آزمایشگاه مایکروویو و آنتن

مقدمه

١

1مقدمههستند. از آنجا که محیط جو 1GHzشود که داراي فرکانسی باالي امواج مایکروویو به امواجی گفته می

ســیم (ماهواره ، رادار و ...) کاربرد زیادي دارند. براي براي چنین امواجی شــفاف اســت لذا در مخابرات بیباشــد. در این آزمایشــگاه هدف انتشــار این امواج در فضــا بین فرســتنده و گیرنده متناظر نیاز به آنتن می

شنایی با انواع قطعات مایکروویو صلی آ سیالی و نحوه اندازها گیري پارامترهاي آنها اعم از موجبري و کواکشـود. پارامترهاي مختلف گیري میباشـد. همچنین مشـخصـات مختلف خطوط انتقال مایکروویو اندازهمی

آید. در نهایت در یک آزمایش با استفاده دست میطور عملی بهیک آنتن معرفی شده و الگوي تشعشعی بهــبیه 2Microwave Officeافزار از نرم ــازي چند نمونه از طراحیبه ش هاي اولیه مایکروویو مانند خطوط س

کننده خواهیم پرداخت. انتقال و تقویت3CW باشد. این مولد یک سیگنال سینوسیدر تمامی آزمایشات نیاز به یک مولد سیگنال مایکروویو می

شخص میدر هر آزمایش .کنددر فرکانس باال تولید می شود. شود که از کدام مولد میم ستفاده ست ا بایــیســتم مدوله می 1kHzدر برخی آزمایشــات این مولد توســط یک منبع پالســی با نرخ ــود چراکه س ش

ست. البته اندازه شده ا ساخته سیگنالی طراحی و گیري و قرائت ولتاژ خروجی خطوط انتقال براي چنین این مدوالتور بوده و نیازي به منبع خارجی ندارند. جهت قرائت ولتاژ برخی از مولدها به طور داخلی داراي

شود. متر استفاده می SWRخروجی از دستگاهی به نامپس از آشــنایی با اهداف آزمایشــگاه مایکروویو الزم اســت مفاهیم ،اجزا و قطعاتی که مورد اســتفاده قرار

گیرد را معرفی نمود. می

1397ویرایش بهمن 1

2 MWO 3 Continuous Wave

مقدمه

٢

dBmو dBمفاهیم مایکروویو به دلیل اینکه مقدار توانکانسدر فر مد نظر هاي حد پیکووات) ـــیار کوچک (در هاي بس

بیان می نمایند. تعاریف این واحدها dBmو dBWهستند لذا آنها را در حوزه لگاریتم بر حسب واحدهاي به صورت زیر است :

30)()(

)(log10)()(log10)(

+===

dBmPdBWPmWPdBmPWPdBWP

است. 30dBm-یا 60dBW-برابر 1uWبه عنوان مثال، شود.بیان می dBنسبت دو توان مختلف که معادل اختالف دو توان در حوزه لگاریتم است، بر حسب

1

212 log10)(

PPdBPP =-

معادل نسبت dB3مثالً 2برابر نسبت dB30 و 1

1000 است. 1

مقدمه

٣

اجزا و قطعات مایکروویو گیرند به اختصار آشنا در این بخش با قطعات مختلف مایکروویو که در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می شویم.می

خطوط انتقال . 1سیگنال مایکروویو ستفاده میبراي انتقال ستم از خطوط انتقال ا سی شود. خطوط انتقال انواع در یک

ـــت. همچنین در انواع مختلفهاي ویژگی )1(مختلفی دارند که در جدول ـــده اس ـــه ش متداول مقایس ساختار این خطوط انتقال به نمایش درآمده است. )2(شکل

مقایسه خطوط انتقال رایج در مایکروویو )1(جدول

Microstrip Stripline Waveguide Coax Characteristic Quasi-TEM TEM TE10 TEM Preferred

Modes : Hybrid TM, TE TM, TE TM, TE TM, TE Other Low None Medium None Dispresion High High Low High Bandwidth High High Low Medium Loss Low Low High Medium Power capacity Small Medium Large Large Physical size Easy Easy Medium Medium Ease of fabrication Easy Fair Hard Hard Integration with other components

مقدمه

٤

ساختار خطوط انتقال مختلف -2شکل

شامل ریزنوار ( شده در آزمایشگاه از می 2و خط نواري 1)خطوط مسطح متدوال باشد. موجبرهاي استفاده

سی مختلف (به عنوان مثال باند ستطیلی بوده که با توجه به ابعاد دهانه موجبر در باندهاي فرکان Xنوع مــیــن ــا 8ب ــد 12ت ــان ــا ب ــز ی ــگــاهــرت ــی ــیــن Kگ ــا 18ب ــاده 26,5ت ــف ــز) اســــت ــگــاهــرت ــی گ

دد. در واقع موجبرهاي اســتاندارد در باندهاي گرشــود. دلیل این مســاله به تک مود بودن موجبر بر میمی

1 Microstrip 2 Stripline

مقدمه

٥

خطوط میدان این مود را بهتر نشان )3(کنند. شکل) را منتشر می10TEفرکانسی خود تنها مود غالب (مود دهد. می

10TEخطوط میدان مود )3 (شکل

محور استفاده شده رود. خطوط همبه کار می Xالزم به ذکر است که در تمامی آزمایشات موجبرهاي باند

باشد که اهم هستند. جهت اتصال قطعات این نوع نیاز به کانکتور می 50معموال داراي امپدانس مشخصه با استفاده از مبدل نري شوند و در صورتی که هردو از یک نوع باشند، نوع نري و مادگی به هم متصل می

ترین آنها به نري یا مادگی به مادگی قابل اتصال خواهند بود. این کانکتورها انواع مختلفی دارند که متداولتعیین TEM باشـــد. حداکثر فرکانس کاري آنها توســـط فرکانس قطع اولین مود غیرمی SMAو Nنوع ــته و برايمی ــتگی داش ــود که به ابعاد کانکتور بس نوع SMA کانکتور و براي 18GHzبرابر N انکتورک ش

است. 26.5GHzبرابر )Precision(دقیق

1محوربر به خط هممبدل موج . 2و یا بالعکس تبدیل شود مثالً در خروجی محورهمبر به خط در مواردي الزم است سیستم انتقال از موج

بري توســط بایســت از یک قطعه موجو به طور کلی در مواردي که ســیگنال می ا ورودي آنتنیفرســتنده شود.کابل هم ساده محور به قطعه دیگر منتقل شان )4(شکلها در ترین این مدلترین و معمولییکی از ن

gl/2 تقریبی فاصلۀه بر نفوذ کرده و بمقداري به داخل موج محور همداده شده است. هادي داخلی خط

1 Waveguide to Coaxial Adapter

مقدمه

٦

صال سادهعبشدة آن قرار دارد. به تکوتاهاز انتهاي ات ست ی1 روبپ منزلۀه این هادي داخلی ب ،یري ا آنتنی ا کوتاه شــده اتصــال کند. دیوارةقرار گرفته و این مد را تحریک می 10TE موازات میدان الکتریکی مدهکه بطرف ه بینند بینهایت باشــد و انرژي بروب در آن جهت میپی که ســدانپشــود که امی نیز باعث مییانتها

دیگر (طرف راست در شکل) منتشر شود.

محور بر به خط هممبدل موج )4 (شکل

2بار منطبق .3شده را جذب نموده و هیدباي است که در تئوري تمامی توان تاسیستم انتقال وسیلهبار منطبق در یک

خط انتقال داراي چنین ۀمقاومتی برابر مقاومت مشخص ،از آن صفر باشد. در خطوط انتقال اسینعکاتوان دي بایست یک یا چند دهانه یک عنصر مایکروویو بدون ورواین قطعه معموال زمانی که میخاصیتی است.

ــتفاده می ــد، اس ــود. و خروجی باش ــاختن بار منطبق،ترین روشبرها یکی از معمولیدر موجش ها براي سصفحۀ )5(شکلمطابق ست که یک سط موجا مخروطییمثلثی این ا هاي موازات دیوارههبر و بشکل در و

صفحه معموالً با ماده شود. این شده است و توان گرافیتاي با مقاومت زیاد (مانند آن قرار داده ) پوشیده ـــده هیدابت ـــورت انرژي حرارتی جذب میهرا تدریجاً ب آن برش کند و اگر طول آن چندین طول موج یا ص

شود.ایجاد نمی انعکاسیتمامی انرژي جذب شده و موج ،بیشتر باشد

1 Probe 2 Matched Load

مقدمه

٧

بار منطبق )5(شکل

شیب کمتري به انتهاي سلما هرچه این تیغه تلفاتی با شده و بار موجم شتر سد، میزان جذب آن بی بر بر

دهد.تري را تشکیل میمنطبق دقیق

1کننده متغیر تضعیف . 4ستفاده میدر مواقعی که موج می شود یعنی توان آن کاهش یابد، از این قطعه ا شود. به بایست تضعیف

ضعیف صف و 3dBکننده عنوان مثال یک ت ضعیفتوان موج را ن توان موج را ده برابر 10dBکننده یک تــعیف دهد.کاهش می ــکل همکنندهتض ــتفاده محور و موجها در دو ش ــوند و میمیبري اس توانند داراي ش

سته (مثال با پله س سته یا گ صورت پیو ضعیف متغیر نیز به دو شند. نوع ت ضعیف ثابت یا متغیر با هاي ت1dBشد.) می صورت با ضعیف به شد.فاوتی میهاي متمکانیزم ت ضعیف در یک با صفحهنوع ت کننده نفوذ

ـــکافی طولی در دیوارمقاومتی به داخل موج ـــکل فوقانی آن ةبر از طریق ش ـــود که باعث می ))6((ش شتوان از دســـت آید. در نوعی دیگر صـــفحات مقاومتی را میهتضـــعیفی متناســـب با عمق نفوذ صـــفحه ب

که حالت تلفات (و لذا مقدار تضعیف موج) در حالتیکت داد. در اینوسط آن حربر بههاي کناري موجدیوارهصفحات در کمترین مقدار و در حالی، در آنجا کوچک است E اند و میداننزدیک هاصفحات به دیواره که

ــوجوســـــط ــدم ــرار دارن ــر ق ــد داشـــــت. ،ب ــواه ــود را خ ــدار خ ــق ــن م ــری ــیشـــــت ب

1 Variable Attenuator

مقدمه

٨

بريموج کنندهدو نوع تضعیف )6 (شکل

1تغییردهنده فاز .5صر سیگنال مایکروویو را تغییر می این عن دهد بدین معنی که یک تاخیر زمانی در مسیر عبور ایجاد فاز

سی خروجی 0qداراي تغییر فاز0fکند. اگر یک تغییردهنده فاز در فرکانسمی سینو سیگنال شد ، فاز باــیگنال ورودي در همان فرکانس کمتر 0qدر هر لحظه به اندازه0fاین تغییردهنده فاز در فرکانس از فاز س

ساخته میصورت هاي فاز بهیا بیشتر است. تغییردهنده سادههاي مختلفی شکل یک خط شوند. در ترین ) البته )7(تواند نقش یک تغییردهنده فاز با قابلیت تنظیم فاز را ایفا نماید. (شــکلانتقال با طول متغیر می

ـــیگنال توان با تغییر ثابت ديمیزیر طبق رابطه الکتریک موثر در یک خط انتقال ، مقدار تغییر فاز ســـط یک تیونر که میزان تورفتگی ديعبوري ر به میزان کم عوض کرد. این کار معموالً توس الکتریک را ا پذیر است. دهد امکانتغییر می

rrlc

emw

q = ـــبت به محور خط ، محور یا موجهمچنین در یک خط انتقال هم بري با تغییر زاویه یک تیغه فلزي نس

ـــکل هاي درجه از ویژگی 360) قابلیت تغییر فاز به اندازه )8(میزان تغییر فاز قابل کنترل خواهد بود. (ش باشد.بري میمهم نوع موج

1 Phase Shifter

مقدمه

٩

تقالتغییردهنده فاز با استفاده از خط ان )7(شکل

بري با استفاده از دو تیغه فلزي تغییردهنده فاز موج )8(شکل

1ایزوالتور . 6سیله ضعیف خیلی کم و در جهت ایزوالتور و ست) با ت ست که موج را در یک جهت (مثالً چپ به را اي ا

ـــعیف زیاد از خود عبور می ـــیلهعکس با تض ـــاختن چنین وس ایزوتروپیک اي از مواد غیر دهد. براي ســو) نظیر فرّیت ــی از یک مغناطیس دائم) در (غیرهمس ها که در معرض میدان مغناطیســی یکنواخت (ناش

(کالیسترون، مایکروویوشود. از ایزوالتورها اغلب براي حفاظت مولدهاي استفاده می ،برقرار دارندداخل موجطرف بار هدایت کند ولی از رسـیدن توان هخوبی بهسـاز را بشـود تا توان نوسـاناسـتفاده می گان و غیره)

ســاز (مثالً انعکاس ناشــی از عدم انطباقی شــدید مانند مدار باز یا اتصــال کوتاه ) به نوســان شــده منعکس دهد.ساختار داخلی یک ایزوالتور را به خوبی نمایش می )9(نماید. شکلجلوگیري

1 Isolator

مقدمه

١٠

Hو Eبري در دو مود ایزوالتور موج )9(شکل

شکل صورت یکی موازي میدان الکتریکی مود غالب (مود )9(مطابق ) و دیگري عمود Eتیغه فریتی به دو یدان ) قرار میHبر آن (مود یک م ناطیس دائم تحت یک مغ ـــط غه توس لت این تی حا گیرد. در هر دو

) )10(بودن را در مقابل موج ورودي نشان دهد. (شکل غیرهمسومغناطیسی ثابت بوده تا خاصیت

بري و مغناطیس دائمایزوالتور موجنماي یک )10 (شکل

دهد.می نحوه استفاده از یک ایزوالتور را به خوبی نمایش )11(شکل

مقدمه

١١

کاربرد ایزوالتور در مدارات مایکروویو )11 (شکل

1دوران دهنده .7یکی از هآید که موج ورودي بدســت میهاي بوســیله يبرراهی موجت در وســط یک ســهیدادن فربا قرار

شــود. با توانی خارج نمی ســوم عمالً دریچۀج شــده و از دوم خار با تضــعیف خیلی کم از دریچۀ ،هادریچهــکلتوجه ب ــود و توان ورودي به دریچه خارج می 2فقط از دریچه 1توان ورودي به دریچه )12(ه ش 2ش

ـــیرکوالتوریکی از موارد .1 فقط از دریچه 3و توان ورودي به دریچه 3فقط از دریچه هنگامی کاربرد ســتفاده می ــتنده و گیرنده از آنتن واحدي اس ــکل هند (مانند رادار). با توجه بنکاســت که یک فرس )12(ش

ستنده فقط به آنتن و توان دریافتی آنتن فقط به گیرنده منتقل میمالحظه می شود و از شود که توان فر .گرددتخریب گیرنده توسط توان باالي فرستنده جلوگیري می

1 Circulator

مقدمه

١٢

ساختار یک سیرکوالتور و کاربرد آن )12 (شکل

1 دار و آشکارساز مایکروویوبر شکافموج . 8ـــاکن) از بر (نظیر اندازهداخل موجهاي گیري میدانبرداري و اندازهبراي نمونه ـــبت موج س گیري نس

یک .شوداستفاده می ،فوقانی آن شکاف طولی باریکی ایجاد شده در دیواره) 13(شکل بري که مطابق موجــکاف به داخل پعمودي ( همیل قرار آن موازات میدان الکتریکی داخل نفوذ کرده و بهبر موجروب) از این شـــکاف حرکت داد ب آن را توانمیله که میگیرد. این می کند و آنتنی گیرنده عمل می منزلههدر امتداد شباشــد. این ولتاژ را بر میمیدان الکتریکی در هر نقطه از طول موج هالقا شــده در آن متناســب با دامن ولتاژطرفه واکسیال، یکاي کو یک خازن در محفظه ، متشکل از یک دیودمایکروویوتوان با نوعی آشکارساز می

گیري دو مینیمم متوالی موج ولتاژ ســـاکن و همچنین نســـبت ولتاژ اندازها کرده و با ولتمتر قرائت کرد. بــاکنتوان طول موج داخل موجماکزیمم به ولتاژ مینیمم می ــبت موج س را قرائت کرد. 2بر و همچنین نس

1 Microwave detector and Slotted Waveguide 2 VSWR

عمودي میله فریت

برموج سه راهی دائم B میدان

فرستنده سیرکوالتور

آنتن

گیرنده

مقدمه

١٣

شترین القا (حداکثر دامنه ست که براي بی سط دیواره تریکیمیدان الکبدیهی ا مود غالب) این پروب در و شود.فوقانی تعبیه می

دار و مدار معادل آشکارساز بر شکافموج )13 (شکل

1دار کوپلر جهت . 9که با کند در صــورتیبرداري میبر نمونهباال از کل میدان در داخل موجدار خط شــکافروب مذکور در پ

ــود) و بر منتشــر میاي از موج تابش (که مثالً از چپ به راســت در موجنمونهتوان دار میکوپلر جهت ا یشدار در نوع کوپلر جهتگیري کرد. یکرا اندازه دست آورد و آنهاز راست به چپ ب اسینعکااي از موج نمونهسیله دو موج )14(شکل ست. در این و شده ا شان داده ستند که در آن دو بر داراي دیوارهن شترك ه اي م

صیت جهت سیله را میسوراخ وجود دارد. خا ، A ،B شکل و امواجی که باهتوان با توجه بدار بودن این وC وD امواج اند توضــیح داد.مشــخص شــده A وB ند و بنابراین در نکرا طی می یکســانی یمســیرها

امواج، باشدgl/4 هابین سوراخ شوند. اگر فاصلهفاز با یکدیگرجمع میصورت همهبر فرعی (فوقانی) بموجC وD داشته و یکدیگر را حذف خواهند کرد. بنابراین کسري فاز با یکدیگر اختالف درجه 180 اندازهه ب

بر فرعی خارج خواهد شــد و بر اصــلی از انتهاي طرف راســت موجاز میدان تابش (از چپ به راســت) موجسر از میدان سیهمین ک ست به چپ) موج(از انعکا صلی در انتهاي دیگر موجرا بر فرعی که در آن بار بر ا

ـــد. به ،قی قرار داردبمنط مین ترتیب چنانچه این کوپلر در جهت عکس در مدار قرار داده هتلف خواهد ش

1 Directional Coupler

مقدمه

١٤

2P 1P

D C

B A

1P C

بـــرمـــوج فرعي

بار منطبق

بر اصلیموجgλ 4

تري از بر اصلی در دسترس خواهد بود. براي اینکه کوپلر در باند وسیعموج اسینعکااي از موج نمونه ،شود فواصل معینی از یکدیگر قرار دارند استفاده کرد.ههاي بیشتري که بتوان از سوراخکانس کار کند میفر

دارنحوه عملکرد یک کوپلر جهت )14(شکل

برداري از توان تابش) در ب) فرض کنید کوپلر در جهت مســتقیم (براي نمونه -14(حال مطابق شــکل )مدار قرار داده شــده باشــد. نســبت توان ورودي به کوپلر )1P بر فرعی به توان خروجی از موج( )FP3 به

)ضـــریــب کوپالژ )Coupling ــــب ــــت و معموالً بر حس ـــوم اس ـــود. یعنی: بیــان می dBموس ش( )FPPC 31 /log10=ــریب کوپالژ براي یک کوپلر ــد، یک دهم توان dB10. بدین ترتیب چنانچه ض باش

)دهیآل بودن کوپلر با ضریب جهتشود. غیرایدهتابش از این دهانه خارج می )yDirectivit کوپلر مشخص

1P

3RP

2P

1P

3 FP

2P

(ب)

(ج)

مقدمه

١٥

ـــود؛ یعنی، بـا توجـه بـهمی ـــکــل ش )طبق تعریف ) ج -14(ش )RF PPD 33 /log10=ترتیــب . بـدین هاي گیري با آن کمتر اســـت (در فرکانستر و خطاي اندازهآلهر چه این ضـــریب باالتر باشـــد کوپلر ایده

باشد). dB40تواند حدود می Dمایکروویو ضریب

1راهی سه . 10ــیر با هم به صــورت همدر مدارات موج فاز یا با فاز مخالف بري برخی مواقع الزم اســت که موج دو مس

سه شوند.) بدین منظور از شوند. (با هم جمع یا از هم کم شود که در اولی استفاده می Hیا Eراهی جمع صورت هم 180دو موج ورودي با اختالف فاز شکلفاز جمع میدرجه و در دومی به مکانیزم )15(شوند.

دهد.کاري این دو نوع را با استفاده از خطوط میدان نشان می

) b( E) و a( Hراهی نحوه توزیع میدان الکتریکی در سه )15(شکل

1 T-Junction

مقدمه

١٦

1جادویی Tدرجه 180هیبرید .11مدل این عنصر نشان داده شده )16(آید. در شکل جادویی بدست می Tیک Hو Eراهی با ترکیب سه

است.

جادویی و مدل آن Tنماي )16(شکل

شود در حالی خارج می 3و 2هاي فاز از دهانهبه صورت هم 1سیگنال ورودي از دهانه )16(مطابق شکل

سیگنال تابیده به دهانه شد. یکی از کاربردهاي 180با اختالف فاز 4که Tدر این دو دهانه ظاهر خواهد ســازي قابل پیاده 3و 2هاي باشــد که با تعبیه دو دیود در دهانهجادویی در طراحی میکســر متوازن می

است.

1 Magic T

مقدمه

١٧

1آنتن شیپوري . 12 )17 (شکلاین است که مطابق مایکروویوهاي ساختن آنتن در فرکانسها براي ترین روشیکی از ساده

شیهرا ب بر را تدریجاً بزرك کنیم و آنابعاد موج هاي داخلی آوریم. بدین ترتیب میدانوري درپصورت آنتن نتن در این آ شــوند. بهرهباز آنتن به هوا منتقل می نهایتاً از دهانه تدریج تغییر شــکل پیدا کرده وهبر بموج

هاي آنتن ۀ) و از آن بیشــتر براي تغذیdB15 کم اســت (حدودمایکروویو هاي مقایســه با انواع دیگر آنتن شود.هاي بهره استفاده میگیريا آنتن استاندارد در اندازهیو همويس

آنتن شیپوري )17 (شکل

2متر فرکانس . 13سادهمعمول سیلهترین ترین و کار هگیري دقیق فرکانس ببراي اندازه مایکروویوهاي که در فرکانس ايو

بر فوقانی موج وســـیله ســـوراخی به دیوارههاي که باســـتوانه 3رود عبارتســـت از یک محفظه تشـــدیدمی h ارتفاعو باشدمی 111TE اي معموالًاستوانه ). مد نوسان محفظه)18(ل شده است (شکل پمستطیلی کو

بر جاري است این ارتفاع را در موج مایکروویوآن و در نتیجه فرکانس تشدید قابل تغییر است. وقتی انرژي شدید حفره با فرکانس موج در داخل موجتغییر می شود. در ایندهیم تا فرکانس ت صورت حفرهبر منطبق

سنجش توان ) را میdB1 کند و این تقلیل انرژي (حدودبر مقداري انرژي اخذ میوجاز م توان در دستگاه

1 Horn Antenna 2 Frequency Meter 3 Resonant Cavity

مقدمه

١٨

تنظیم ارتفاع مستقیماً بر حسب فرکانس مدرج شده دار) مشاهده کرد.ا کوپلر جهتی پروب(مثالً خروجی قرائت کرد. MHz5 توان با دقتمی X است. با این دستگاه فرکانس را در باند

متر فرکانس )18 (شکل

و ســاکنگیــري نســبت مــوج انــدازه : 1 آزمایش 1امپدانس

هدف :1-1ــدازه ــا ان ــنائی ب ــدازهآش ــاکن و ان ــوج س ــبت م ــري نس ــان گی ــر مک ــا روش تغیی ــدانس ب ــري امپ گی

هاي باال.در فرکانس 2مینیمم

تئوري :2-1ــانس ــاال (در فرک ــاي ب ــدازه UHFه ــایکروویو) ان ــدانس و م ــان و امپ ــاژ و جری ــري مســتقیم ولت گی

گیــري دیگــر در دادن پــروب و وســایل انــدازهقــرارزیــرا .عمــالً غیــرممکن اســتخطوط انتقال و مــدارات -مــورد انــدازه هــايهــاي الکترومغناطیســی و در نتیجــه کمیتمــدار وضــعیت میــدانهــاي مختلــف گــره

گیــري امپــدانس کــه بــه روش تغییــر مکــان انــدازهدهــد. یــک روش معمــول بــراي گیــري را تغییــر مــی شود.ذیالً شرح داده میکه مینیمم موسوم است

بــا امپــدانس LZچنانچــه در یــک خــط انتقــال، امپــدانس بــار ،3هاي قبلــیبــا توجــه بــه دانســته نباشــد) قســمتی از مــوج ولتــاژ (و 4عبــارت دیگــر بــار بــه خــط منطبــقمشخصۀ خــط برابــر نباشــد (بــه

در نتیجــه از ترکیــب ایــن دو مــوج .گــرددطــرف ژنراتــور برمــی و بــه بازتابیــدهاز بــار یتابشــجریــان) مــاکزیمم مکــانی مــوج ولتــاژ مقــدار نســبت آیــد. مــیوجــود در خــط بــه 5ی، موج ســاکنیی و بازتابتابش

طــور اختصــار یــا بــه Standing Wave Ratioبــه نســبت مــوج ســاکن ( ،ساکن بــه مینــیمم مکــانی آنSWR و یــاS موســوم اســت. رابطــۀ بــین نســبت مــوج ســاکن و ضــریب انعکــاس بــار (Г صــورت بــه

زیراست: )1-1 ( � = ��� = � + |�|� − |�|

آید:دست میاز رابطه زیر به معموالً عددي است مختلط و ،که Гکه در آن )2-1 ( � = �� − ���� + ��

1397ویرایش بهمن 1

2 Null Shift Method ـــــاطیس 3 ـــــاب الکترومغن ـــــه کت ـــــال و طـــــرز اســـــتفاده از نمـــــودار اســـــمیت ب ـــــوري خطـــــوط انتق ـــــادآوري تئ ـــــراي ی ب

"",.. neticsElectromaggEngineerinHaytHW .مراجعه کنید 4 Matched 5 Standing Wave

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

١

ــراي سیســتم منطبــق Sمقــدار ) و تــوان انعکاســی S=1معیــاري اســت از عــدم انطبــاق سیســتم (ب برابر توان تابشی به آن است. �|�|از بار غیرمنطبق

ــراي محاســبه ــه SWRب ــاژ در نقــاط مینــیمم و مــاکزیمم مــوج ســاکن قرائــتنیــاز ب . اســتولتل مــوجبر برابــر نصــف طــول فاصــله بــین دو مینــیمم یــا دو مــاکزیمم متــوالی از یــک خــط انتقــال مثــ

کــه مــثال بــراي مــوجبر ،مــی نامنــد ��در داخــل آن اســت. ایــن طــول مــوج را 1مــوج هــدایت شــدهبســتگی دارد. مــد اصــلی انتشــار در ��مســتطیلی بســتگی بــه ابعــاد مــوجبر و طــول مــوج فضــاي آزاد

فقــط داراي )1- 1شــکل ( باشــد. میــدان الکتریکــی ایــن مــد مطــابقمــی 10TEبــر مســتطیلی مــد مــوج اي در جهــت انتشــار مــیمولفــه عمــودي و میــدان مغناطیســی داراي مولفــه افقــی و همچنــین مولفــه

بر مستطیلی داریم: موج 10TEبراي باشد. �� طول موج قطع ) 3-1( = ��

�� قطع فرکانس ) 4-1( = ��� = ���

�� داخل موجبر موجطول ) 5-1( = ����− (��� )�

�� فاز سرعت ) 6-1( = ��� − (��� )�

طــول مــوج در فضــاي 0λو بــربعــد بزرگتــر مــوج aســرعت انتشــار نــور در خــال ، Cدر ایــن روابــط �� آزاد = باشد.می ��

����مستطیلی در مد برموج ) 1-1( شکل

1 Guided Wave

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

٢

امپدانس با روش تغییر مکان مینیمم گیري اندازه . 1-2-1کــار بــرد. مراحــل مختلــف گیــري امپــدانس مجهــول بــهتــوان بــراي انــدازهدار را میخط انتقال شکاف

شرح زیر است:این کار بهدادن پــروب در امتــداد خــط دار وصــل کــرده و بــا حرکــتابتدا بار مجهول را بــه انتهــاي خــط شــکاف

(بــراي یــد.آدســت مــیهــا) بــههــاي مــوج ســاکن (گــرهموقعیــت مینــیممنسبت موج ساکن و همچنــین میلیمتر در کنار شکاف قرار داده شده است). برحسبکار اشلی مدرج این

حالــت مــوج . در ایــنکــردکوتــاه را اتصــال انتقــال بار را برداشــته و در همــان محــل خــطدر ادامه باید هــا اســت. محــل مینــیمم هــاي آن صــفریممطرفــه شــده خواهــد بــود و مینــیــک شبیه سینوســی ،ساکن

هــاي دو بــین مینــیمم LΔ حالــت بــا حالــت قبلــی متفــاوت خواهــد بــود و تغییــر مکــانی برابــردر ایــن ))2- 1شکل (( حالت وجود خواهد داشت

کوتاهدر اثر تعویض بار یا اتصال هامینیممتغییر مکان ) 1-2( شکل

ــدازهموقعیــت جدیــد مینــیمم گیــري کــرده و همچنــین تغییــر هــا و مقــدار ایــن تغییــر مکــان را ان-. توجــه داشــته باشــید کــه در حالــت اتصــالرا نیــز مــورد نظــر بایــد داشــتیــا ژنراتــور طرف بارمکان به

از λ 2/فاصــلههــاي بعــدي بــهکوتــاه و مینــیمممحــل اتصــال کوتاه اولین مینیمم (صــفر) مــوج ســاکن درــد ــرار دارن ــر . مــی باشــد) ��همــان �(در ایــن آزمــایش منظــور از آن ق ــه قــرار زی حقــایق آزمــایش ب

:است است. λ 2/فاصله بین دو مینیمم متوالی موج ساکن همیشه برابر ) 1نــد، برابــر همــان امپــدانس بــار از بــار قــرار دار λ 2/امپدانس ورودي در نقــاطی کــه بــه فواصــل ) 2

است.(یعنــی چــرا؟ در نقــاط مینــیمم مــوج ســاکن امپــدانس ورودي نیــز مینــیمم و حقیقــی اســت. ) 3

قرار دارد.) r<1>0در نمودار اسمیت امپدانس نرمالیزه روي محور افقی صورت زیر تعیین کرد:توان بهبنابراین با استفاده از نمودار اسمیت امپدانس بار را می

i. هــاي مربــوط بــه . (مینــیممشــوداصله بین دو مینــیمم ، طــول مــوج و فرکــانس تعیــین مــیاز ف تر است.) کوتاه تیزتر هستند و تعیین محل آنها سادهاتصال

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

٣

ii. ن را نیــز بایــد و جهــت آ شــدههــا بــر حســب کســري از طــول مــوج بیــان تغییر مکــان مینــیمم طرف بار)به 0.15λ (مثالً مشخص نمود.

iii. ــار، از آنجــایی ــه ب ــدانس ورودي مینــیمم و مکــانیکــه نقــاط مینــیمم مربــوط ب اســت کــه امپدیــاگرام اســمیت از نقطــه مینــیمم ، در حقیقــی اســت، بــراي تعیــین امپــدانس مجهــول

λانــدازه بــه ،آیــدبدســت مــی 1Γ>ثابــت و محــور حقیقــی SWR امپدانس که از تقــاطع دایــره L/Δ ــودر امتــداد ایــن دایــره بــه ــا ژنرات ــار ی ــار ردهر حرکــت کــطــرف ب و امپــدانس نرمــالیزه ب

.شودمشخص می مثال عددي زیر توجه کنید:دو براي روشن شدن مطلب به

دار (بــا امپــدانس مشخصــه وســیله خــط انتقــال شــکافگیــري یــک امپــدانس بــه: در انــدازه1 مثــالو نســبت مــوج ســاکن cm 5) مشــاهده شــده اســت کــه فاصــله بــین دو مینــیمم متــوالی برابــر اهــم 50

SWR=3.3 انــدازه هــا بــهشــود، مینــیممکوتــاهی در محــل بــار قــرار داده مــیباشــند. وقتــی اتصــالمــی0.1λ یابند. امپدانس بار را تعیین کنید.طرف ژنراتور تغییر مکان میبه � = � × � = �� �� � = �� = � × ����.� = � ��� ∆�� = ��� = به طرف ژنراتور �.�

ــاگرام اســمیت ــره )3- 1(شــکل حــال در دی روي SWRکنــیم (مقــدار را رســم مــی SWR=3.3دایــور ــی r>1مح ــده م ــه خوان ــدانس (نقط ــیمم امپ ــه مین ــره از نقط ــن دای ــود) و روي ای ــکل) �ش در ش

هــاي ). بنــابراین امپــدانس�کنــیم (نقطــه طــرف ژنراتــور حرکــت مــیبــه 0.1λنــدازه اشروع کــرده و بــه������ نرمالیزه و واقعی بار عبارتند از: = �.�� + ����

�� = �� ∗ ������ = �� + ���.�

با توجه به مطالب فوق به سواالت زیر پاسخ دهید: چقدر است؟ λ L/Δحداکثر مقدار - 1ــار خــازنی - 2 ــر مکــان مینــیمم، باشــد 1اگــر ب باشــد 2ســلفیاگــر ؟ هــا درجــه جهتــی اســتتغیی

؟چطور باشد مقدار بارچقدر است؟ L=0Δاگر - 3 باشد مقدار بار چقدر است؟ L= λ/4 Δاگر - 4

1 Capacitive 2 Inductive

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

۴

ال مربوط به تعیین امپدانس بارثم ) 1-3( شکل

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

۵

شماي قراردادن خط شکاف دار میان منبع و آنتن ) 1-4( شکل

دار بــین ژنراتــور و آنــتن قــرار بــر شــکافنیــد در یــک سیســتم مــایکروویو مــوج: فــرض ک2 مثــالدســت آمــده اســت و بــا اســتفاده از روش تغییــر مکــان مینــیمم اعــداد زیــر بــه ))4- 1شــکل (( داده شده

):باشدمی GHz 6.56=cfبر(فرکانس قطع موج SWR=2و )cm 3.44,5.88,8.32ها (آنتن در انتهاي موجبر: محل مینیمم .1 ∞=SWRو )cm 2.63,5.07,7.51ها (محل مینیمم انتهاي موجبر:اتصال کوتاه در .2

کــه تــوان خروجــی دســت آوریــد و در صــورتیشــده آنــتن را بــهفرکانس ژنراتور و امپــدانس نرمــالیزه رسد چقدر است؟باشد، توانی که به آنتن می W 10ژنراتور در حالت انطباق

�� = �(�.�� − �.��) = �(�.�� − �.��) = �.���� �� = �/��� − (�/��)� ⇒ � = ���� + � �����

� = �(�.�� × ���)� + �� × ����.������ = � × ��� = ���� ��طرف مولد) (به = �.�� − �.�� = �.�� − �.�� = �.�� − �.�� = �.����

��/��طرف مولد) (به = �.��/�.�� = �.��� ــاگرام اســمیت ــابراین، در دی ــره بن ــیمم دای ــدانس مین ــه =2Sاز نقطــه امپ ــدازه ب ــه g λ 0.166ان -ب

آوریم: دست میشده آنتن و ضریب انعکاس را بهکنیم و امپدانس نرمالیزه طرف بار حرکت می

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

۶

�� = �.�� + ��.�� � = �.������∘ �� = �(� − |�|�)[� − (�.��)�]��� است. درصد 10حدود 1تیب در این مثال تلفات ناشی از عدم انطباقتربدین

به تعیین امپدانس آنتن مربوطمثال ) 1-5( شکل

1 Mismatch Loss

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

٧

با خط کواکسیال آزمایش :3-1 نشان داده شده است. )6- 1شکل (وسایل این آزمایش و طرز اتصال آنها در

آزمایش وسایلاتصال ) 1-6( شکل

1kHzکــار انداختــه و آن را بــا فرکــانس صــوتی بــه MHz 1000را در فرکــانس UHFســاز نوســانــد (دســتگاه ســنجش ــه کنی ــت SWRمدول ــاریکی حــول ول ــد ب ــه بان ــري اســت کــه فقــط ب 1kHzمت

حساس است). متر ماکزیمم شود.SWRپروب را بچرخانید تا انحراف (Tuning)پیچ تنظیم

اي عمــود بــر یــک صــفحه هــادي اســت. طــول امپــدانس مجهــول در ایــن آزمــایش یــک آنــتن میلــه، ایــن مجموعــه MHz (λ=30 cm) 1000کــه در فرکــانسطــورياســت بــه cm 7.5میلــه آنــتن برابــر

ــتن منوپــل ــهاســت. در حــالی 4λ/یــک آن ــتن ب ــه انتهــاي خــط 50Ωوســیله یــک کابــل کــه ایــن آن بگیــري را انــدازه SWRهــاي مــوج ســاکن و همچنــین مینــیمم دار وصــل شــده اســت، موقعیــتشــکاف

کنید.ــا بتــوان مــوج ســاکن مــدرج شــده V/1متــر مطــابق شــکل بــر حســب SWRتوجــه: اشــل اســت ت

SWR صورت زیر قرائت کرد:را به ــالی ــف) در ح ــره (ال ــرار دارد به ــاکن ق ــوج س ــاکزیمم م ــل م ــروب در مح ــه پ ــتگاه (Gain)ک دس

SWR(آخر اشل) شود. 1کنیم که قرائت آن برابر متر را طوري تنظیم می ــه محــل مینــیمم مــوج ســاکن حرکــت داده و ــروب را ب -را مســتقیماً روي اشــل مــی SWR(ب) پ

))7- 1شکل ((خوانیم.

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

٨

SWR خواندن ) 1-7( شکل

کــار بــا یــک ســیم معمــولی میســر نیســت کوتــاه کنیــد. (ایــنپایه آنتن را به صفحه هــادي اتصــال ) 1ادي کــامالً وســیله یــک ورق و یــا شــبکه هــآنــتن و صــفحه هــادي بــهبلکه بایــد فاصــله بــین پایــه

حالت قبل و جهت آن را یادداشت کنید.ها را نسبت بهپوشانده شود.) تغییر محل مینیممــانس ) 2 ــتن را در فرک ــدانس ورودي آن ــمیت، امپ ــاگرام اس ــتفاده از دی ــا اس ــین MHz 1000ب تعی

کنید.ــتن را در فرکــانس ) 3 ــا روش فــوق امپــدانس ورودي آن ــه MHz 1200و MHz 900هــايب -نیــز ب

آورید.دست شــکل هــاينتایج را با مقــادیري کــه از محاســبات تئــوري آنــتن بــه دســت آمــده ، نظیــر منحنــی ) 4

مقایســه کنیــد. (توجــه داشــته باشــید کــه عــالوه بــر طــول، قطــر آنــتن نیــز در راکتــانس )1-8( ي آن موثر است).ورود

توجه : مشخصات هندسی آنتن را در آزمایشگاه یادداشت کنید.

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

٩

امپدانس ورودي یک آنتن منوپل بر حسب مشخصات هندسی آن ) 1-8( شکل

با موجبر مسطتیلی آزمایش :4-1 محاسبه قبل از آزمایش .1-4-1

ــوج ــن آزمایشــگاه م ــی کــه در ای ــا و اجزای ــرار میبره ــورد اســتفاده ق ــرد، م ــد گی Xمخصــوص بان(8.2 GHz<f<12.4 GHz ) بــر عبارتنــد از:باشــند. ابعــاد داخلــی ایــن مــوجمــیa=0.9 inch=22.9

mm, b=0.4 inch=10.2 mm ایــن مــد ) gλ( و همچنــین طــول مــوج داخلــی TE)10(بــر فرکــانس قطــع مــد اصــلی براي این مــوج

ــی ــد فرکانس ــل ( GHz 12~8.5در بان ــه فواص ــرات GHz 0.5ب ــی تغیی ــرده و منحن ــبه ک 0λ) محاسبــر) را برحســب فرکــانس رســم کنیــد. همچنــین (طــول مــوج در مــوج gλ(طــول مــوج در فضــاي آزاد) و

بر تعیین کنید.را براي این موجمد بعدي و فرکانس قطع آن

Xموجبر باند . 2-4-1مــایکروویو مدولــه شــده بــا وســایل ایــن قســمت از آزمــایش در نشــان داده شــده اســت. ســیگنال

وســیله آنــتن دار بــهبــر شــکافکننــده و مــوجبعــد از عبــور از ایزوالتــور و تضــعیف 1kHzسیگنال صــوتی اي فلــزي کــالً مــنعکس شــود. ایــن مــوج بعــد از طــی مســافتی از صــفحهشــیپوري بــه هــوا منتقــل مــی

گــردد. بــدین ترتیــب هــم در هــوا و هــم بــر برمــیشده و دوباره از طریق آنتن شیپوري بــه سیســتم مــوج

گیري نسبت موج ساکن و امپدانس: اندازه1آزمایش

١٠

و 0λ /2آیــد کــه فاصــله بــین دو مینــیمم متــوالی آن در هــوا برابــروجــود مــیبر امواج ســاکنی بــهدر موج باشد.می gλ /2 بر مساويدر موج

موجبري آزمایشوسایل ) 1-9( شکل

واصــل تــوان ایــن فدار مــیبــر شــکافبا استفاده از دو پــروب متغیــر، یکــی در هــوا و دیگــري در مــوجمتــري وصــل ســاز (دتکتــور) بــه ولــتهــا از طریــق آشــکارگیري کــرد. ولتــاژ القــا شــده در پــروبرا اندازه

و بنــابراین متناســب بــا شــدت 1kHzکننــده شــود کــه قرائــت آن متناســب بــا دامنــه مــوج مدولــهمــی میدان محلی است که پروب در آن قرار دارد.

گیگــاهرتز 8.5,9,10,11,12هــاي مربــوط بــه فرکــانسهــاي مــوج بــا اســتفاده از سیســتم فــوق طــولــدازهرا در هــوا و در مــوج ــر ان ــدازهب ــا منحنــی محاســبه شــده گیــري کنیــد و نقــاط ان گیــري شــده را بگیــري کــرده و از گیــري طــول مــوج ، فاصــله بــین چنــد مینــیمم را انــدازهانــدازهي مقایســه کنیــد. (بــرا

ها متوسط بگیرید.)آن

Xول در باند گیري بار مجهاندازه :5-1ــه در ــولی را ک ــار مجه ــرده و ب ــاز ک ــکافدار ب ــوجبر ش ــاي م ــل را از انته ــیپوري بخــش قب ــتن ش آنــا اســتفاده از روش ــار متصــل کنیــد. ب ــه عنــوان ب ــتن ب ــه جــاي آن اختیارتــان قــرار داده مــی شــود را ب

توضیح داده شده در قسمت هاي قبل امپدانس بار مجهول را محاسبه و گزارش کنید.

چیده شده خودداري کنید. Set upز کردن از با

ل پــ گیري دامنه و فاز به کمــکاندازه :2 آزمایش 1موجبري

هدف :1-2ــندر ــدانس ای ــک امپ ــري ی ــدازه گی ــراي ان ــایش اول، ب ــه آزم ــبت ب ــاوتی نس ــایش، روش متف آزم

ــام روش پــل مــوجبري معرفــی می ــه ن ــدازه گیــري مجهــول ب ــز مثــل هــر روش ان ــن روش نی شــود. ایدیگري نیاز به کالیبراســیون دارد کــه بــا بــار اتصــال کوتــاه انجــام مــی شــود. اســاس ایــن روش در واقــع

ازتاب است که در دو مسیر انجام می شود.مقایسه موج اصلی و موج ب

تئوري :2-2 گیري اندازههاي روش :1-2-2

تــوان بــا اســتفاده از دو روش تشــکیل داد. یمــورد اســتفاده در ایــن آزمــایش را م گیــريپــل انــدازه ــت روش اول ــک زوج کــوپلر جه ــکل از ی ــیگنال ،دار اســتمتش ــا س ــط آنه ــه توس ــع و ک ــاي مرج ه

دهنــده فــاز در یــک کننــده متغیــر و تغییــراز عبــور از تضــعیفانعکاســی جــدا شــده، بــه ترتیــب پــس SWRســازي بــه پــس از آشــکار T بــريگردنــد. خروجــی اتصــال مــوجمقایســه مــی Tبــري اتصال مــوج

ــر اعمــال مــی ــردد. چنانچــه وروديمت ــاز مخــالف یکــدیگر باشــند، هــم Tهــاي اتصــالگ ــا ف ــه و ب دامن .گرددخروجی آشکارشده مینیمم می

دهنــده بــراي کننــده و تغییرفــازتضــعیف با این پل بــر ایــن اصــل اســتوار اســت کــه ابتــداگیري اندازهگردنــد. ســپس بــراي کوتــاه) بــراي قرائــت نقطــه مینــیمم تنظــیم مــییک ضریب انعکاس مرجع (اتصــال

ــدازه ــت تضــعیفان ــاوت قرائ ــزان تف ــول می ــاس مجه ــري ضــریب انعک ــه ضــریب گی ــانگر دامن ــده بی کنننمــاي بلــوکی دهنــده بیــانگر فــاز ضــریب انعکــاس خواهــد بــود.فــازقرائــت تغییــرانعکاس و میزان تفاوت

نشان داده شده است. )1- 2شکل ( این پل در

1397 ویرایش بهمن 1

ل موجبريپگیري دامنه و فاز به کمک : اندازه2آزمایش

٢

با کمک کوپلر و سه راهی موجبريدامنه و فاز گیرياندازه سیستم ) 2-1( شکل

ــراي Magic-Tروش دوم از در ــدانس مجهــول ب ــدازه گیــري امپ ــی شــود.اســتفاده میان شــماي کلــز در ــن روش نی ــکل (ای ــط )2- 2ش ــایکرویو توس ــیگنال م ــن روش س ــت. در ای ــده اس ــان داده ش نش

Magic-T بــه دو قســمت هــم دامنــه تقســیم شــده کــه یــک بخــش آن بــه ســمت بــار مجهــول روانــهز توســط یــک یفت دهنــده فــاشــشــده و بخــش دیگــر بعــد از عبــور از یــک تضــعیف کننــده مــایکرویو و

ــاه مــنعکس می ــه پورتاتصــال کوت ــورت چهــارم ، Magic-Tهــاي گــردد. دو ســیگنال بازگشــتی ب در پ تقابــلزمانیکــه دو ســیگنال هــم دامنــه و داراي فــاز م .گــرددبــا هــم جمــع شــده و تــوان آن قرائــت می

ــی ضــعیف ،باشــند ــورت خیل ــن پ ــده آل صــفر) می ســیگنال ای ــت ای ــن روش (در حال ــردد. در ای الزم گ انجام شود. کالیبراسیوناست با یک بار اتصال کوتاه،

Magic-Tبا کمک گیري دامنه و فاز سیستم اندازه ) 2-2( شکل

ل موجبريپگیري دامنه و فاز به کمک : اندازه2آزمایش

٣

بررسی اثر کالیبراسیون :3-2 حلیل آنروابط مورد نیاز براي ت ،در این بخش براي نشان دادن اثر کالیبراسیون توسط بار اتصال کوتاه

داراي دامنه )1-2شــکل ( . فرض کنید ســیگنال ورودي به پورت کوپلر اول درگیردمورد بررســی قرار میشد )°�∠�( واحد و فاز مرجع سیگنال )3-2شکل ( ،با ضعیت شخص و ها را در نقاط مختلف این مدار م

کرده است.

)1-2شکل ( دامنه و فاز سیگنالهاي مختلف در مدار )2-3( شکل

رامترهاي بکاررفته در شکل فوق به ترتیب عبارتند از:پاتضعیف دامنه ناشی از اتصاالت موجبري و موجبرهاي بکار رفته در مسیر تضعیف کننده از

�� Tخروجی کوپلر اول تا ورودي

تغییر فاز ناشی از اتصاالت موجبري و موجبرهاي بکار رفته در مسیر تضعیف کننده از �� Tا ورودي خروجی کوپلر اول ت

تضعیف دامنه ناشی از اتصاالت موجبري و کوپلر ها و موجبرهاي بکار رفته در مسیر �� مستقیم از خروجی ایزوالتور تا ورودي بار

تغییر فاز ناشی از اتصاالت موجبري و کوپلر ها و موجبرهاي بکار رفته در مسیر مستقیم از �� خروجی ایزوالتور تا ورودي بار

�� دامنه انعکاس بار �� فاز انعکاس بار

��� دامنه کوپلینگ کوپلر اول ��� فاز کوپلینگ کوپلر اول

��� دامنه کوپلینگ کوپلر دوم ��� فاز کوپلینگ کوپلر دوم

���� میزان تضعیف دامنه توسط تضعیف کننده ���� میزان تغییر فاز توسط تضعیف کننده

���� میزان تضعیف دامنه توسط شیفت دهنده فاز

ل موجبريپگیري دامنه و فاز به کمک : اندازه2آزمایش

۴

���� میزان تغییر فاز توسط شیفت دهنده فازتضعیف دامنه ناشی از اتصاالت موجبري و موجبرهاي بکار رفته در مسیر شیفت دهنده فاز

�� Tاز خروجی کوپلر دوم تا ورودي

تغییر فاز ناشی از اتصاالت موجبري و موجبرهاي بکار رفته در مسیر شیفت دهنده فاز از �� Tخروجی کوپلر دوم تا ورودي

���� سیگنال خروجی پارامترهــاي زیــادي وجــود دارنــد کــه انــدازه آنهــا ،گــرددمشــاهده می )3- 2شــکل (همــانطور کــه در

(ماننــد هــا بایســتی بــا اســتفاده از یــک بــار مشــخصبــراي حــذف اثــر آن مشخص نیســت.را بطور دقیق . شود انجام، گیرياتصال کوتاه) کالیبراسیون سیستم اندازه

ــیون، ــراي کالیبراس ــاه ب ــال کوت ــار اتص ــی سی°���∠�( ب ــرار) در خروج ــري ق ــدازه گی ــتم ان دادهس توان رابطه زیر را نوشت:براي سیگنال پورت خورجی می .شودمی

)٢-١( ���� = ���������∠��� + �� + ���� + ������������∠�� + �+ ��� + ��+����

دامنــه برابــر و فــاز مخــالف کــه دو بــردار داراي درحــالتی ،ایــن ســیگنال کــه جمــع دو بــردار اســت شود.، صفر میباشند

)٢-٢( ���� = � → � ����������� = ����������������� + �� + ������ = �� + ��� + ��+������ + �

)٢-٣( ���� = � → � ���������_�� = ������������_����� + �� + ����_�� = �� + ��� + ��+����_�� + �

بنابراین

)۴-٢( � ����_�� = ���������������������� = ���� + �� + ������� − (�� + ��� + �� + �)

:قرار گیرد، براي سیگنال خروجی داریم) در خروجی سیستم ��∠��حال اگر بار مجهول (

)۵-٢( ���� = ���������∠��� + �� + ���� + �������������∠�� + ��+ ��� + ��+���� که براي صفر کردن دامنه این بردار بایستی

)۶-٢( ���� = �→ � ��������� = ���������������� + �� + ���� = �� + �� + ��� + ��+���� + �

ل موجبريپگیري دامنه و فاز به کمک : اندازه2آزمایش

۵

بنابراین)٢-٧(

⎩⎪⎨⎪⎧ �� = �������������������� = ������������ = (��� + �� + ����)−(�� + ��� + ��) − ����= ������ −���� − �

تــوان دامنــه و فــاز یــک بــار مجهــول را بــا می ،اســتهمانطور که در رابطــه بــاال نیــز نشــان داده شدهــت ــاز در دو حال ــده ف ــیفت دهن ــاز ش ــده و ف ــعیف کنن ــعیف، تض ــدار تض ــتالف مق ــزان اخ ــی می بررس

گیري نمود. بسادگی اندازه

محاسبات قبل از آزمایش :2-3-2در )1- 2شــکل (را ماننــد آنچــه کــه بــراي مــدار )2- 2شــکل (روابــط مربــوط بــه کالیبراســیون مــدار

بایســتی ایجــاد فــاز و دامنــه نهــایی بــار آمــده، بنویســید. در اینحالــت چــه تغییــري در رابطــه بخش قبل کرد.

آزمایش :4-2ــدار ــدازه م ــابقان ــري را مط ــکل ( .Error! Reference source not foundگی ــد )2- 2ش .ببندی

ــایکروی ــع م ــه منب ــوده و ب ــن نم ــانسو را روش ــک فرک ــرکم ــی را مت ــیگنال خروج ــانس س روي ، فرک9GHz بــه ترتیــب تغییردهنــده فــاز و ،گیــري قــرار دادهکوتــاه را در دهانــه انــدازهتنظــیم کنیــد. اتصــال، 9.5GHzهــاي کننــده را بــراي قرائــت مینــیمم تنظــیم نماییــد. ایــن مراحــل را بــراي فرکــانستضــعیف

تکرار کنید.(توجــه شــود کــه بــراي یــک فرکــانس خــاص تمــام آزمــایش هــا انجــام شــود 11و 10.5، 10 و سپس فرکانس را تغییر دهید)

بر به علت تشعشعگیري ضریب انعکاس دهانه باز موجاندازه :1-4-2ــانس ــراي فرک ــون ب ــعیف 10GHz اکن ــیمم، در تض ــت مین ــراي قرائ ــاز را ب ــده ف ــده و تغییردهن کنن

مــدار بــاز اســت، تنظــیم نماییــد. میــزان دامنــه و فــاز ضــریب انعکــاس را در کــه دهانــه خروجــی حــالتی گیري کنید.هر حالت نتیجه

Screw Tunerگیري ضریب انعکاس اندازه : 2-4-2گیــري متصــل نماییــد. دامنــه تیونر پیچی را به یک بــار منطبــق بســته، مجموعــه را بــه دهانــه انــدازه

بــراي بخــش قبــل بــر بــا روشارتفــاع مــوج نصــفر عمــق پــیچ برابــبــراي و فاز ضریب انعکــاس تیــونر را گیري نمایید.اندازه GHz 10 فرکانس

ل موجبريپگیري دامنه و فاز به کمک : اندازه2آزمایش

۶

تشخیص بار خازنی، سلفی و تشدید : 3-4-2باشــد را بــه دهانــه سه نوع بــار کــه شــامل خــازنی، ســلفی و تشــدید (ترکیــب خــازنی و ســلفی) مــی

تواننــد بســته می(توجــه شــود کــه هــر کــدام از بارهــا فقــط در یــک حالــت متصــل نمایید. گیــريانــدازه نوع هریک را مشخص نمایید. GHz 10 گیري ضریب انعکاس براي فرکانسبا اندازه. شوند)

-وصــل کنیــد و بــا انــدازه گیــريباشــد را بــه دهانــه انــدازهبار تشدید که ترکیب خــازنی و ســلفی مــیــانس ــراي فرک ــاس ب ــریب انعک ــري ض ــاي گی ــدازه 11و 9.5GHz ،10 ،10.5ه ــایج ان ــري را روي نت گی

چارت اسمیت منتقل نمایید.

سوال ها :5-2تاثیر میزان تطبیق منبع و آشکار ساز ؟منابع خطا در این اندازه گیري بعد از کالیبراسیون کدامند ) 1

چگونه است؟ ؟ گیري نمودرا اندازهپسیو بی تلف یک عنصردامنه و فاز ضریب انتقال چگونه می توان ) 2 آل را در آزمایشگاه تحقق داد؟دار باز ایدهتوان مچگونه می ) 3

چیده شده خودداري کنید. Set upاز باز کردن

برها و اجــزا غیرفعــال مــایکروویو موج :3 آزمایش 1هاآن گیري پارامترهاي پراکندگیاندازه و

هدف :1-3گیــري و مفهــوم مــایکروویو و روش انــدازه 2برهــا و اجــزا غیرفعــالآشــنائی بــا مشخصــات کلــی مــوج

هاي مایکروویو.در فرکانس 3پراکندگی پارامترهاي

تئوري :2-3خــاطر تلفــات زیــاد وســیله کابــل بــهانتقــال ســیگنال بــه 3GHzهــاي بــاالتر از حــدود در فرکــانس ــانسدر آن ــادي نیســت و در فرک ــی و اقتص ــا عمل ــثالً از ه ــیگنال (م ــال س ــراي انتق ــایکروویو ب ــاي م ه

-تلفــات کابــل 5GHzعنــوان مثــال در فرکــانس شــود. بــهبرهــا اســتفاده مــیفرستنده به آنــتن) از مــوجــو ــیال خ ــاي کواکس ــدود ه ــالی 0.5dB/mب ح ــت در ح ــوجاس ــک م ــه ی ــنس ک ــتطیلی از ج ــر مس ب

باشد.می dB/m 0.04آلومینیوم در این فرکانس داراي تلفاتی حدود ــوج ــوج الکترومغناطیســی از درون م ــانانتشــار م ــی امک ــدهاي مختلف ــا م ــا ب ــذیر اســت.بره در 4پ

ــی ــتفاده م ــب اس ــد غال ــا م ــلی ی ــد اص ــوالً از م ــل معم ــه عم ــود ک ــع ش ــانس قط ــرین فرک داراي کمتــائین ــر از آن انتشــار ممکــن نیســت) و کمتــرین تلفــات اســت. از خصوصــیات دیگــر (فرکانســی کــه پ ت

ــوج ــار م ــاهري انتش ــرعت ظ ــوج و س ــول م ــانس مشــخص ، داراي ط ــر فرک ــه در ه ــن اســت ک ــا ای بره باشند.(سرعت فاز) بزرگتر از فضاي آزاد می

مفهوم پارامترهاي پراکندگی :1-2-3هــاي اي (چنــد پــورتی) را در فرکــانسهــاي دو یــا چنــد دریچــهدانــیم شــبکهر کــه مــیطــوهمــان

گیــري ایــن پارامترهــا، و غیــره مشــخص کــرد. در انــدازه Z ،Y ،Hتــوان بــا پارامترهــایی نظیــر پایین مــیباشــد، ولتاژهــا و کوتــاه و یــا مــدار بــاز مــیکــه یــک یــا چنــد دریچــه اتصــالحــالیر برحســب مــورد، د

ــان ــایی دجری ــدازهر دریچــهه ــري مــیهــاي دیگــر ان ــیگی ــین م ــارامتر مربوطــه تعی شــود. در شــود و پــاال ( ــانس ب ــایکروویو): اوالً، ایجــاد اتصــال UHFفرک ــدارو م ــا م ــاه و ی ــدهکوت ــاز ای آل مشــکل اســت و ب

97ویرایش بهمن 1

2 Passive 3 Scattering Parameters

توان به کتب زیر مراجعه کرد:تر درباره اجزاء غیرفعال مایکروویو میبرها و اطالعات کاملبراي تئوري کامل موج 41. Brown Sharpe Hughes" Lines Waves and Antennas." 2. Collin" Foundations of Microwave Engineering."

گیري دامنه و فاز به کمک پل موجبري: اندازه2آزمایش

٢

کننــده ترانزیســتوري باعــث عــدم ثبــات و نوســان آن شــود. ثانیــاً، بــا ممکــن اســت مــثالً در یــک تقویــتــه ــان ب ــاژ و جری ــات ولت ــانس، کمی ــزایش فرک ــیاف ــود را از دســت م ــوم علمــی خ ــدریج مفه ــد و ت دهن

بــر را در نظــر عنــوان مثــال یــک مــوجگیــري باشــند (بــهســهولت قابــل انــدازهکمیــاتی نیســتند کــه بــهتعریــف Sنــام پارامترهــاي پراکنــدگی هــا پارامترهــایی بــهفرکــانس دالیل فــوق الــذکر در ایــنبگیرید). به

-را در فرکــانسآســانی آنهــاتــوان بــهشوند همانطور که خــواهیم دیــد بــر مبنــاي تــوان هســتند و مــیمی گیري کرد.هاي مایکروویو اندازه

-را در نظــر بگیریــد. در یــک نقطــه بــه 0Zابتدا یک خــط انتقــال بــدون افــت بــا امپــدانس مشخصــه نامیم) داریم:می x=0را خصوص (که مثالً آن

V=Vi+Vr فیزور موج ولتاژ: ) ٣-١( توان تابشی: ) ٣-٢(

�� = �� |��|���

توان انعکاسی: ) ٣-٣( �� = �� |��|���

صــورت زیــر را کــه ولتاژهــاي تابشــی و انعکاســی نرمــالیزه هســتند، بــه bو aحــال کمیــات مخــتلط :کنیممیف تعری

� فیزور موج ولتاژ: ) ٣-۴( = ������ ,� = ������

�� بطوریکه: = |�|�,�� = |�|�

ايشبکه دو دریچه ) 3-1( شکل

ــه ــبکه دو دریچ ــک ش ــال ی ــد (ح ــر بگیری ل .Error! Reference source not foundاي را در نظــه )1-3( ــالیزه دریچ ــی نرم ــی و انعکاس ــاي تابش ــا 1). ولتاژه ــه 1bو 1aب ــا 2و دریچ ــان 2bو 2aب نش

-طــرف چــپ و ولتــاژ منعکســه از آن بــهبــه 2 داده شده است. (توجه کنیــد کــه ولتــاژ تابیــده بــر دریچــهشــود (در ایــن صــورت زیــر تعریــف مــیایــن شــبکه بــه Sطرف راست تعریــف شــده اســت). پارامترهــاي

روابط کلیه کمیات اعداد مختلط هستند):

)۵-٣ ( : �� = ����� + ����� �� = ����� + �����

گیري دامنه و فاز به کمک پل موجبري: اندازه2آزمایش

٣

صورت ماتریس:و یا به)۶-٣ ( : [�] = [�][�]

[�]که در آن: = ���� ������ ���� :داریم ���آید. مثالً براي دست میبه Sگیري پارامترهاي از تعریف فوق روش اندازه

)٣-٧ ( ��� = ��������� = ����������� = ��|�����

شــرطی کــه دریچــه خروجــی بــه بــار برابــر اســت بــا ضــریب انعکــاس دریچــه ورودي بــه 11Sیعنــی ضــریب انعکــاس دریچــه خروجــی 22Sهمــین ترتیــب، منطبــق (بــدون انعکــاس) خــتم شــده باشــد. بــه

که دریچه ورودي منطبق باشد. از طرفی دیگر داریم:است در حالی)٣-٨ ( |���|� = |��|�|��|������ = �����������

بــه تــوان تابیــده بــر دریچــه 2شــده در بــار منطبــق در دریچــه نســبت تــوان مصــرف |12S|2، یعنــی کننــده) یــا تضــعیف میــزان بهــره ( بــراي اجــزا فعــال ماننــد تقویــت |12S|2 عبــارت دیگــر بــه. باشــدمــی1

) اســت. 2بــه 1کننــده) تــوان ایــن شــبکه در جهــت مســتقیم (از (براي عناصــر غیرفعــال ماننــد تضــعیف باشد. می Nبهره معکوس (تضعیف) شبکه |12S|2 همین ترتیب به

ــایکروویو ، کمیــت ــارامتر مهــم کــاربردي در اجــزا م 2و افــت بازگشــتی 1هــاي افــت عبــوريدو پ است.

)٣-٩ ( �� = −�����|���| ��

)٣-١٠( �� = −�����|���| ��

) و افــت بازگشــتی ورودي dB )IL=-20 dB 20کننــده بــا بهــره بــه عنــوان مثــال بــراي یــک تقویــتــی ــت dB 10و خروج ــک تقوی ــراي ی ــول ب ــادیر معم ــدبک (مق ــدون فی ــده) و ب ــاتریس S)12=0(کنن م

��.�� :عبارتست از Sاندازه ��� �.��� ــک تضــعیف ــراي ی ــین ب ــا همچن ــده ب ــم dB 3کنن ــابه، =dB 3ILتضــعیف داری ــا روشــی مش ب

:شوداي تعریف میدریچهN یک شبکه S پارامترهاي

1 Insertion Loss 2 Return Loss

گیري دامنه و فاز به کمک پل موجبري: اندازه2آزمایش

۴

)٣-١١(

⎣⎢⎢⎢⎢⎡����...��⎦⎥⎥

⎥⎥⎤ =⎣⎢⎢⎢⎢⎡��� ��� . . . ������ ��� . . . ���...��� ��� . . . ���⎦⎥⎥

⎥⎥⎤⎣⎢⎢⎢⎢⎡����...��⎦⎥⎥

⎥⎥⎤ تعریــف کــرد. مــثالً، 1تــوان هــم بــراي اجــزا غیرفعــال و هــم بــراي اجــزا فعــالرا مــی �پارامترهــاي

ــازنده ــایکروویو، س ــتورهاي م ــراي ترانزیس ــاي ب ــب پارامتره ــا اغل ــانس آن �ه ــف را در فرک ــاي مختل هــی ــه مقاومــت مشخصــه اســتانداردمشــخص م ــد (نســبت ب ــا دردســتZ0=50 Ωکنن ــن ). ب داشــتن ای

کــرد. مــثالً، بهــره تــوان محاســبه کننــده را مــیعنــوان یــک تقویــتپارامترهــا مشخصــات ترانزیســتور بــهباشــد، از رابطــه LΓو ضــریب انعکــاس بــار SΓکــه ضــریب انعکــاس مولــد تــوان ترانزیســتور در صــورتی

آید:دست میزیر به

)٣-١٢( �� = |���|�(� − |��|�)(� − |��|�)|(� − �����)(� − �����) − ����������| -مــایکروویو را مــذکر مــیحــال خــواص مــاتریس مربــوط بــه چنــد حالــت خــاص از اجــزاء غیرفعــال

شویم.Ø 2خاصیت تقارن

را تقلیــل Sهــاي مــاتریستــوان تعــداد المــانبعضــی اوقــات بــا اســتفاده از تقــارن فیزیکــی مــدار مــیرا در نظـــر بگیریـــد. ایـــن شـــبکه حـــول )2- 3شـــکل ( ايداد. بـــراي مثـــال شـــبکه چهـــار دریچـــه

باشــد. (عمــود بــر صــفحه کاغــذ) از نظــر ســاختمان فیزیکــی متقــارن مــی YYو همچنــین XXصفحات واضح است که در چنین شرایطی باید داشته باشیم:

)٣-١٣( S11=S22=S33=S44 S14=S23 S12=S34 S13=S24

1 Active 2 Symmetry

گیري دامنه و فاز به کمک پل موجبري: اندازه2آزمایش

۵

اي متقارنشبکه چهاردریچه ) 3-2( شکل

Ø 1خاصیت تقابل غیرمتقابــل ماننــد دیــود، فریــت و غیــره اگر در ســاختمان یــک شــبکه مــایکروویو از عناصــر یــا مــواد

استفاده نشده باشد، خواهیم داشت:)١۴-٣ ( ��� = ��� ��� � ≠ �

اي:و مثالً براي یک جزء مایکروویو سه دریچه

)١۵-٣ ( � = ���� ��� ������ ��� ������ ��� ����

ــت ــدون اف ــاثیر ب ــاتریس 2ت ــدار در م ــودن م ــبکهدر یــک Sب ــوع دریچــه Nش ــت، مجم ــدون اف اي ب ها باید برابر صفر باشد:هاي ورودي به دریچهجبري توان)١۶-٣ ( �(����∗ − ����∗ )�

��� = �

توان ثابت کرد که در چنین حالتی: با استفاده از این رابطه می رابر صفر است.در مزدوج ردیف دیگر ب Sضرب هر ردیف ماتریس (الف) حاصل

)٣-١٧ ( � ������� ���∗ = � (� ≠ �)

در مزدوج همان ردیف برابر واحد است. Sضرب هر ردیف ماتریس (ب) حاصل

)٣-١٨ ( � ������∗���� = �

موسوم است. 3در اصطالح ریاضی چنین ماتریسی به ماتریس یکانیطــول مــوج زیــاد بــزرگ نباشــد و از در عمــل اکثــر اجــزا مــایکروویو را کــه ابعــاد آن در مقایســه بــا

توان بدون افت فرض کرد.فلزات خوب (ضریب هدایت باال) ساخته شده باشند، می

1 Reciprocity 2 Lossless 3 Unitary

گیري دامنه و فاز به کمک پل موجبري: اندازه2آزمایش

۶

1تطبیق امپدانس با استفاده از تنظیم کننده :2-2-3شــوند کــه در هنگــام اتصــال آنهــا بــه یگــدیگر هــا و ســایر اجــزا مــایکروویو طــوري طــرح مــیآنــتن

نــام تــوان از وســایلی بــهباشــد. بــراي انطبــاق بهتــر بــه سیســتم، مــیالمقــدور کــم عــدم انطبــاق حتــیموســوم 2کننــده بــا پــیچ لغــزان تــرین ایــن وســایل بــه تنظــیمکننده استفاده کــرد. یکــی از ســادهتنظیم

بــر بــه داخــل آن اي کــه از شــکاف طــولی واقــع در دیــواره فوقــانی مــوجاست کــه تشــکیل شــده از میلــهتــوان نشــان مــی) الــف). 3- 3نــین محــل آن قابــل تغییــر اســت (شــکل (و همچ نفوذ کرده و عمــق نفــوذ

صــورت یــک راکتــانس متغیــر بــه ) ب3- 3عادل خــط انتقــالی ایــن وســیله مطــابق شــکل (داد که مدار م- 3وجــه بــه دیــاگرام اســمیت ادمیتانســی (شــکل (باشــد. بــا ت(هم از لحــاظ مقــدار و هــم موقعیــت) مــی

منزلــه شــود کــه تغییــر محــل میلــه از بــار بــهمالحظــه مــیکــه در آن محــل ادمیتــانس بــار اســت ) ج 3منزلــه حرکــت روي ) و تغییــر مقــدار سوســپتانس میلــه بــه1ثابــت اســت (مســیر Sحرکــت روي دایــره

ــت (مســیر ــداکتانس ثاب ــره کن ــی2دای ــرات م ــن تغیی ــا ای ــابراین ، ب ــوان از ). بن ــه نقطــه LYت روي Aبیعنــی حالــت انطبــاق کامــل رســید. انــواع (S=1)مــودار و از آنجــا بــه مرکــز ن (g=1)دایــره کنــداکتانس

ها با دو پیچ و سه پیچ ثابت نیز وجود دارند.دهندهدیگري از انطباق

1 Tuner 2 Slide Screw Tuner

گیري دامنه و فاز به کمک پل موجبري: اندازه2آزمایش

٧

دهنده پیچ لغزانانطباق ) 3-3( شکل

آزمایش :3-3ــوپالژ ــی خــواهیم مشخصــه فرکانســی ضــریب ک ــایش م ــن آزم Dو ضــریب جهــت دهــی Cدر ای

)).4- 3شکل(( را اندازه بگیریم Xکوپلر جهت دار باند وصل کنید و انتهاي VNA) الف) به پورت هاي 4-3کوپلر جهت دار را در حالت مستقیم (شکل ( .أ

را در بازه فرکانسی مورد نظر نشان می دهد. Cمقدار |���|آن را به بار منطبق مختوم کنید. ـــه کوپلر را در جهت معکوس در مدار قرار دهید و اندازه گیري قبلی را تکرار کنید و .ب ـــخص مش

این آزمایش را با استفاده از داده هاي به دست آمده حساب کنید. Dفرکانسی ضریب جهت دهی سه ضریب جهت دهی را با هم مقای ضریب کوپالژ و شده انجام داده و نتایج را با دو نوع بار ختم

کنید.� گیــري مقــدار ضــریب انعکــاساگــر ایــن کــوپلر بــراي انــدازه - ســوال = �. بــرده کــار بــه �

چقدر خواهد بود؟ Xدر باند خطاي ضریب انعکاس و حداقل حداکثرشود،

وسایل آزمایش ) 3-4( شکل

ایزوالتور :2-3-3را قــرار دهیــد و افــت مــداري Xدار، ایزوالتــور بانــد بــه جــاي کــوپلر جهــت )3- 3شــکل(در مــدار

گیري کنید.اندازه Xباند ایزوالتور را در جهت مستقیم و معکوس در

گیري دامنه و فاز به کمک پل موجبري: اندازه2آزمایش

٨

1بريراهی موجسه Sهاي ماتریس تعیین المان :3-3-3ــوجاز ســه ــهراهــی م ــایکروویو ب ــدارهاي م ــري در م ــیب ــوان اســتفاده م ــوان مقســم ت ــا عن شــود. ب

ــتفاده از ــادیر VNAاس ــاز مق ــدازه و ف ــد را در 23Sو 11S ،22S ،12S ،21S ان ــدازه Xبان ــر ان ــا روش زی -ب گیري کنید.

متصــل نمــوده بقیــه پــورت هــا را بــه iرا بــه پــورت VNA 1پــورت iiSگیــري عناصــر براي انــدازه بار منطبق متصل نمایید.

ــ ــدازهب ــه پــورت VNA 1پــورت ijS عناصــرگیــري راي ان ــه پــورت VNA 2و پــورت iرا ب و jرا بــد و ــل نمایی ــق وص ــار منطب ــه ب ــی را ب ــه راه ــده س ــورت باقیمان ــگر 12Sپ ــفحه نمایش VNAرا در ص

.ببینیدراهــی، بــدون آنکــه محاســبات را کــامالً بــه بــودن ســهافــتسؤال: با استفاده از خــواص تقــارن و بــدون

هــاي در بــاال کلیــه پــارامترگیــري شــده تــوان از مقــادیر انــدازهانجام برسانید، توضــیح دهیــد چگونــه مــیS دست آورد.فاز) بهو هم دامنهراهی را (هم سه

2جادویی S ، Tهاي ماتریس تعیین المان :4-3-3عنصــر Hو Eراهــی همانطور کــه در بخــش معرفــی قطعــات مشــخص شــد از ترکیــب دو نــوع ســه

T آیــد کــه عنصــري چهاردهانــه اســت. بــا روشــی مشــابه جــادویی بــه دســت مــیijS وiiS بــراي ایــن را گیري کنید. جزء مایکروویو اندازه

3دهندهدوران Sتعیین پارامترهاي :5-3-3ــد دوران 21S و 11S ،12Sپارامترهــاي ــدازه Xدهنــده را در بان ــدهان ــا مقــادیر ای آل گیــري کــرده و ب

آن مقایسه کنید.

تطبیق امپدانس آنتن :6-3-3بــار مجهــول در ایــن آزمــایش یــک آنــتن شــیپوري اســت کــه بــا قــرار دادن عــایقی در آن عمــداً

. هــدف خــوبی منطبــق اســت)صــورت آنــتن بــه سیســتم بــه(در غیــر ایــن ایــموجــود آوردهعدم انطباق به این است که طبق مراحلی که در زیر آمده است براي آنتن تطبیق امپدانس انجام دهیم:

ــی GHz 9ا در فرکانس مرکزي ر .1 ــتره فرکانس را تا حدي پایین بیاورید که VNAقرار داده و گس بتوانید در نمودار اسمیت یک نقطه مشاهده کنید.

شد، باید بتوان با .2 ست با با پیچاندن پیچ تنظیم حرکت این نقطه را ببینید. اگر محل پیچ لغزان درــم ــی از آن به مرکز نمودار اس ــورت با چرخاندن پیچ و در ارتفاع خاص ــید. در غیر این ص یت رس

1 Waveguide T junction 2 Magic Tee 3 Circulator

گیري دامنه و فاز به کمک پل موجبري: اندازه2آزمایش

٩

شکاف دار باید از نو تنظیم کنیم سیم و محل پیچ را در امتداد خط چرخاندن پیچ به مرکز نمی رو دوباره با پیچاندن پیچ ببینیم آیا نقطه به مرکز نمودار اســمیت می رســد یا نه. با چند بار تکرار

.1گزارش کنیداین حرکت محل و عمق مناسب پیچ لغزان را پیدا کرده و ـــی .3 ـــتره فرکانس را گزارش کنید. Xماکزیمم ضـــریب انعکاس در باند VNAحال با افزودن گس

حداکثر توان منعکسه در این باند چقدر است؟

چیده شده خودداري کنید. Set upاز باز کردن

از نقطــه نظــر مکــان هندســی نقــاط روي نمــودار اســمیت بــا آن چــه کــه در قســمت تئــوري VNAتوجــه کنیــد کــه تطبیــق امپــدانس بــا 1

موجــود در آزمایشــگاه بــر پایــه امپــدانس مــی باشــد نــه VNAهمــین آزمــایش آمــده اســت تفــاوت دارد و علــت ایــن اســت کــه نمــودار اســمیت ــر کنــداکتانس ثابــت را در نمــودار اســمیت VNAادمیتــانس. برخــی مــدل هــاي ــر روي دوای ــوان حرکــت نقــاط ب ــد کــه مــی ت ادمیتانســی دارن

صفحه نمایش آن ها مشاهده کرد.

1هامشخصات آنتن گیرياندازه :4 آزمایش

هدف ــا ــایش ب ــن آزم ــتندر ای ــی آن ــا و روشمشخصــات کل ــدازهه ــن مشخصــاتهــاي ان ــري ای ــورد گی ، م

گیرد.بررسی قرار می

تئوري تعاریف :1-2-4

-بــر بــه هــوا منتقــل مــیمغناطیســی را از خــط انتقــال یــا مــوجاي است که انرژي الکتــرونتن وسیلهآــا جهــات بــه ،کنــد ــا در جهــت ی ــا وجــود اختالفــات بســیار در ظــاهر و ت خصوصــی منتشــر شــود. ب

ــتن ــارامتر کلــیهــا را مــیجزئیــات ســاختمانی، آن ــا چنــد پ ــوان ب مشــخص کــرد. درادامــه چنــد ،تشــود. گیــري آنهــا بــه اختصــار شــرح داده مــیانــدازه هــا و طــرزاصطالح و مشخصه مربــوط بــه آنــتن

هــاي آنــتن گیــريانیــد بــه کتــب متعــددي کــه دربــاره تئــوري و انــدازهتوبراي اطالعــات بیشــتر مــی 2وجود دارند، مراجعه کنید.

آنتنــی اســت فرضــی کــه تشعشــع آن در تمــام جهــات یکســان اســت (ماننــد منبــع 3جهتهآنتن همهــور نقطــه ــه ن ــوان ورودي آن طــورياي) ب ــر ت ــه اگ ــوان تشعشــعی آن، Pک ــر Sباشــد، چگــالی ت (ب

-خواهــد بــود. ایــن آنــتن فرضــی بــه /2Rπ4S=Pصــورت , بــهRبــع) در فاصــله حسب وات بر متــر مر رود.کار میهاي حقیقی بهاي براي آنتنعنوان مبناي مقایسه

کــه تشعشــع مــوج در جهــت مخصوصــی متمرکــز شــود. ،شــوندهــا طــوري طــرح مــیمعموال آنتن ــر خــالف ــتن فرســتنده واقعــی ، ب ــوان تشعشــعی از یــک آن ــابراین، چگــالی ت ــتن بن ــههمهآن ، جهت

برحسب جهت متغیر خواهد بود.ــفحه ــتن در ص ــبی تشعشــعی از آن ــوان نس ــالی ت ــایش چگ ــتنم ــاوي آن اس ــه ح ــوي ،اي ک ــه الگ ب

الگــوي تشعشــعی یــک آنــتن )1- 4شــکل ( درایــن آنــتن در آن صــفحه موســوم اســت. 4تشعشــعیبــا جهتــههمه) و الگــوي تشعشــعی آنــتن حــاوي آنــتن 5اي مشــخص (ماننــد صــفحه افقــیدر صــفحه

ــز ــوان ورودي رســم شــده اســت. در مختصــات قطبــی ایــن شــکل، فاصــله شــعاعی از مرک همــان تباشــد. معــرف جهــت (مــثالً نســبت بــه شــمال) مــی θو dBر حســب معــرف چگــالی تــوان نســبی بــ

1397ویرایش بهمن 1,.,.""مثالٌ رجوع شود به: 2 gEngineerinAntennaLWWeeks و یا"".,., AntennasDJKrauss

3 Isotropic 4 Radiation Pattern 5 Azimuth

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

٢

خصــوص در هــاي ورودي یکســان چگــالی تــوان ایــن آنــتن بــهشــود کــه بــه ازاي تــوانمالحظــه مــیانـــرژي بخـــش زیـــادي از بیشـــتر بـــوده و آنـــتن جهتـــههمهمراتـــب از آنـــتن بـــه 0θ=جهـــت

آنــتن 1تــرین تعــاریف بهــرهدهالکترومغناطیســی را در ایــن جهــت متمرکــز کــرده اســت. یکــی از ســاآنــتن عبارتســت از نســبت چگــالی تــوان مــاکزیمم آنــتن بــه چگــالی تــوان آنــتن 2جهت دهنــدگییا

ــورتی ــت، در ص ــک در آن جه ــره و ایزوتروپی ــد. (به ــت باش ــله ثاب ــوان ورودي و فاص ــه ت ــت ک جهف جزئــی اختالفی جزئی دارنــد کــه بــه تلفــات آنــتن مربــوط اســت. در اینجــا از ایــن اخــتال دهندگی

عنــوان مثــال بهــره آنــتن شــود. بــهبیــان مــی dBکنیم.) این نســبت معمــوالً برحســب پوشی میچشمبــراي گیرنــده تلویزیــونی حــدود هــاي نــوع یــاگی، بهــره آنــتن2dBمــوج حــدود اي نــیمدیپــل میلــه

6~12dB 60~30هــاي ســهموي مــایکروویو حــدود و بهره آنــتن dB باشــد. بــا توجــه بــه الگــوي مــیــه )1- 4شــکل ( تشعشــعی ــتن نصــف فاصــله زاوی ــین نقــاطی کــه تشعشــع آن تشعشــع (3dB-)اي ب

- 4شــکل (در Bآنــتن در ایــن صــفحه موســوم اســت. (زاویــه 3پرتــوباشــد، بــه پهنــاي مــاکزیمم مــی-آن کمتــر اســت. بــه پرتــو تشعشــعیبهــره آنــتن بیشــتر باشــد، پهنــاي چــه که هر ،) واضح است)1

-درجــه و پهنــاي اشــعه آنــتن ایســتگاه 60 ~ 40هــاي یــاگی حــدود آنــتن پرتــو، پهنــاي عنوان مثــال باشد.درجه می 0.1براتی حدود هاي مخاهاي زمینی ماهواره

q

تشعشعی آنتن نمودار ) 4-1( شکل

عنــوان فرســتنده اســتفاده کــه مشخصــات یــک آنــتن چــه از آن بــه ،شــودها ثابت مــیدر تئوري آنتنــتن ســانشــود و چــه گیرنــده یک شــکل .Error! Reference source not foundاســت. یعنــی آن

0θ= ســمتي مــوجی کــه از کــار رود، تــوان دریافــت شــده بــراعنــوان گیرنــده بــهچنانچه بــه )4-1(

1 Antenna Gain 2 Directivity 3 Beam Width

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

٣

1مــؤثرهــاي گیرنــده پــارامتر دیگــري بــه نــام ســطح ماکزیمم خواهد بــود. در مــورد آنــتن ،بر آن بتابدبــه چگــالی تــوان تابیــده شــده ی توســط آنــتن که برابر است بــا نســبت تــوان دریــافت ،شودمی تعریف

دریافــت قــرار مو در جهــت مــاکزیم متصــل باشــد کــه آنــتن بــه بــار منطبــق بــر آنــتن (در صــورتی گرفته باشد): )١-۴( �� = �� (��)

-اســت. همچنــین ثابــت مــیی تــوان دریــافت Pچگــالی تــوان تــابش و Sســطح مــؤثر، eAکــه در آن و سطح مؤثر یک آنتن برقرار است: Gشود که رابطه زیر بین بهره

)٢-۴( � = �� ���� .(λ=c/f)طول موج است λکه در آن

از یکــدیگر Rاي را در نظــر بگیریــد کــه بــه فاصــله فرســتنده و گیرنــده )2- 4شــکل (ق حــال مطــابهــاي فرســتنده و گیرنــده بــه در فضــاي آزاد (دور از زمــین و موانــع دیگــر) قــرار دارنــد. بهــره آنــتن

ــب ــتنده TG ،RGترتی ــی فرس ــوان خروج ــوان دری TPو ت ــتو ت ــده اف ــده در گیرن ــانس RPش و فرکهــا بــدون تلفــات و از نظــر امپدانســی بــه چنانچــه آنــتن ،تــوان نشــان دادباشــد. مــی f=c/λ ســیگنالشــده بــه تــوان فرســتاده شــده برقــرار ها منطبق باشند، رابطه زیــر بــین نســبت تــوان دریافــتدستگاه

مشهور است.) 2( این رابطه به نام رابطه فریس است:)٣-۴( ���� = ���� � ������

و گیرنده در فضاي آزاد فرستنده سیستم ) 4-2( شکل

ــاي آزاد ــال فض ــه انتق ــه رابط ــه ب ــه ک ــن رابط ــت، 3از ای ــوم اس ــی موس ــانسم ــوان در فرک ــاي ت هــانس ــن فرک ــرد. چــون در ای ــتفاده ک ــایکروویو اس ــر، در م ــع دیگ ــین و موان ــرات زم ــوالً از اث ــا معم ه

نظــر کــرد. همچنــین بایــد توجــه تــوان صــرفنباشــد، مــیهــا که زیاد نزدیک خــط دیــد آنــتنصورتیهــا صــادق اســت. معیــاري کــه معمــوالً بــراي آنــتن 4داشت که این رابطه فقــط در ناحیــه میــدان دور

رود، چنین است:ناحیه میدان دور آنتن به کار می

1 Effective Area 2 Friis Transmission Equation 3 Free Space Transmission Equation 4 Far Field

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

۴

)۴-۴( � ≥ ���� .باشدطول موج می λبزرگترین بعد آنتن و Lفاصله از آنتن، Rکه در آن

ايگوشه هکنندمنعکسبا آنتن : 2-2-4اي از روش کننــده گوشــهگیــري الگــوي تشعشــعی آنــتن دیپــل بــا مــنعکسبــراي محاســبه و انــدازه

هــاي متمرکــز کــردن پرتــو آنــتن در جهــت دلخــواه و در تصــویر اســتفاده مــی شــود. یکــی از روشمــثالً مطــابق هــاي فلــزي اســت. کننــدهنتیجه ازدیاد بهــره آنــتن در ایــن جهــت اســتفاده از مــنعکس

از یــک dفاصــله آل بــا ابعــاد بینهایــت) بــهچنانچــه یــک صــفحه فلــزي (در حالــت ایــده )3- 4شکل (کــرد و جهــت مقابــل متمرکــز خواهــد مــوازات آن قــرار گیــرد، تشعشــع آنــتن را درآنتن دیپــل و بــه

مــوج در از بهــره دیپــل تنهــا بیشــتر خواهــد بــود. (بهــره دیپــل نــیم 2dBبهره ایــن مجموعــه حــدود باشد.)می 2.15dBفضاي آزاد

اي و تصویر معادل آنصفحه کنندهمنعکس آنتن دیپل با ) 4-3( شکل

هــا و پارامترهــاي دیگــر شــود و میــدانمــی اســتفاده 1تصــویردر بررسی تئــوري ایــن مســأله از روش از دیپــل اصــلی قــرار 2dفاصــله هــاي دیپــل و تصــویر آن کــه بــهتــوان از مجمــوع میــداناین آنتن را می

-مختلــف الجهــت بــودن جریــان آنــتن نمــود.گرفته و جریان آن مخــالف جریــان دیپــل اســت، محاســبه کننــده تــأمین کــه شــرایط حــدي الکترومغناطیســی در محــل صــفحه مــنعکس ،خــاطر آن اســتهــا بــه

همــین ترتیــب چنانچــه یــک دن مولفــه مماســی میــدان الکتریکــی روي ایــن صــفحه) بــهشود. (صفر شــاز dفاصــله و بــه درجــه 90اي بــا زاویــۀ کننــدهمــوازات مــنعکسبــه )4- 4شــکل (ق آنــتن دیپــل، مطــاب

معــادل چهــار آنــتن مــوازي اســت کــه تــوان نشــان داد کــه ایــن آنــتن گوشه آن قرار داشــته باشــد، مــی

1 Method of Images

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

۵

جهــت بــا دپیــل اصــلی بــا عالمــت هــاي هــمنشــان داده شــده اســت. (جریــان )4- 4شکل ( مقطع آنها در 1اند.)هاي مخالف با عالمت منفی مشخص شدهمثبت و جریان

ايکننده گوشهآنتن دیپل با منعکس ) 4-4( شکل

Omni-directionalصــورت بــهبــا توجــه بــه اینکــه تشعشــع آنــتن دیپــل در صــفحه عمــود بــر آن تــوان بــا روش تعیــین میــدان باشــد، میــدان دور دپیــل و تصــاویر آن را مــیمــی (همــه ســو یکســان)

چهــار آنــتن از مرکــز اخــتالف مســیر پرتوهــاي )5- 4شــکل ( دســت آورد. دربــه 2هــا مجموعــه آنــتن اي دور نشان داده شده است.مجموعه به نقطه

توانیـــد بــه کتــب آنــتن مــثالً بــه کتـــاب اي مــیکننــدة گوشــههـــاي بــا مــنعکسبــراي اطالعــات بیشــتر دربــارة تئــوري آنــتن 1

"",.., AntennasSDJKrauss مراجعه کنید. 328~336صفحات 2 Array Antennas

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

۶

مسیر و پرتوها اختالف ) 4-5( شکل

باشــد، بــا توجــه 0Eبرابــر Rهــا در فاصــله دور چنانچه دامنه شدت میــدان مربــوط بــه یکــی از آنــتن به اختالف فازهاي ناشی از این اختالف مسیرها داریم:

)۵-۴( �(�) = ������� ���� + ����� ���� + �������� ���� + ����� ������ �شــدت میــدان دور مجموعــه و E(φ)کــه در آن = ــاز در فضــاي آزاد مــی �/�� باشــد. ضــریب ف

���ضــریب = انــدازه بــه 4و 2هــاي هــاي آنــتنخــاطر آن اســت کــه جریــاندو جملــه آخــر بــه �−صــورت اخــتالف فــاز دارنــد. بــا ترکیــب جمــالت فــوق بــه 3و 1هــاي هــاي آنــتنبا جریان درجه 180

صورت زیر خواهد بود:به φکسینوس، تابع تشعشع نسبی این مجموعه برحسب )۶-۴( �(�) = ��(�)�� � = |����(������) + � ���(�� ���� + �)|

یاو )٧-۴( �(�) = �|���(�� ����) − ���(�� ����)|

شــان داده ن )6- 4شــکل (ر فاصــله مختلــف آنــتن از گوشــه د 3فــرم تقریبــی الگــوي تشعشــعی بــراي (اشل شعاعی خطی است.) شده است.

قبل از آزمایش محاسبات : 3-2-4ــــراي فواصــــل ــــوي تشعشــــعی نســــبی d=3λ/2و d=λ/2 ،d=λب ــــی(الگ -20logF(φ)یعن

maxlogF20 ( را برحســـبdB راي بـــ)4φ<π/<4/π-( محاســـبه نمـــوده و آنهـــا را در مختصـــات قطبی رسم کنید.

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

٧

2l

23l

l

الگوهاي تشعشعی تقریبی ) 4-6( شکل

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

٨

شآزمایروند نشــان داده )7- 4شــکل (ر در بــه یکــدیگهــا آنوســایل مــورد نیــاز در ایــن آزمــایش و طــرز اتصــال

شده است.

آزمایشوسایل )4-7( شکل

کننــده تشــکیل شــده فمتــر و تضــعیســاز یــا ژنراتــور مــایکروویو، فرکــانسفرســتنده از یــک نوســانمدولــه 1KHzژنراتــور را بــا فرکــانس صــوتی 10GHzهــاي قبــل فرکــانس اســت. هماننــد آزمــایش

ســازي بــا یــک ولتمتــر معمــولی تا بتوان در گیرنــده دامنــه نســبی ســیگنال را بعــد از آشــکار شودمیتنده کننــده بــه منظــور تنظــیم تــوان ورودي بــه آنــتن فرســ. تضــعیفقرائــت نمــود.متر) SWR(نظیر

باشــند. گیرنــده از یــک مــی 1رود. هــر دو آنــتن فرســتنده و گیرنــده از نــوع آنــتن شــیپوريکار مــیبهســاز کریســتالی تشــکیل شــده اســت. فاصــله گیرنــده از فرســتنده قابــل کننــده و یــک آشــکارتضعیف

توان آن را در فاصله ثابتی از فرستنده دور آن چرخاند.تغییر است و همچنین می-وات) ولــی بــهدر ایــن آزمــایش هــر چنــد تــوان فرســتنده کــم اســت (حــدود چنــد میلــی توجــه:

کــه بــا آنــتن کردن مســتقیم بــه داخــل آنــتن فرســتنده خــودداري کنیــد و در هنگــامیهرحال از نگاه کنید ضریب تضعیف فرستنده را روي مقدار ماکزیمم قرار دهید.فرستنده کار می

هبر حسب فاصل نسبیتوان گیرياندازه :1-3-4ــتن ــا جــدا کــرده و مــوجهــا را از مــوجآن ــه یکــدیگر بچســبانید. بره ــده را ب برهــاي فرســتنده و گیرن

ــتنده را روي ــعیف فرس ــت 30dBتض ــوزه ول ــبی از ح ــاب مناس ــا انتخ ــرار داده و ب ــده و ق متر گیرنــت آنتضــعیف ــتن 0dBرا روي کننده آن قرائ ــال آن ــد. ح ــیم کنی ــرده و تنظ ــاره وصــل ک ــا را دوب ه

تضــعیف . آنهــا را کمــی بزرگتــر از حــد پــایین میــدان دور آنــتن فرســتنده تنظــیم کنیــد فاصله بــینــاره همــان ــده دوب ــا گیرن ــدین ترتیــب اخــتالف 0dBفرســتنده را کمتــر کنیــد ت قبلــی را بخوانــد. ب

1 Horn Antenna

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

٩

) بــراي dB(بــر حســب TP/RPبرابــر اســت بــا نســبت )dB)30تضعیف فرســتنده بــا مقــدار قبلــی آن ــد ایــن فاصــله. ایــن ــایج را روي کاغــذ نیمــه رون ــز تکــرار کنیــد. نت ــراي چنــد فاصــله دیگــر نی را ب

.لگاریتمی (توان نسبی با اشل خطی و فاصله با اشل لگاریتمی) رسم کنید

شدهمحاسبه بهره از توان نسبی دریافت : 2-3-4هــا را محاســبه کنیــد (دو آنــتن رابطــه بهــره آنــتن، با استفاده از یــک نقطــه از منحنــی قســمت فــوق

بیان نمایید. dB). بهره را برحسب ابه هستندمش

مقایسه با آنتن استاندارد بهره با روش گیرياندازه : 3-3-4گیــري بهــره آن اســت کــه آنــتن را بــا یــک آنــتن اســتاندارد کــه روش معمول دیگــر بــراي انــدازه

بهره آن دقیقاً معلــوم اســت مقایســه کنــیم. آنــتن گیرنــده را بــا آنــتن اســتاندارد تعــویض کنیــد وــاژ دریافــت ــر حســب از اخــتالف ولت ــتن اســتانداردdBشــده (ب ، بهــره ))8- 4شــکل (() و بهــره آن

مقایســه قســمت قبــلدســت آمــده در آنــتن گیرنــده را محاســبه نماییــد. نتیجــه را بــا مقــدار بــه کنید.

در صفحه افقی پرتوالگوي تشعشعی و پهناي گیرياندازه :4-3-4ــله ــالیدر فاص ــب و در ح ــتنده و اي مناس ــوان فرس ــد، ت ــرار دارن ــدیگر ق ــل یک ــتن در مقاب ــه دو آن ک

تضــعیف گیرنــده را طــوري تنظــیم کنیــد کــه دوبــاره قرائــت ولتمتــر گیرنــده مرجــع مناســبی باشــد ــثالً ــل dB 0(م ــه فواص ــتنده ب ــه فرس ــبت ب ــی نس ــفحه افق ــده را در ص ــال گیرن ــه 10). ح اي درج

-بــا روش قبلــی (تغییــر تضــعیف فرســتنده بــهبچرخانیــد (در هــر دو جهــت) و افــت ولتــاژ را دوبــاره گیــري کنیــد. الگــوي تشعشــعی آنــتن که قرائت گیرنده بــه مقــدار اولیــه خــود برگــردد.) انــدازهطوري

ــه نســبی برحســب ــی (دامن ــاي dBرا در مختصــات قطب ــرده و از روي آن پهن ــم ک ــو) رس را در پرتمناســب در نقــاطی کــه بــراي بدســت آوردن الگــوي تشعشــی بــا دقــت دســت آوریــد.این صــفحه بــه

گیري را کمتر کنید.شود، میزان تغییر زاویه اندازهتوان دریافتی کوچک می

محاسبه سطح موثر آنتن : 5-3-4-مــؤثر آنــتن شــیپوري را بــهســطح )1-4(شــده آنــتن و رابطــه گیــريبــا اســتفاده از بهــره انــدازه

دست آورید. این سطح چند درصد سطح فیزیکی دهانه آنتن است؟

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

١٠

شیپوري استاندارد آنتنمشخصات ) 4-8( شکل

ها گیري مشخصات آنتناندازه :4آزمایش

١١

پالریزاسیون اثر بررسی :6-3-4

ــله ــالیدر فاص ــب و در ح ــتنده و اي مناس ــوان فرس ــد، ت ــرار دارن ــدیگر ق ــل یک ــتن در مقاب ــه دو آن کتضــعیف گیرنــده را طــوري تنظــیم کنیــد کــه دوبــاره قرائــت ولتمتــر گیرنــده مرجــع مناســبی باشــد

درجــه حــول محــور طــولی بچرخانیــد. و در همــان فاصــله 90حــال انــتن گیرنــده را ).dB 0(مــثالً نظــیم مجــدد تضــعیف کننــده میــزان تغییــر تــوان اولیه نســبت بــه آنــتن فرســتنده قــرار دهیــد. بــا ت

را بدست آورید. این تغییر به چه علت است؟ dBدریافتی برحسب صــفحه مــدارچاپی کــه در اختیــار شــما قــرار دارد، را میز آزمــایش را بــه حالــت اول برگردانیــد. حــال

90ور را در میانــه مســیر قــرار دهیــد و میــزان تغییــر تــوان دریــافتی را بدســت آوریــد. صــفحه مــذکدرجه چرخانده و مجــددا میــزان تغییــر تــوان دریــافتی را بدســت آوریــد. علــت تغییــر تــوان دریــافتی

در دو حالت و کاربرد این صفحه را توضیح دهید؟

ايگوشه هکنندآنتن با منعکس تشعشعی الگوي گیرياندازه :7-3-4ــایش در ــایل آزم ــکل (وس ــایکروویو را برابــر )9- 4ش ــد م ــانس مول ــت. فرک ــده اس ــان داده ش نش

8.5GHz 1را بــا فرکــانس صــوتی انتخــاب کــرده و آن kHz ــا تنظــیم فاصــله بــین مدولــه کنیــد. بــنعکس ــه م ــل و گوش ــهدیپ ــده (ب ــرکنن ــبی را ب ــع نس ــاگرام تشعش ــولیس) دی ــیله ک ــل وس اي فواص

d=λ/2 ،d=λ وd=3λ/2 شده مقایسه نمایید. گیري کرده و با نتایج محاسبهاندازه

ايالگوي تشعشعی آنتن گوشه وسایل آزمایش )4-9( شکل

وال هاس سؤال : اگر ســه آنــتن بــا بهــره مجهــول داشــته باشــیم چگونــه مــی تــوان بهــره آن هــا را بــا بــه کــار

بردن دو به دو آن ها یافت؟

چیده شده خودداري کنید. Set upاز باز کردن