Установка для демонстрации процесса распространения радиоволн

 

Изобретение относится к лабораторному оборудованию по электродинамике . Цель изобретения - повышение наглядности и точности демонстрируемых особенностей распространения радиоволн в зоне глубокой тени. Установка содержит сферический сегмент, способный поворачиваться на 180 вок

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) 1 А1 (50 4 G 09 В 23/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4233377/31-12 (22) 21. 04. 87 (46) 07. 12. 88. Бюл. 11 45 (7 1 ) Северо-3 an адный политехнический институт (72) А.Г.Гончаров, Д.Д.Добровольский, Л.Я.Родос и Д.А.Чистяков (53) 621. 317 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1167641, кл. G 09 В 23/18, 1985 ° (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ПРОЦЕССА РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН (57) Изобретение относится к лабораторному оборудованию по электродинамике. Цель изобретения — повышение наглядности и точности демонстрируемых особенностей распространения радиоволн в зоне глубокой тени ° Установка содержит сферический сегмент, о способный поворачиваться на 180 вок-.

14430 руг оси, плоским основанием вверх.

Либо на сферическую поверхность, либо на плоское основание может устанавливаться стойка с приемной антенной, В основании стойки имеется магнит, с помощью которого антенна удерживается на выпуклой поверхности сегмента. Внутри сегмента находятся в направляющих еще два магнита, связанных посредством трособлочного механизма с реверсивным электродвигателем. Благодаря этому приемная антенна может в автоматическом режиме при18 ближаться или удаляться от передающей антенны как по сферической поверхности сегмента, так и по плоской п.верхности его основания. Сигнал с приемной антенны поступает через логарифмический усилитель на самопишущий прибор с регулируемой скоростью развертки записи. В результате возможно сравнение сигналов, записанных при движении прием ой антенны, как по сферической поверхности сегмента, так и по плоской поверхности

его основания. 2 ил.

Изобретение относится к лабораторному оборудованию по электродинамике и может быть использовано для демонстрации и исследования особенностей, распространения радиоволн над искривленной земной поверхностью.

Целью изобретения является повышение наглядности и точности демонстрируемых особенностей распространения радиоволн. 1О

На фиг.1 изображена установка для демонстрации процесса распространения радиоволн; на фиг.2 — кинематическая схема установки.

Установка содержит модель участка !5 земной поверхности в виде сферического сегмента 1 с плоским основанием 2, Сегмент 1 установлен в подшипниках

3 с возможностью вращения вокруг оси

4, проходящей через линию диаметра 20 основания 2. Внутри сферического сег мента 1 находится реверсивный электродвигатель 5, на валу которого закреплены соосно два шкива: большой 6 и малый 7. Диаметры шкивов относятся

25 как 1/d где 1 — длина большой дуги сегмента 1, а d — диаметр плоского основания 2.

Большой шкив 6 служит для передачи движения магниту 8. Для этого маг- 30 нит 8 установлен на П-образной скобе

9 с возможностью скольжения в криволинейной направляющей 10 вдоль большой дуги внутренней поверхности сегмента 1. Эта криволинейная направляющая представляет собой плоский круговой сегмент, прикрепленный к основанию 2 при помощи уголков 11, Тяговый тросик 12, закрепленный на шкиве б, огибая направляющие ролики 13, прикреплен к противоположным сторонам магнита 8. Аналогично магнит 14, расположенный на плоском основании 2 с возможностью скольжения в прямолинейной направляющей 15, связан посредством тягового тросика 16 и направляющих роликов 17 с малым шкивом 7.

Приемная антенна 18 установлена на стойке 19, к основанию которой прикреплен магнит 20. Приемная антенна 18 соединена с детекторной секцией 21 и далее кабелем 22 с входом логарифмического усилителя 23, выход которого с помощью кабеля 24 подключен к самописцу 25 с регулируемой скоростью протяжки ленты 26. Передающая антенна 27 гибким волноводом 28 соединена с СВЧ-генератором 29. Гибкий волновод 28 позволяет направлять ось диаграммы направленности передающей антенны 27 параллельно касательной к сферической поверхности сегмента 1 либо к плоской поверхности его основания 2 после переворачивания сегмента 1 на 180 вокруг оси 4. При переворачивании сегмента 1 провода

30 питания электродвигателя не мешают повороту сегмента 1 и не подвержены периодическим изгибаниям, так как они подведены к электродвигателю 5 через ось 4 вращения сегмента 1, 1443018

55

Установка для демонстрации процесса распространения радиоволн работает следующим образом.

На выпуклую сторону сегмента 1 устанавливают приемную антенну 18, которая удерживается на выпуклой поверхности сегмента 1 взаимной силой притяжения магнитов 8 и 20. Если демонстрацию распространения радиоволн осуществляют в режиме расхождения антенн, то приемную антенну 18 устанавливают вблизи передающей антенны

27. При этом трособлочный механизм, связанный с приводным электродвигателем 5, приводит в движение ведущий магнит 8, а тот, в свою очередь, посредством магнитной связи заставляет скользить по выпуклой поверхности сегмента 1 приемную антенну 18, в основании стойки которой имеется ведомый магнит 20.

На фиг.2 стрелками показаны направления движения тягового тросика

12 при огибании всех элементов кинематической схемы, приводящей в движение магнит 8.

После подведения антенн 18 и 27 друг к другу реверсивный электродвигатель 5 включают на расхождение антенн (изменяют направление вращения

его вала) и одновременно включают самописец 25. СВЧ-генератор 29 и логарифмический усилитель 23 включены на прогрев уже ранее. На ленте 26 самописца 25 производится запись амплитуды принимаемого сигнала в зависимости от расстояния между антеннами

18 и 27. Запись на ленту 26 производят до полного захождения приемной антенны на противоположный от передающей антенны 27 край выпуклой поверхности сегмента 1, т.е. до захождения приемной антенны 18 в зону

"глубокой тени". Затем электродвигатель 5 и самописец 25 выключают, приемную антенну 18 со стойкой 19 и магнитом 20 в ее основании снимают с выпуклой поверхности сегмента 1, последний переворачивают вокруг оси 4 на 180 плоским основанием 2 вверх и перемещают ведущий магнит 14 с помощью трособлочного механизма и реверсивного электродвигателя в сторону к передающей антенне 27. Там на плоскую поверхность основания 2 сегмента 1 устанавливают стойку 19 с приемной антенной 18, введя ее маг15

40 нит 20 во взаимодействие с магнитом

14.

На фиг.2 стрелками показаны направления движения тягового тросика

16 при огибании им всех элементов кинематической схемы, приводящей в движение магнит 14. Затем опять включают реверсивный электродвигатель 5 на расхождение антенн 18 и 27 с одновременным включением самописца 25, однако скорость протяжки ленты 26 самописца 25 уменьшают в 1/d раз. При этом на ленте 26 самописца 25 полу" чают запись сигнала, распространяющегося над плоской поверхностью модели

Земли. При этом время записи кривой принимаемого сигнала при перемещении приемной антенны 18 по плоской поверхности основания 2 сегмента 1 равно времени записи при перемещении антенны 18 по выпуклой поверхности сегмента 1, Поэтому причиной имеющего место в записи смещения экстремумов принимаемого сигнала является только различие в форме сравниваемых поверхностей, т.е. причиной является кривизна поверхности Земли.

Сравнивая полученные результаты для плоской и выпуклой поверхностей сегмента 1, определяют влияние сферичности земной поверхности на распространение радиоволн.

На предлагаемой установке влияние сферичности земной поверхности на особенности распространения радиоволн выявляется по сравнению с прототипом более наглядно. Учащийся видит в динамике сразу всю зависимость принимаемого сигнала от расстояния между антеннами. Ему не приходится восстанавливать зту зависимость по точечным измерениям. Предлагаемая установка в отличие от известной позволяет продемонстрировать особенности распространения радиоволн над сферической поверхностью Земли в зоне "глубокой тени", где особенности распространения радиоволн принципиально отличаются от особенностей распростране" ния радиоволн в интерференционной зоне.

Кроме того, на установке возможно более точное исследование особенностей распространения радиоволн. Это объясняется наличием непрерывной записи сигнала на всей трассе распространения, а потому более точным измерением положений экстремумов принимаеФормула изобретения фиеЯ

Составитель Л. Прохорова

Техред А. Кравчук Корректор С.Черни

Редактор А.Шандор

Заказ 6388/47 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и,открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 14430 мого сигнала, а также меньшим временем, требукщимся для измерений, и уменьшением помехового фона из-за уменьшения ЭПР опоры приемной антен5

Установка для демонстрации процесса распространения радиоволн, содер- 10 жащая модель участка земной поверхности в виде сферического сегмента с плоским основанием, причем сегмент установлен на оси с возможностью вращения стойки с установленными на них 35 приемной и передающей антеннами, СВЧгенератор, связанныь с передающей ан-. тенной, измеритель принимаемого сигнала, связанный с приемной антенной, устройство перемещения приемной ан- 20 твниы, включакщее трособлочный механизм и привод, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения наглядности и точности демонстрируемого

18 6 процесса в зоне глубокой тени, установка дополнительно содержит три магнита, криволинейные направляющие, ;роложенные вдоль большой дуги внутренней поверхности сегмента, прямолинейные направляющие, проложенные с внутренней стороны плоского основания сегмента, причем первый магнит прикреплен к основанию стойки приемной антенны, а второй и третий магниты расположены внутри сегмента на тяговых тросиках трособлочного механизма с возможностью перемещения соответственно в криволинейных и прямолинейных направляющих, привод выполнен в виде электрического реверсивного двигателя с соосно установленными на валу шкивами для взаимодействия с тяговыми тросиками, причем диаметры шкивов выбирают из условий соотношения 1/d. где 1 — длина большой дуги сегмента, d — диаметр плоского .основания.