Установка для демонстрации процесса распространения радиоволн

.Д.Добровольскии ков тельство ССС В 23/18, 198 СЭ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(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 вок14430руг 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 при 18ближаться или удаляться от передающей антенны как по сферической поверхности сегмента, так и по плоскойповерхности его основания. Сигналс приемной антенны поступает черезлогарифмический усилитель на самопишущий прибор с регулируемой скоростью развертки записи. В результатевозможно сравнение сигналов, записанных при движении приеьщой антенны,как по сферической поверхности сегмента, так и по плоской поверхностиего основания. 2 ил.Изобретение относится к лабораторному оборудованию по электродинамикеи 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, 10На фиг,1 изображена установка для демонстрации процесса распространения радиоволн; на фиг.2 - кинематическая схема установки.Установка содержит модель участка 15 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 относятся25 как 1/й, где 1 - длина большой дуги сегмента 1, а Й - диаметр плоского основания 2.Большой шкив 6 служит для передачи движения магниту 8. Для этого маг 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, Тяговыйтросик 12, закрепленный на шкиве б,огибая направляющие ролики 13, прикреплен к противоположным сторонаммагнита 8. Аналогично магнит 14, расположенный на плоском основании 2 свозможностью 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 сегментаУстановка 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 силойпритяжения магнитов 8 и 20. Если демонстрацию распространения радиоволносуществляют в режиме расхожденияантенн, то приемную антенну 18 устанавливают вблизи передающей антенны27. При этом трособлочный механизм,связанный с приводным электродвигателем 5, приводит в движение ведущиймагнит 8, а тот, в свою очередь, посредством магнитной связи заставляетскользить по выпуклой поверхностисегмента 1 приемную антенну 18, восновании стойки которой имеется ведомый магнит 20,На фиг.2 стрелками показаны направления движения тягового тросика12 при огибании всех элементов кинематической схемы, приводящей в движение магнит 8,После подведения антенн 18 и 27друг к другу реверсивный электродвигатель 5 включают на расхождение антенн 1 изменяют направление вращенияего вала) и одновременно включаютсамописец 25. СВЧ-генератор 29 и логарифмический усилитель 23 включенына прогрев уже ранее. На ленте 26самописца 25 производится запись амплитуды принимаемого сигнала в зависимости от расстояния между антеннами18 и 27. Запись на ленту 26 производят до полного захождения приемнойантенны 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 наплоскую поверхность основания 2 сегмента 1 устанавливают стойку 19 с приемной антенной 18, введя ее маг 10 15 20 25 30 35 40 нит 20 во взаимодействие с магнитом14.На фиг.2 стрелками показаны направления движения тягового тросика16 при огибании им всех элементовкинематической схемы, приводящей вдвижение магнит 14. Затем опять включают реверсивный электродвигатель 5на расхождение антенн 18 и 27 с одновременным включением самописца 25,однако скорость протяжки ленты 26 самописца 25 уменьшают в 1/й раз. Приэтом 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 позволяетпродемонстрировать 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 особеннос 55тей распространения радиоволн. Это объясняется наличием непрерывной записи сигнала на всей трассе распространения, а потому более точным измерением положений экстремумов принимаеФормула изобретения иг,Составитель Л.ПрохороваРедактор А,Шандор Техред А.Кравчук рректор С.Черн дпис Ти Заказ 63 рственного комитета СССРобретений и,открытийЖ, Раушская наб., д,ВНИИПИ Гос по делам 13035, Москвроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 414430 мого сигнала, а также меньшим временем, требукщимся для измерений, и уменьшением помехового фона иэ-за уменьшения ЭПР опоры приемной антен 5 Установка для демонстрации процесса распространения радиоволн, содер 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 15 приемной и передающей антеннами, СВЧ- генератор, связанныь с передающей ан-. тенной, измеритель принимаемого сигнала, связанный с приемной антенной, устройство перемещения приемной ан 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 демонстрируемого25 18 6процесса в зоне глубокой тени, установка дополнительно содержит три магнита, криволинейные направляющие,;роложенные вдоль большой дуги внутренней поверхности сегмента, прямолинейные направляющие, проложенные свнутренней стороны плоского основания сегмента, причем первый магнитприкреплен к основанию стойки приемной антенны, а второй и третий магниты расположены внутри сегмента натяговых 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/Й, где 1 - длинабольшой дуги сегмента, д - диаметрплоского .основания.