по п.п. 1) ÷ 4) настоящего подраздела для частоты 400 кГц. 6) Сопоставить измеренные значения угловой чувствительности с чувствительностью по АМ сигналу, выраженной в мкВ/м по формуле (5), имея в виду, что h - действующая высота ненаправленной антенны, значение которой лежит в пределах 0,1...0,6м. U g , 30% мкВ Е мкВ / м = (5) 30% h d, м

3.6. Измерение диаграммы направленности рамочной антенны АРК Измерения выполняются с помощью осциллографа по относительному значению напряжения ПЧ приемника АРК. Порядок выполнения измерений. 1) Установить частоту АРК 1300 кГц. 2) Перевести генератор в режим АМ, установить частоту генератора 1300 кГц, установить на выходе генератора затухание 60 dB (1000 мкВ). 3) АРК переключить в режим "Рамка". 4) Отключить АРУ, для чего отжать кнопку переключателя сверху корпуса приемника АРК. 5) Ручки осциллографа установить в следующее положение:

15

− канал усиления: ступенчатый аттенюатор - 0,1 В/дел, плавный аттенюатор (совмещенная ручка) - вправо до упора, кнопка "×10 - ×1" - отжата; − канал развертки: ступенчатый переключатель - 10 мкс/дел, плавная регулировка (совмещенная ручка) - вправо до упора, − кнопка "×1-×0,2" - отжата; − синхронизация: |, ||, "авт". 6) Ручку "Громкость" повернуть влево до упора, а затем поворачивая ее по часовой стрелке, установить на выходе АРК напряжение 15 В. 7) Нажать кнопку "Рамка". При повороте стрелки прибора АРК на 360 град напряжение на выходе АРК не должно превышать 15 В. Если это происходит, то в точке максимального значения остановить вра щение рамки и ручкой "Громкость" установить 15 В. При этом размах сигнала на экране должен быть 2,5 ... 3 деления. Перевести генератор в режим НГ кнопкой "Режим". 8) Вращая вручную рамочную антенну на платформе, установить максимальное значение напряжения на экране осциллографа. Подобрать необходимое усиление осциллографа таким образом, чтобы размах напряжения на экране составлял 5 делений. 9) При максимальном напряжении на экране совместить ручкой "Курс" (на указателе курсового угла) нуль подвижной шкалы со стрелкой. 10) Измерить диаграмму направленности рамочной антенны от нуля до 360 град с шагом 15 ... 25 град. Для этого, кратковременно нажимая кнопку "Рамка", записывать значение курсового угла и соответствующее значение размаха напряжения на экране осциллографа. В точках минимума диаграммы направленности шаг не должен превышать 10 град. Для удобства наблюдения и взятия отсчетов переключатель длительности развертки осциллографа поставить в положение 0,1; 0,2 или 0,5 мс. 11) Построить по полученным значениям диаграмму направленности рамочной антенны в полярных координатах. Диаграмму нормировать по максимальному значению. На том же рисунке построить теоретическую диаграмму направленности. Объяснить разницу между теоретической и экспериментальной диаграммами. Черновик графика экспериментальной диаграммы направленности выполняется в ходе выполнения лабораторной работы 4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Отчет по лабораторной работе должен содержать: 1) Функциональную схему АРК в режиме "Компас" (упрощенный вариант) и схему лабораторной установки; 2) Таблицы экспериментальных и расчетных данных, графики; 3) Письменные объяснения результатов, полученных в каждом опыте; 4) Выводы по работе.

16

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Таблица перевода микровольт в dB относительно уровня 1В Значения мкВ представлены в таблице в виде произведения a⋅10n, где 10n - множитель, a – значащие цифры 1,0 ….. 10. значащие цифры микровольт 1,00 1,12 1,26 1,41 1,58 1,78 2,00 2,24 2,51 2,82 3,16 3,55 3,98 4,47 5,01 5,62 6,31 7,08 7,94 8,91

множитель

1

- dB --119 118 117 116 115 114 113 112 111 110 109 108 107 106 105 104 103 102 101

множитель

10

- dB 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81

Компьютерная вёрстка – Андронников В.Б., 2002 г.

множитель

100

- dB 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61

множитель

1000

- dB 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41