Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Львів – 2018
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
УІ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Захист інформації
Група:
ЗІ-31
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
/
ЗВІТ
до лабораторної роботи № 1-5
з навчальної дисципліни:
"Поля і хвилі у системах технічного захисту інформації"
Підготувала:
студент групи ЗІ-31
Прийняв:
Львів – 2018
Мета роботи – ознайомлення з роботою хвилеміра – пристрою для вимірювання (реєстрації) напруженості електромагнітних хвиль(ЕМХ);
Завдання: провести експерименти на: реєстрацію резонансу частот у приймальному тракті; реєстрацію напруженості ЕМХ
Виконання
Генератор сигналів високочастотний Г4-158 призначений для регулювання, настройки і випробувань різної радіотехнічної апаратури, що працює в режимах НГ і АМ, включаючи радіотехнічну апаратуру всіх класів
Генератор ВЧ призначений для формування високочастотного сигналу в діапазоні 10кГц÷99,999мГц в режимі неперервної генерації (НГ), амплітудної модуляції ВЧ коливань низькочастотним сигналом з частотою 1кГц, або з використанням зовнішнього сигналу модуляції (АМ).
Режим роботи генератора вибирається за допомогою кнопки 7 (РЕЖИМ) та супроводжується відповідною індикацією 21. Частота ВЧ сигналу встановлюється обертанням ручки 19. За допомогою кнопки 6 можна вибрати швидкість перестройки генератора. Частота генерації відображається на індикаторі 20, а одиниця вимірювання частоти –індикаторами 19 (MHz або kHz). При правильній роботі генератора індикатор 16 (СИНХР) повинен згаснути. За допомогою ручки 1 здійснюється плавна зміна частоти генерації на 0,01%.
Хвилемір, прилад для виміру довжини хвилі або частоти електромагнітних коливань в діапазоні радіочастот.
Принцип дії переважної більшості Ст заснований або на явищі резонансу, коли система Ст виявляється налаштованим на частоту зовнішньої дії, або на безпосередньому порівнянні частоти вимірюваних коливань з частотою генератора, що калібрується, або на відліку числа періодів вимірюваних коливань.
Схема електрична принципова (рис.1) мало відрізняється від інших простих хвилемірів. Основною особливістю її є: змінні котушки індуктивності на різні частотні діапазони. Схема складається з коливального контуру L1,C1,VD1, який виконує функцію детектора; підсилювача на транзисторі VT1 (п416), мікроамперметра (вимірювальної головки); джерела живлення.
Рис. 1. Схема електрична принципова хвилеміра
Як видно з вище представленої схеми вхідний контур складається з котушки L1 (рамка) та C1 змінної ємності ,що дозволяє настроюватись в резонанс прийнятої хвилі в певному діапазоні Діод VD1 випрямляє прийняті електромагнітні коливання. Конденсатор С2 призначений для накопичення енергії, яка здатна відкрити транзистор VT1. Резистор R1 призначений для підтримання транзистора в закритому стані при відсутності електромагнітних коливань. При досягненні певного рівня напруженості електромагнітного поля (Е) транзистор VT1 відкривається і через відкритий перехід колектор-еміттер (К-Е) протікає струм, що підтверджує наявність у контурі електромагнітних коливань. Резистор R2 – призначений для обмеження струму через мікроамперметр. Конденсатор С3 – призначений для накопичення енергії на мікроамперметрі.
Роз’єм СР-50 (яким підключають) ГВЧ до передавальної антени має хвилевий опір:
–=50 Ом (ρ=) - використовується для спеціалізованої апаратури
–=75 Ом – для телевізійних сигналів (антени телевізійні)
–=300 Ом – апаратура спеціалізованого призначення.
Зібравши схему – під’єднуємо хвилемір – передавальної частини до генератора; антени “вібратор-вібратор” (ПРД/ПРМ) – розташовані паралельно одна до одної.
Включивши Г4-158.
Ручкою встановлюємо для початку 14 МГц, при цьому антени , розташовують паралельно на певній відстані .
Поступово (і повільно) збільшуємо частоту до ВГ,у даному випадку і спостерігаємо відхилення стрілки мікроамперметра (μA) на приймальній стороні хвилеміра. Це явище і говорить нам про реєстрацію ЕМХ хвилеміром.
При експерименті потрібно виставити змінну ємність у середнє положення (), при цьому скануємо частоту в діапазоні =14 МГц – 100 МГц (теоретично для для хвилеміра 200МГц), спостерігаючи максимальне відхилення стрілки мікроамперметра (μA).
Якщо за вище наведених умов – резонанс частот не зареєстрований, то виставляємо значення змінної ємності близько до мінімального (), скануємо частоту в діапазоні =14 МГц – 100 МГц (для даного хвилеміра 200 МГц), спостерігаючи максимальне відхилення стрілки мікроамперметра (μA).
У випадку – якщо за умов згаданих раніше резонанс частот не зареєстрований то значення змінного конденсатора виставляємо близько максимального (), знову скануємо частоту в діапазоні =14 МГц до 100 МГц (для даного хвилеміра 200МГц) – спостерігаємо максимальне відхилення стрілки мікроамперметра (μA).
Поступово (і повільно) збільшуємо частоту до 200 МГц ,у даному випадку = 100 МГц, оскільки Г 4-158:
спостерігаємо відхилення стрілки мікроамперметра (μA) на приймальній стороні хвилеміра.
Стрілка мікроамперметра (μA) – відхиляється за наявності частотного резонансу і досягає максимуму відхилення, коли цей резонанс частот наявний.
При паралельному розташуванні антен , – максимальне приймання хвилі (В/м) - центральна пелюстка діаграми направленості(рис.2).
/
Рис. 2. Діаграма направленості передавально-приймального тракту “вібратор-вібратор”: центральна діаграма направленості
Не змінюючи відстані і між , і ще не виявивши резонансу частот, змінюємо положення змінного конденсатора.
Діелектрична плівка між пластинами С:
а) якщо механічне зусилля при кручені збільшується – ємність зростає, частота резонансу спадає.
б) якщо механічне зусилля при крученні зменшується, ємність зменшується – частота резонансу зростає (це у даному випадку).
За умови наявності діелектричної плівки:
=5, 10 пФ;
=270365 пФ.
Повітряний діелектрик між пластинами С:
а) при зміні положення конденсатора – зусилля не відчувається: роторні пластини (динамічні) введені в статорні (статичні) – ємність максимальна .
б) якщо ж вони виведені, то ємність мінімальна .
Для імітації зростання відстані між антенами та можна використовувати зменшення напруженості поля Е (В/м) – шляхом зменшення підводжування напруги до вимірювальної антени – зменшуючи з 1 до 0,1, тобто змінюємо послаблення з 0 дБ до 30, 40, 50...дБ. При цьому покази мікроамперметра будуть спадати. Частоту генератора при цьому не змінюємо. Відстань між антенами та =3-4 метри і більше.
При перпендикулярному розташуванні антен , – отримуємо мінімальне приймання електромагнітної хвилі (В/м), що характеризується боковою діаграмою направленості (бокові пелюстки) – за умови вузько направлених антен.
А саме сигнал під час такого розташуванні антен зареєстровано не було.
При розташуванні антен , під кутом 45 градусів – отримуємо вдвічі менше значення струму на мікроампері, аніж під час паралельного розташування антен, така різниця значень також характеризується боковою діаграмою направленості (бокові пелюстки) – за умови вузько направлених антен.
/
Рис. 3. Діаграма направленості передавально-приймального тракту “вібратор-вібратор”: бокова діаграма направленості
Поняття вузьконаправлених антен: чим більше підсилювальних елементів (директорів), тим антена вважається вузьконаправленою. У цьому випадку: при збільшенні кількості директорів Д () збільшується підсилення приймального сигналу (приймальної ЕМХ-хвилі).
Реальне налаштування приймального пристрою на вузьку частотну смугу (рис.4):
- вібратор (В) – призначений для знімання приймального сигналу (ЕМХ) на приймаючий пристрій, наприклад телевізійний приймач.
- рефлектор (Р) – призначений для відбивання прийнятого сигналу на вібратор (В), закріплюється завжди позаду (В) і дає змогу підсилити сигнал до 2 разів, тобто, це реально відбивач-екран.
/
Рис.4. Антена “хвильовий канал”: приймальний тракт
Зміна показів мікро амперметра під час зміни положення антени хвилеміра пояснюється характеристикою боковою діаграмою направленості (бокові пелюстки) – за умови вузько направлених антен. При збільшенні відстані між антенами покази мікро амперметра зменшується, тому що сигналу не вистачає потужності аби досягнути приймача хвилеміра.
Дані що були отримані під час виконання роботи:
Розміщення антен
Відстань між антенами,
L, м
Частота на ВГ,
F, МГц
Покази мікро амперметра на хвилемірі,
I, мкА
Паралельно
0,195
13,97
23
Під кутом 30°
0,24
13,97
5
Під кутом 90°
0,13
13,97
0
Ампліту́дна модуля́ція (АМ) — вид модуляції, при якій параметром сигналу-носія, що змінюється, є амплітуда його коливань.
Детектування амплітудно-модульованих сигналів, за своїм принципом, дуже просте. Слід виділити сигнал однієї полярності та видалити високочастотний сигнал несучої частоти – усереднити сигнал.
Виділення сигналу однієї полярності надає сигналу ненульового середнього значення. Якщо АМ сигнал усереднити таким, як він є, у результаті отримаємо нуль, оскільки сигнал є симетричним відносно осі часу. Виділення однієї полярності є безпосередньою задачею діоду, отже першим елементом детектора АМ сигналу є діод.
Розділення сигналу за частотами – задача фільтру. Відповідно до поставленої задачі, вимагається фільтр низьких частот (ФНЧ), який пропустить відносно низькочастотний інформативний сигнал і значно ослабить більший за частотою сигнал несучої частоти. Найпростішим ФНЧ є конденсатор, включений паралельно до навантаження. Відтак, другим елементом детектора є конденсатор.
Отже, найпростіший детектор АМ сигналу складається з двох деталей та споживача сигналу. Принципова схема детектора наведена на рис. 1. Діод D1 включений таким чином, що пропускає лише позитивну складову вхідного сигналу, конденсатор С1 усереднює сигнал, ослабляючи високочастотну складову. Резистором R1 позначене навантаження – споживач інформативного сигналу. У випадку радіосигналу це може бути навушник, у специфічних задачах – виконавчий пристрій, тощо.
Проводячи експеримент спочатку ми встановлюємо режим внутрішньої амплітудної модуляції і виставляємо глибину модуляції 50% на ВГ.
Змінюючи діапазон змінної ємності (чорною ручкою у приймальному тракті) спостерігаємо покази струму на мікроамперметрі: стрілка (μa) відхиляється максимально при глибині модуляції 50% на частоті 99,999 МГц.
Тоді глибину внутрішньої АМ змінюємо в діапазоні 10-90%.
При значенні внутрішньої модуляції 90% спостерігаємо, що іде обмеження сигналу - знизу (спостерігаємо на осцилографі)
Спочатку експерименту виставлена частота резонансу 100 МГц; сигнал – внутрішня АМ.
При послабленні 0 дБ – покази мікроамперметра зростають і досягають за шкалою максимуму (сигнал максимальної амплітуди).
При зміні послаблення з кроком 1дБ до 10 дБ – спостерігаємо зменшення показів на мікроамперметрі та обмеження сигналу на осцилограмі.
При зміні послаблення сигналу покроково від 1 до…6 дБ стрілка відхиляється на середину шкали мікроамперметра
На частоті 100МГц – спостерігаємо вплив сторонніх предметів (побічні ЕМВ та вплив відбитих хвиль від об’єктів/суб’єктів)
При зміні послаблення сигналу до значень 7 та 8 дБ – стрілка мікроамперметра реєструє (мінімальне значення електричної складової напруженості ЕМП).
Висновки:
Під час виконання лабораторної роботи:
№1 я ознайомилась з основними правилами використання високочастотного генератора Г4-158 а також параметрами генератора;
№2 я мала можливість спостерігати електричну принципову схему хвилеміра, ознайомитись з принципом роботи хвилеміра, а також практично перевірити теоретичні знання стосовно цього приладу;
№3 я зареєструвала сигнал за умови неперервної генерації сигналу і при паралельному розташуванні антен на різних відстанях антен;
№4 я зареєструвала електромагнітну хвилю при розміщенні антени під кутом 45 і 90 градусів відносно іншої;
№5 я обробляла дані і підсумовувала усе вивчене в попередніх лабораторних роботах.
12.10.2018 01:10-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора