Задания к контрольной работе

Задача 1. Над однородной подстилающей поверхностью Земли, характеризуемой удельной электропроводностью , относительной диэлектрической проницаемостью , магнитной проницаемостью на высотах соответственно и , установлены приемная и передающая антенны. Передающая антенна с коэффициентом усиления в режиме идеального согласования подключена к передатчику с помощью фидера длиной с погонным затуханием и волновым сопротивлением . На выходе согласованного с фидером передатчика на несущей частоте формируется узкополосный фазоманипулированный сигнал мощностью полосой частот . Приемник подключен к приемной антенне, коэффициент усиления которой на частоте имеет значение , с помощью фидера длиной , погонным затуханием и волновым сопротивлением , где – входное сопротивление приемника на частоте . Входное сопротивление антенны на частоте чисто активное, равно . Передающая антенна излучает сигнал на поляризации типа ( – вертикальная; – горизонтальная) Приемная антенна по отношению к передающей имеет поляризационное рассогласование, характеризуемое величиной .

Пренебрегая влиянием атмосферы (верхнее полупространство-вакуум) и пользуясь данными соответствующего варианта, необходимо:

1. Определить мгновенное значение напряженности электрического поля на расстоянии от передающей антенны.

2. Определить мощность сигнала на входе приемника на частоте .

3. Построить график зависимости действующего значения напряженности электрического поля от расстояния , если .

4. Определить коэффициент стоячей волны по напряжению в приемном фидере в полосе рабочих частот.

5. Определить расстояние, начиная с которого напряженность электрического поля от расстояния будет убывать монотонно.

Таблица вариантов 1

m	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
,	80	10	5	4	15	20	25	9	8	7
,Сим /м	10	0,1	0,01	0,05	1	2	3	0,1	0,1	0,1
, МГц	100	200	70	50	100	200	100	200	100	90
, дБ/м	0,5	0,8	0,3	0,2	0,5	0,8	0,5	0,8	0,5	0,4
, м	50	20	70	60	50	20	40	15	35	65
Окончание табл. 1
, м	50	20	70	60	50	20	40	15	35	65
, дБ	12	15	10	6	12	15	12	18	10	8
, Вт	10	15	20	40	60	50	70	35	45	70
, Ом	75	50	50	75	75	50	50	75	75	75
	1	2	2	1	1	1	2	2	1	2
, км	30	20	40	45	50	55	60	65	50	40

n	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
, м	50	60	70	70	40	100	90	40	35	35
, м	50	60	70	70	40	100	90	40	35	35
	0,01	0,02	0,012	0,015	0,013	0,014	0,013	0,014	0,015	0,011
, Ом	50	75	50	75	50	75	50	75	50	75
, дБ	10	12	11	15	13	12	10	17	14	13
, дБ	0,5	1	2	1,5	1,7	1,3	1,4	1,6	1,5	0,9

При решении этой задачи следует помнить о том, что коэффициенты отражения Френеля зависят от вида поляризации поля, и поверхность земли имеет сферическую форму.

Задача 2. Пирамидальная рупорная антенна (ПРА), выполненная из идеально проводящего материала, запитана от прямоугольного волновода с поперечными размерами a b, имеет раскрыв с размерами А В, требуется:

1. Определить рабочий диапазон частот ПРА.

2. Определить глубину (длину) рупора, при которой данный рупор будет оптимальным.

3. Рассчитать коэффициент направленного действия ПРА на средней рабочей частоте диапазона.

4. Изобразить графически эпюры распределения векторов и вдоль соответствующих сторон рупора. Нарисовать эскиз, иллюстрирующий распределение токов проводимости и токов смещения.

5. Для заданных размеров рассчитать и построить диаграмму направленности РПА в двух ортогональных плоскостях на средней рабочей частоте диапазона.

6. Рассчитать передаваемую мощность, если амплитуда электрической составляющей поля в пучности равна 1 В/м, а также предельно допустимую мощность ( = В/м).

Таблица вариантов 2

m	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
А , м	0,7	0,7	0,9	0,2	0,15	0,6	0,08	0,9	0,12	0,4
В, м	0,5	0,7	0,6	0,2	0,10	0,3	0,06	0,5	0,6	0,22

n	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
a , м	0,023	0,023	0,046	0,072	0,072	0,023	0,072	0,046	0,072	0,023
b , м	0,01	0,01	0,02	0,036	0,036	0,01	0,036	0,02	0,036	0,01

Решение задачи целесообразно начинать с определения диапазона рабочих частот антенны и графического изображения структуры поля волны заданного типа. После этого необходимо записать условие допустимой фазовой ошибки на краях ПРА и определить его оптимальную глубину.

Задача 3. Необходимо согласовать и симметрировать вибраторную и антенну, характеризуемую входным импедансом , с коаксиальным фидером с заданным значением волнового сопротивления в полосе частот от до . Согласование и симметрирование следует произвести с помощью ступенчатого четвертьволнового трансформатора и четвертьволновой приставки – вариант N, или U-колена – вариант M.

Требуется определить:

1) конструкцию и размеры заданного типа согласующее-трансформиру-ющего устройства (СТУ);

2) коэффициент отражения в полосе частот от 0,8 до 1,2 при числе точек не менее 20;

Таблица вариантов 3

m	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
, Ом	100	25	150	50	70	75	80	50	75	25
Вариант СТУ	M	N	M	N	M	N	N	N	N	M

n	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
, ГГц	0,5	0,7	0,23	0,174	0,47	0,608	0,518	0,708	0,47	0,23
, ГГц	0,45	0,63	0,174	0,15	0,35	0,5	0,43	0,67	0,33	0,174
, Ом	30	45	80	150	200	30	25	120	190	25
, Ом	+30	+45	-70	-80	+70	+60	-45	-95	+45	+50

Задача 4. Необходимо определить размеры резонатора на заданном типе колебаний или на заданной рабочей частоте . Зарисовать конструкцию резонатора и метод его возбуждения.

Таблица вариантов 4

m	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Конструкция резонатора	призматический					цилиндрический
Тип колебаний

n	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Частота , ГГц	16	17	18	9	10	13	14	15	36	37
Метод возбуждения	штырь			петля				штырь

3. Основы радиофизики

3.1. Содержание программы

3.1.0. Введение

Предмет, цель и задачи дисциплины, ее взаимосвязь с другими дисциплинами. Содержание дисциплины «Основы радиофизики», ее место в подготовке инженера по специальности 1-39 03 01 «Электронные системы безопасности».

Информация и ее носители. Использование в качестве носителя информации электромагнитного излучения.

3.1.1. Характеристики и свойства электромагнитного излучения

Электромагнитное излучение как носитель информации. Классификация электромагнитного излучения в соответствии с рекомендациями Международного союза электросвязи (МСЭ). Частота, длина волны, поляризация, групповая и фазовая скорости. Особенности электромагнитных волн c точки зрения теории колебаний и электродинамики. Характеристика инфракрасного, оптического, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучений. Волновые и квантовые свойства электромагнитного излучения.