Книга: Методические указания по исследованию длинных линий и симметричного вибратора с согласующими устройствами

Файлы скачаны со студенческого портала для студенты "Baumanki.net"

Файлы представлены исключительно для ознакомления

Не забывайте, что Вы можете зарабатывать, выкладывая свои файлы на сайт

Оценивайте свой ВУЗ в различных голосованиях, в том числе в досье на преподавателей!

Распознанный текст из изображения:

621.396.6 (075)

М 171

УДК 621.396.67.029.64 (075.8)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Авторы:

Е.Н. Воронин„А.А. Сапожников, Д.В. Татарников,

А.В. Шаталов

Методические указания к практическим занятиям по исследова-

нию длинных линий и симметричного вибратора с согласующими

устройствами /Е. И. Воронин, А.Л. Сапожников, Д.В. Татарни-

ков, А.В. Шаталов. — М.: Изд-во МЛИ, 1998. — 32 с.: ил.

Излагаются инженерные методы расчета и согласования длинных линий и простейших вибраторных антенн, питаемых этими линиями, с помощью круговой диаграммы. Представлены варианты индивидуальных заданий к практическим занятиям и методические указания по их выполнению.

Для студентов радиофакультетов дневной и вечерней форм обучения, изучающих дисциплину «Лнтенны и устройства СВЧ»,

Рецензенты: Г1'. Джавадов, Е.Е, Нечаев

О москов«кив авнацпоиный ин«титут, 1998

Программой курса «Антенны и устройства СВЧ» (см. приложение 1) предусматриваются шесть практических занятий по двум темам: «Регулярные линии передачи» (три занятия) и «Симметричный вибратор» (три занятия). Целью этих занятий является не только практическое закрепление теоретического материала по соответствующим разделам курса ~1, 21, но и более углубленная подготовка студентов к лабораторным работам Л~ 1 и 2 для расчета своих вариантов заданий к этим работам Р~.

Видом отчетности по данным практическим занятиям являются два рубежных контроля по указанным темам, выполняемых в форме общей расчетно-графической работы (РГР) вне сетки расписания. Для проведения этих РГР подготовлены 32 варианта индивидуальных заданий (см, приложения 2; 3).

Для успешного проведения практических занятий студенты должны ознакомиться с круговой диаграммой полных сопротивлений Вольперта — Смита (см. приложение 4), а также с соответствующими теоретическими разделами курса «Антенны и устройства СВЧ», которые в достаточной мере освещены в публикациях ~ 1 ... 7~ из прилагаемого списка литературы.

Рекомендуемое оформление РГР представлено в приложении э.

Распознанный текст из изображения:

[1...31:

1. РЕГУЛЯРНЫЕ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

(три занятия)

1 1. Краткое теоретическое введение

(1-е занятие)

Для самостоятельной подготовки к данной теме занятий следует руководствоваться следующими контрольными вопросами, ответы на которые можно найти в рекомендованной основной литературе [1 ... 3~.

1,1 1. Конт ольные воп осы ля самон ове ки

1. Понятия регулярной и однородной линий передачи. Зквивалентные напряжения и токи (" физические" напряжения и токи в линиях с Т-волнами, эквивалентные — в волноводных линиях передачи),

2. Телеграфные уравнения (монохроматический режим). Решения в виде падающих и отраженных волн. Физический смысл волнового сопротивления (связь напряжения а током в режимах бегущей и смешанной волн).

3. Нагрузка. Входное сопротивление отрезка линии. Работа линии как трансформатора сопротивлений.

4. Коэффициент отражения и его выражение через входное сопротивление, Понятие эпюр распределений напряжений и токов. Коэффициент бегущей волны (КБВ).

5. Работа линии передачи в режимах ~короткого замыкания1р (КЗ) и «холостого ходар (ХХ). Понятие шлейфа.

6. Принципы узкополосного согласования с помощью шлейфа (параллельного или последовательного) и четвертьиолнового трансформатора.

7. Устройство круговой диаграммы Вольперта — Смита и порядок вычислений с ее помощью (см. приложение 4).

1.1.2. Основные асчетные соотношения

Нормированное входное сопротивление регулярной и однородной линии передачи в произвольном сечении з от нагрузки

= 2 /р= К 1е1т г Х 1в)= (1т Г)/(1 — Г), 11.1)

гие р — волновое еоиротивление линии, Г= Г„елр( — г 22в); Г „— комплексный коэффициенты отражения от нагрузки; р= 2к/Մ— фазовый коэффициент (Մ— длина волны в линии передачи; в дальнейшем без существенного ущерба для общности, но для упрощения обозначений будем полагать, что Х = Х).

Связь между модулем коэффициента отражения и коэффициентом бегущей волны (КБВ) либо коэффициентом стоячей волны (КСВ) [1 ... 31:

)Г ( = (1 — КВВ)/(1т КВВ)= (1+ КСВ)/(1 — КСВ), (1.2) где КБВ= 1/йСВ= У~,.„/ У~~, (У~,„и У вЂ” напряжения в узлах и пучностях эпюры напряжения смешанной волны вдоль линии передачи),

Входное сопротивление отрезка линии передачи длины Лз, нагруженной на комплексное сопротивление Л„[1 ... 31."

2„1Ьв)= Р (К„т 1Р12(21в)1/[Р+12,12(2Кв)) (12)

1.2. Дерзая тема РГР:

1йсследование и согласование линий передачи»

(2-е и 3-е занятия)

Данная тема РГР рассматривается на двух занятия и состоит из двух типовых задач, условия которых формулируются следующим образом.

Задача 1 (варианты 1 ... 32): Пусть линия с волновым сопротивлением р нагружена на активное сопротивление Л „ (или реактивное сопротивление Х„). Нарисовать графики эпюр распределения амплитуд напряжения и тока вдоль линии, ука-

5

Распознанный текст из изображения:

1.2.2. П име и ешения за ачи 2 пе вой темы РГР

З~щгемве. Нарнсовать графвкн еаввсвмостей Е „н у шлейфа, разомкнутого на конце от его длины « „. Определить

уу(л ПРИ е унл Ог1 г(' г Ог15 '(" г Ог25 гь г Ог4

от его конца.

Решение. С помощью соотношений для входного сопротивления линии в режиме «холостого ходауу (ХХ) 7»»= — 1р ссй(рос) н у»» вЂ” — — гр ссй(рая) строим соответствующие графики. При этом легко определяем, что:

~хх

Ьйж «„0,251

~хх

— сяу

Ь г = « „= 0,25 у(.

То же самое получаем с помощью круговой диаграммы. Отмечаем„что точка ХХ соответствует пучности напряжения и узлу тока. КБВ при такой нагрузке равен О (в линии имеет место режим стоячих волн), а Йе Я „= О при любом СООтВЕтСтВЕННО Прн гунн-Ог1 ((., ПОВОраЧИВая дВИжОК На 0,1 Х от пучности к генератору, находим, что Ж ш„= — «1,38р . Поворачивая движок еще на О 25 Х к генератору, находим, что У = «р 0,75 . Аналогично при 1„0,15 Х имеем 7.н~= — «0,75 р, У,нн= «р 1,38 и т,д. Отмечаем также периодичность соответ- 8

Задание. Нарисовать впшры распределевня напряжения в тока а линии, если Е„= (1- 10,7)р (определять точное расположение кривых относительно осей координат и отношение напряжений в минимумах и максимумах).

Решение. Находим на круговой диаграмме точку, соответствующую Я„. Определяем КБВ - 0,5. Далее определяем расстояние от нагрузки до ближайшего узла напряжения, отсчитывая до генератора 0,151. Х, и рисуем соответствующие эпюры (см. рисунок в приложении 4).

ствующих кривых и тот факт, что с помощью разомкнутого (так же,как и замкнутого) шлейфа можно получить любую входную реактивность.

Зе(~авве. Определить длину коротковемкнутого шлейфа, если известно, что его Я„, = «О,Зр.

Решение. Точка короткого замыкания на круговой диаграмме соответствует узлу напряжения. Точка с Я, „= «0,3р отстоит от узла на 0,048 Х. Следовательно, длина, шлейфа равна также 0,048 Х. Такое же значение Я будут иметь шлейфы с длиной (0.048 + иl2) Х, где и — целое.

Задание. Определить Я„в линии, если известно, что согласующий последовательный разомкнутый шлейф включен на расстоянии О,З Х от нагрузки. Длина шлейфа составляет 0,2. Х, его волновое сопротивление равно волновому сопротивлению линии

Решение. С помощью круговой диаграммы определяем Е равное — «0,38р. Поскольку последовательный шлейф включается в сечение, в котором Ве Ж „= р, а 1ш Ж = — 1ш Я „то, след~~а~~~~но, Я,„= р+ «0,33р. Находим зту точку на круговой диаграмме. Определяем ЖБВ 0,72 и -отсчитываем от этой точки к нагрузке расстояние 0,3 Х. В итоге получаем, что

У„= (1,1 — «0,3® р.

Заеанвв, Определять расстокнна от нагрувкн до того сечения, где необходимо включить четвертьволновоый трансформатор„если 7 „= 1+ «0,6.

Решение, Находим на круговой диаграмме точку, соответ-

У

ствующую 7 „. Поскольку шлейф включается в сечение, где

У

1ш Я„= О, то ближайшее такое сечение — пучность. Расстояние от пучности до нагрузки равно 0,102 Х.

Распознанный текст из изображения:

2. СИММЕТРИЧНЫЙ ВИБРАТОР

(три занятия)

2.1. Краткое теоретичеекое введение

(4-е занятие)

Для самостоятельной подготовки к данной теме занятий следует руководствоваться следующими контрольными вопросами, ответы на которые можно найти в рекомендованной основной литературе (1 ... 3).

2.1.1. Конт олвныв вон осы ллв свыоироввонн

2,1.2. Основные асчетные соотношения

Ак~ивная и реакгивпая составляющие вход~о~о сопротивления симметричного вибратора длины 2 1 вблизи резонанса ~2, с. 391:

Л,„Л„,„'в1в (2 1);

Х,„- — р, с12(2 1); (2.1в, 6)

Здесь: Л„,„— ~~~ро~~~~~н~е излучения вибратора, ~~р~де~~~~~~

по графику, например, из ~4, с. 231, рис. 9,6~;

(2.2)

р„= 120 1п 1/а — 1

р„ — волновое сопротивление вибратора Ом; а — радиус поперечного сечения вибратора; остальные обозначения раскрыты выше.

10

Приближенные и точные методы расчета распределения тока по симметричному вибратору.

2. Распределение тока по вибратору. Действующая длина симметричного вибратора.

3. Сопротивление излучения, входное сопротивление, резонансная длина симметричного вибратора.

4. Диаграмма направленности (ДН), коэффициент направленного действия (КНД) симметричного вибратора,

5. Симметрирующие устройства.

2.2. Вторая тема РГР: «Исследование и еоглаеование

симметричного вибратора»

(5-е и 6-е занятия)

Данная тема РГР рассматривается па двух занятиях и состоит из двух типовых задач, условия которых формулируются следующим образом.

Задача 3 (варианты 1 ... 16): К симметричному цилиндрическому впбратору с относительной длиной 2 1/Х и волновым сопротивлением р., подведена питающая двухпроводная линия ' с волновым сопротивлением р. Выполнить согласование вибратора с линней передачи с помощью шлейфа последовательйого типа в виде разомкнутого отрезка линии с волновым сопротивлением р. Определить относительное расстояние Ьх / Х от вибратора до точки подключения шлейфа и относительную длину шлейфа 1„,„lХ.

Задача 3 (варианты 17 ... 32): К симметричному цилиндрическому вибратору с относительной длиной 2. 1/Х и волновым сопротивлением р подведена питающая двухпроводная линия с волновым сопротивлением р . Выполнить согласование вибратора с линией передачи с помощью четвертьволнового трансформатора. Определить относительное расстояние Л х / Х от вибратора до трансформатора, а также волновое сопротивление р „этого трансформатора.

Задача 4 (варианты 1 ... 16): Определить, во сколько раз изменится амплитуда тока в пучности распределения, если известно, что при замене вибратора длиной 2 1~/Х на вибратор длиной 2 1~/Х излучаемая мощность остается прежней.

Задача 4 (варианты 17 ... 32)". Определять, во сколько раз необходимо изменить мощность генератора для того, чтобы при замене внбратора длины 2 11/Х на вибратор длины 2 1~ 'Х получить прежнее значение интенсивности излучения в направленни максимума ДН. При расчетах рассогласованием вибраторов с питающей ляппей пренебречь.

В табл. 3 и 4 (см. приложение 3) приведены 32 варианта заданий для типовых задач 3 и 4 соответетвепно. Приведем примеры их решения.

Распознанный текст из изображения:

2.2Л,Лйиме ы антония аа ати й ато й темы РГР

Задание. К симметриеному аибратору длины 2 1/й 0,25 и с волновым сопротивлением р, - ЗОО Ом подведена линия с р- 300 Ом. Определить параметры согласующего последовательного разомкнутого шлейфа.

Решение. Сопротивление излучения определяем по графику (см., например, [4, с. 231, рис. 9.61): при 2. 1/Х-О,25 имеем В„,„= 10 Ом. Здесь- следует иметь в виду, что определение характеристик вибратора по графикам носит приближенный характер и может привести к несколько отличающимся результатам при использовании графиков из различных источников.

Далее с помощью формул (2.1) определяем входное сопротивление вибратора: Л„= 10/з1н ~ я/Х 0,1251 20 Ом;

2г

Х„, — ~ ЗООсФд к / Х 0,1251 или Я,„= 20- ~ ЗОО Ом. Пронормируем входное сопротивление к волновому сопротивлению линии: У„„= У,„/ р = 0„07 — й 1,0.

Для решения задачи согласования входного сопротивления вибратора с двухпроводной линией воспользуемся круговой диаграммой полных сопротивлений (см. приложение 4), 11а круговой диаграмме находим точку, соответствующую нормирована

ному сопротивлению нагрузки Ж„„= 0,07 — ~ 1,0. Из диаграммы следует, что такая нагрузка обеспечивает в линии КБВ = 0,03.

Далее по окружности равного КБВ 0,03 днщкемся из найденной точки в сторону генератора до пересечения с линией Я / р = 1 . При этом относительная длина пройденного пути составляет Лз/ Х= 0,124+ 0,218= 0,342, а реактивная составляющая сопротивления в найденной точке: Х/ р Ь. 'Гаким образом, в сечении линии, отстоящем на 0,342 Х от нагрузки нормированное входное сопротивление линии составляет: Ж 1+ 1 5 Если последовательно с найденным сопротивлением подключить чисто реактивную нагрузку в виде шлейфа с нормированным сопротивлением Хра / р — 5, то согласование будет достигнуто.

Определим длину шлейфа, выполненного в ниде разомкнутого отрезка линии и обеспечивающего требуемую входную 12

реактивность. Для этого опять воспользуемся круговой диаграммойт . Разомкнутому концу шлейфа (режим ХХ) соответствует точка нй круговой диаграмме с координатами Л= и Х= . Из указанной точки двигаемся по линии равного (нулевого) КБВ в сторону генератора до пересечения с линией Х„, /р - — 5, Относительная длина пути 1,„~/Х= 0,032 и составляет искомую длину шлейфа.

Замечание. Имеет смысл обратить внимание на возможность размещения шлейфа на расстоянии, которое отличается от найденного на величину, кратную четверти длины волны. При этом изменится и длина шлейфа. Студент должен пояснить, в какую сторону произойдет это изменение: в лучшую или худшую.

Задание. Вибратор длиной 2 1/а — 0,25 и с аолноаым сопротивлением р ™ 300 Ом питается линией с р ЗОО Ом. Определить место включения четвертьволновото согласующего трансформатора Ьз /Х и его волновое сопротивление р /р.

тр

Решение. Первый шаг (определение входного сопротивления нибратора) в данном случае совпадает с аналогичной процедурой, рассмотренной в предыдущем задании. Поэтому Я „„= 0,07 — ~ 1 . Далее воспользуемся круговой диаграммой, на которой находим точку, соответствующую найденному значению сопротивления нагрузки. Из диаграммы следует, что такая нагрузка обеспечивает н линии КБВ - 0,03. По линии равного КБВ - 0,03 двигаемся из найденной точки в сторону генератора до первого пересечения с линией Х/ р - О. При этом относительная длина пройденного пути составляет Лз /Х - 0,125. Точка пересечения линии равного КБВ

тр

с линией Х/ р - О соответствует чисто активной нагрузке, равной И/р - 0,03. Для согласования волнового сопротивления линии с активной нагрузкой с помощью четвертьволнового трансформатора необходимо выбрать волновое сопротивление трансформатора из условия 111: р = «й р . Подставляя сюда соответствующие значения,

тр

получаем: р = р «ГО,ОЗ = 52 Ом. Итак, согласующий трансформатор

тр

должен быть подключен в сечении линии, отстоящем от нагрузки на электрическом расстоянии Л л / Х 0,125 и иметь волновое сопротр

тивление р = 52 Ом.

тр

Замечание. Имеет смысл обратить внимание иа возможность размещения трансформатора на расстоянии, которое отличается

1Я

Распознанный текст из изображения:

от найденного на величину четверти длины волны. При этом изменится Величина волнового сопротивления согласующего . трансформатора. Студент должен пояснить, в какую сторону произойдет это изменение: в лучшую или худшую.

2.2.2. П уме ы ешения за ачи 4 вто ой темы РГР

Задание. Оиределить, ао сколько раа иаменитси емклитуда тока в пучности распределения, если при замере вибратора длиной 2 1~ /Х на вибратор длиной 2 12/Х излучаемая мощность неизменна.

Решение. Сопротивление излучения вибратора определяется через излучаемую мощность Р„,„и амплитуду тока в пучности Х по следующей формуле (2): Л„, = 2Р„,„/ ~Х ~ . Если при замене вибратора одной длины на вибратор другой длины излучаемая м Ощно ь не изменилась, то: Л„,„1!Х$1~= Л„,„2!Х21~. Откуда: ~Х2 ~ / ~Х~ ~ = Л„, 1/Л„, 2, По графику (4, с. 231, рис. 9.6) при 2 11/ А - 0,25 находим, что Л,„1= 10 Ом, а при 2 ~ 'Х -0,5 находим: Л„= 75 Ом. Таким образом, ~Х2 ~ / ~Х~ ~ = Л„,„,~л„„ех= йв" 7б - О,З7. Задание. Олределнть, ао сколько раа необходимо иаменить мощность генератора для того, чтобы при замене вибратора 2 1~ / Х 0,25 на вибратор длиной 2 12/ Х 0,5 получить прежнее значение интенсивности излучения в направлении максимума ДН вибратОра.

Решение. Условие задачи требует использования понятия КНД антенны. При этом искомое число раз изменения мощности антенны определяется следующим образом: й= Р2/Р1 — — КНД(1~/Х)/КНД(Ц/А), где значение КНД вибраторов различной длины может быть взято из графиков В 14, с. 231, рис. 9.7). Так, например, в нашем случае можно получить: КНД(1~ /Х) = 1,56; Хр"НД(12/Х) = 1,625 и, следовательно, Ю - 0,96. Поэтому ответ будет следующий: мощность генератора необходимо уменьшить в 1/Ж = 1,04 раза.

ПРОГРАММА ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Занятие 1. Двухпроводная линия передачи в различных режимах работы. Согласование двухпроводной линии передачи с нагрузкой.

Хмель занятия: закрепление начитанного лекционного материала и применение теоретических знаний для расчета своего варианта задания к лабораторной работе № 1.

Вопросы, рассматриваемьи на занятии: методика проведения расчетов к лабораторным работам; волновое сопротивление; телеграфные уравнения и их решения для линий без потерь и с потерями; распределения напряжения и тока вдоль линии в зависимости от сопротивления нагрузки; КБВ и КСВ; изменение ВХОдного сопротивления линии В зависимости От ее длины; круговая диаграмма и ее использование для вычисления входных сопротивлений: цели и способы со~ласо~анни л~нии с нагрузкОЙ.

' Занятие 2. Решение типовых вариантов задачи 1 по первой теме рубежного контроля.

Занятие 3. Решение типовых вариантов задачи 2 по первой теме рубежного контроля. Проведение домашних расчетов к лабораторной работе №

Занятие 4. Симметричный вибратор.

Хмель занятия: закрепление начитанного лекционного материала и применение теоретических знаний для расчета своего Варианта задания к лабораторной работе № 2.

Вопросы, Храссматриеасмые на занятии,: методика проведения расчетов к лабораторной работе; приближенные и точные

расчета ~арак~еристик Вибратора; распределение тока на вибраторе и его действующая длина; сопротивление излучения„входное сопротивление и резонансная длина; диаграмма направленности; КНД; симметрирующие устройства.

Занятие 5. Решение типовых вариантов задачи 3 по второй теме рубежного контроля.

Занятие 6. Решение типовых Вариантов задачи 4 по Второй теме рубежного контроля. Проведение домашних расчетов 'к лабораторной работе № 2.

Занятие 7 (вне сетки расписания). Защита расчетно графической работы (РГР).

Распознанный текст из изображения:

Прилолсение 2

Окончание табя.

Ва- риант;

Отрезок

линии

Нагрузка

НБВ

Табяииа 1

о,?

(О Л,=08 р

О?

Входное

сопротивление:

х.,„(Ь з )

Расстолиие от

нагрузки

до пип или гпах

Вари

акт:

Отрезок

О,?

Вп= 0,1 р

О ? Ь х а~ах, пйп = (?)

(?) Р+ ~ (?)

-(?) Р+ '-(?). Р

- (?) Р+ ( (?)

жп= 0„2 Р

20 ~п= (,О-Р

Ьзеах,пип= (?) Х

ЗХ/8

И,= 02.Р

О,? ' Ьзпьах,пип~ (?)' )~

(?). Р+ (" (?) ' Р

Ь з тах, пип = (?) ' '1"

як=а Р

О?

О,? Ахатах,пик= (?)

Хп=-(,8 Р

О?

О,? Латах,пик= (?)' х.

- (?) . Р + ' (?) . Р

О,?

О,? Лзп1ах,пип= (?)' з"

27 Хн=-2 Р

О,?

Л з к~ах, в~а = (?) ' )~

$0

О,?

О,? чащах„пип= (?)' а

39 ??п=4 Р

~к=08 р

О,?

О,?

О,?

О,? Ь 3 пзах, пип (?) ' т"

О,?

ИСХОДНЫЕ И ИТОГОВЫЕ ДАННЫЕ ЗАДАЧ 1 И 2

ПЕРВОЙ ТЕМЫ РГР

Йеходные и итоговые (онределиемые студентом)

данные задачи 1

-(?) Р+( (?) Р ° (?) Р+ (. (?) ' Р

-(?) Р*~. (?) Р

(?) р+ ~ (?)' Р

4 з пиис пип = (?) )~ = (?) р + з ° (?) р

Латах,пйп= (?) Х (?) р+ 3 (?) * р й з шах, пап = (?) Х (?) р + з (?) . р

Ьзпзх,пйп= (?) )~ (?) Р+ (. (?) Р

Распознанный текст из изображения:

Таб*ица 2

Окончание табл. 3

Исходные и итоговые (определиемые студентом)

данные задачи 2

Ва-

КБВ

Ва-

Р'тР (? ?)' Р Ртр~ (?,?) ° р

ри- ант

17 (0,2- 1 0,1) р

~тр = (?, ?) Р р р = (?, ?) р

18 (0,2;. 04). р

Ящл = л 1 (?) . р

О,?

(0,1- 1 0,1) р

(О,З вЂ” ( . 0,5) р

О,?

(0,2 - 1 О,З) р

2тр= (?.?) Р Ртр= (? ?) р

20 (0,6- ( 0,8) р

Яшл~ й $ (?) р

Ьзюл= (?) Х

(0,3- 1 0,4) р О,?

21 (12- ( 1,2). р

Ь з тр = (?) А

(0,6- ( О,ф р

(1,4- $0,8) р

О,?

(18- ( 10) р

О,?

24 (2,О- О,б) р

(шл= (?,?) Х

~ з тл = (?) )~

Ртр= (?,?) р

25 (0,2- 1 0„1), р

алкал= (?) Х

О,?

А з глл = (?) Х

26 (0,2- 1 0,4). р

О,?

Ятр (?,?) Р

Я шл = л. ( (?) ° р

27 (О,З- 1 0,$). р

~тр ~ (?,?) ° р

О?

28 (0,6- 1 ° 0„8) ° р

(12- 1 1,2) р

Лгал'л х 1 (?) ° Р

О,?

( зтл = (?, ?) ° Х

Я 1лл ~ л ( (?)

(1,2- ( 1,4) р О?

Зо (1,4;. 08), р

О,?

астр: (?,?)

(1,8- ( 1 О). р

(1,4 — ( 0„8) р О,?

тр = (? ?) Р Р тр (?, ?) Р

(2,0- $1,0) р О,?

(2,0- ОЗ) р

О,?

(4,0- ( 1,0) р О,?

Комплексное

сопротивление

нагрузки,

(1,2- $1,4). р О? (1,4- 1 0,8) р О,?

(2,0- ( 1,0) р

(4„0- 1' 1,0) р О,?

(О,1 — ( 0,1) р

(0,2 - 1 О,З) р О,?

(О,З- ( 0,4). р О?

(0,6 - ( 0,6) р О,?

Место включения согласующего уст- ройства

Сопротивление

на воде шлеифа

либо трансформа-

тора

Й вц~ = й'ь (?) р

2птл= ~ ( (?)

Длина шлейфа, волновое сопротивление транс- форматора

Комплексное

сопротивление

нагрузки,

Место включении согласутощего уст- ройства

Сопротивление

на воде шлейфа

либо трансформа-

тора

Длина шлейфа, волновое сопротивление транс-.

форматора

Распознанный текст из изображения:

! 1 11 1 $

Окончание табл, Я

При,ложение 8

ИСХОДНЫЕ И ИТОГОВЫЕ ДАННЫЕ ЗАДАЧ 3 И 4

ВТОРОЙ ТЕМЫ РГР

Ва-

Таблица 8

Исходные и итоговые (онределиемые студентом)

данные задачи 3

?,???,

Волновое сопротивление ли-

100

0,50

. Ва-

ри- ант

иии р>

Ом

0,75

100

100

100

О,?? ?

0,50

50

100

100

150

100

100

О ???

О,???

50

200

0,25

100

0,50

?Я?

150

100

,25

200

?,???

0,???

200

200

100

0„50

27

200

0,???

100

ЗОО

200

О,???.

200

?р???

ЗОО

О,? ??

ЗОО

200

300

ЗО

0,???

400

ЗОО

0,50

200

ЗОО

200

ЗОО

ЗОО

0,???

ЗОО

ЗОО

20

Злектрическая длина вибратора 2 1/Х

Волновое со- противление вибратора р„, Ом

Сопротивление иа- щчающего вибратора

'??ихх

Входное со-

противле-

ние вибра-

тора

Злектрическая длина вибратора 2'1/А

Волновое со- противление вибратора р„, Ом

Волновое сопротивленке линии

Ом

Сопротивление иалучамнце го вибратоуа

~ихх ~

Входное со-

проти еле-

иие вибра-

тора

??? х ???

???

Распознанный текст из изображения:

ь ь ь ь ь в

Таблица 4

Исходные и итоговые (определиемые студентом)

данныи задачи 4

Вариант

6,75 .

0,25

0,50

0,25

20

0,25

0,50

Хл / Хь

$,00

о,5о

Ра/Р~в~ РьУР

0„50

Ха/Х~= ~ ~/

0,50

Ха/ Х$ 7„Р

0,7$

$,25

$,25

ЗО

Хл/Х1 = 1,Р

1 25

0,50

0,25

Электрическая длина

$-го вибратора:

Электрическая длина

2-го вибратора:

Отношение

амплитуд тока

Отношение

вх. мощностей

Электрическая длина

$-го внбратора

Электрическая длина

2-го вибратора:

Отношение

ви. мощностей

Распознанный текст из изображения:

КРУГОВАЯ ДИАГРАММА ПОЛНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

\

Круговая диаграмма (Вольперта — Смита [3, 41 используется для расчета входных сопротивлений линий передачи и сопротивлений их нагрузок, а также коэффициента бегущей волны (КБВ) или коэффициента отражения Г. Круговая диаграмма в форме расчетного устройства состоит из диска с координатной сеткой (в виде окружностей) и вращающегося вокруг центральной оси указателя (прозрачной линейки с делениями).

Для пояснения правил использования круговой диаграммы 15) обратимся к формуле (1.1), в которую входят комплексные величины, существенно затрудняющие связанные с ней расчеты. Круговая диаграмма весьма упрощает подобные расчеты делая их и более наглядными„поскольку она представляет собой графическое решение уравнении (1.1), построенное на плоскости комплексного переменного Г= Ве(Г)+ ~. 1ш(Г) .

11ри работе линий с поглощающими нагрузками модуль коэффициента отражения Г не может быть больше единицы. Поэтому для построения круговой диаграммы из всей комплексной плоскости Г необходима лишь площадь круга единичного радиуса. В этом круге линии равных коэффициентов ~Г ~ или КБВ получаются в виде концентрических окружностей (см. рис. П. 4.$).

Линии равных Л „„(г) = Й „/ р представляют собой семейство окружностей, центры которых расположены на оси Ве(Г) па отрезке от О до +1. Линии равных Х,„(х) ~ Х „/р также представляют собой семейства окружностей с центрами на прямой, параллельной оси 1п1(Г) и проходящей через точку Йе(Г) - $, В пределах поля круговой диаграммы эти линии представлены только частями окружностей. Значения величины й/ р, которым соответствует та или иная ~действительная» окружность,проставлены около окружностей вдоль оси Ве(Г). Для частей же «мнимых» окружностей соответствующие им значения величины Х/ р с учетом знака проставлены вдоль периметра диаграммы.

Рис. 4Л. Методика примеиениа круговой дпаграммы полиьш аопротипилеввй

Распознанный текст из изображения:

На круговой диаграмме вектор Г совершает полный оборот

при перемещении рассматриваемого сечения линии на величину

Х/2. Для отсчета перемещения в прямом или обратном направ-

лениях на круговой диаграмме предусмотрена дополнительная

внешняя окружность с двумя шкалами. Начало отсчета обеих

шкал совмещено с положением минимума напряжения в линии,

причем отсчет перемещения Л г производится в долях длины

волны в линии: А з / Х. Рассматриваемое сечение Л з / Х линии

передачи на круговой диаграмме фиксируется путем поворота '

указанного выше указателя из прозрачной пластмассы до не-

обходимого деления внешней шкалы. При этом по делениям на

самом указателе отсчитывается величина КБВ (реже — вели-

чина модуля коэффициента отражения).

При расчетах с помощью круговой диаграммы могут иметь

место такие два характерных случая.

По известным в результате измерений или расчетов ве-

личине КБВ и положению минимума напряжения в линии (т.е.

по известному комплексному коэффициенту отражения) опре-

делить входное сопротйвлейие лййий В выбраййом сечений лйбо

сопротивление нагрузки,

2. На основе известных сопротивления нагрузки и волно-

вого сопротивления линии определить коэффициент отражения

лйбо КБВ, а ~акж~ ~х~д~о~ сопротйвлейие лйййй в Выбрййном

сечении.

В перво~ ~лу~ае для йспользовайия ~ру~~~ой дйаграммы

досужны быть йзвестнымй (В результа~е йзмерейий лйбо расче-

та) величины ЕБВ, Х > р и расстояние Ь з от положения мини-

мума напряжения в линии до ее сечения, где требуется опре-

делить Входное сопротивление (1 1) ° ПРИ наличий указанных

данных пройзВОдят следующие манипуляции.;

указатель круговой диаграммы поворачивают от минимума

йапряженйя в лйний йа величййу ЬЯIХ в ту сторойу (к гене-

ратору илк нагрузке)„где находится рассматриваемое сечение

лййий; если расстоянйе до сечеййя больше Х/2, то ~ел~ч~~у,

кратную Х l 2, необходимо отбросить;

с учетом шкалы КБВ указатели находят точку на коорди-

натйой се~~в круговоЙ дйаграммы>

Определяют зйаченйя Й / р й Ж У р коордййатйых Окружно-

стей, про~одящ~~ ч~рез йайдеййую ~о~ну; если (вследствие дй-

скретности сетки) через зту тОчку не проходят кОординатные

линии' то Упомяну™ значения Определ т приближенно интерполяции;

полученные составляющие входного сопротивления .(1,1) Из относительных переводят в абсолютные (Ом) путем их ум>ножения нй волновое сопротивление Р линии.

Во втором случае, когда определяется коэффициент отражения Г должны быть известными сопротивление нагрузки Ж„.и волновое сопротивление линии р. Если при этом необходимо также определить входное сопротивление линии в некотором сечении, то дополнительно должны быть известными длинй волны в линии Х и расстояние Аз.от нагрузки до сечения, где требуется определить 8 „.

При наличии указанных данных производят следующие дей-

СТВИЯ:

вычисляют величину нормированиого сопротивлении нагрузки (Я „= 2'н / р );

на координатной свтке круговой диаграммы находят точку

> , ОтВетс~вующую Я н, после 0 указатель кру Й ди Рамм поворачйвают до его совмещенйя с зтОЙ точкой;

определяют величину КБВ в линии по делению шкалы ука>

зателя против точки 2„; по формуле (1.2) при необходймостй рассчитывается модуль коэффициента Отражения; по ПОложе нию указателя на шкале расстояний ~к,генераторуэ определяют относйтельное удалеййе Лз/Х От йачала ВТОЙ шкалы фазу КОэффйцйейта о~ражения О* йагрузки вычисляют по следующеЙ формуле: агя (Г) = — 4к(Лз/Х вЂ” О,2$

При ОпреДечении ВхоДного сопротивлениЯ линии В сечении, отстоящем на расстояние Лз от места подключения нагрузки„ дополнительно выполняк~т следующие операции:

указа~в~~ кру~о~ой дйаграммы От йййденйого райее .Положения НОВорачивают В сторону генератора на ОтносительнОе расстояние Ь з / Х;

точка на координатной сетке круговой диаграммы, находящаяся против деления шкалы указателя с найденной выше величиной КБВ, будет показывать нормированное входное сопротивление линии (1.1) в выбранном сечении; при необходимости, зная волновое сопротйВленйе линии передачи> нОрмированную Величину входного сопротиВленйя переводят в абсолютную.

Распознанный текст из изображения:

Расчетно-пояснительная записка по обеим темам РГР (см. выше) выполняется в виде машино- или рукописной брошюры объемом 5 ... 7 страниц на стандартных листах формата А4 (210 х 297 мм ) по правилам оформления научно-технической документации (ГОСТ 17059 — 7$).

Записка должна состоять из титульного листа, введения, двух разделов и списка цитированной литературы. Титульный лист (1-я стр.) должен содержать следующие сведения: ВУЗ (полное название),. ФИО студента (полностью),. № группы, название РГР, № варианта„ФИО консультанта, даты полученкя и защиты РГР. Введение кратко (в объеме 0,5 ... 0.7 стр.) обобщает сведения о методах расчета и согласования рассмат- . риваемых устройств, почерпнутые из ~$ ... 71.

Первый раздел записки посвящен первой теме РГР и должен содержа~~ два кодра~дела, содержащие соо~~етс~~енно подробные условия и решении задач 1 и 2, включая все численные и графические результэты.

Второй раздел записки посвящен второй теме РГР и должен содержать два подраздела, содержащие соответственно подробные усложнив и решени~ задач 3 и 4, вклю~ая все численные и графические результаты.

ЛИТЕРАТУРА

1. Воскресенский Д.И., Гостюхин В.Х, Максимов В;М., Ёономарвв Л.И, Устройства СВЧ (Линии передачи СВЧ»: Учеб. пособие. — М.: Изд-во МАИ, 1992. — 84 с.

2. Воскресенский Д.И., Гастпюхин В.Л., Максимов В.М., Покомщыв .ц, Н. Характеристики антенн в режиме передачи. Сла" бонаправленные антенны: Учеб. пособие. — М.: Изд.-во МАЙ, 1993. — 75 с.

3. Витка А.В., Варакин Е.Н., Семенов А.Н,„Трофимова Т.А. Учебное пособие к практическим занятиям по исследованию параметров СВЧ устройств. — М.: МАИ, $986.

76 с.

4. Сазаков Д.М. Антенны и устройства СВЧ: Учебник для радиотехнич. спец, вузов, — М.: .Высш. шк,, $988. — 432 с.

5, Драбкин А.Л., Зузенка В.Я.„Кислое АХ: Аптенно-фидерные устройства. — М.: Сов.радио„$974, — 536 с.

6. Воскресенский Д.Н., Гостюхин В.Л. Антенны и устройства СВЧ: Учебное пособие. — М.: МАЙ„$974.

239 с.

7. Марков Х'.Т., Сазонов Д.М. Антенны. — М.: Энергия, 4975. — 528 с.

Распознанный текст из изображения:

ОГЛАВЛЕНИЕ

Тем.план 1998, поз, 33

Веренин Евгений Нинолаевмн

Сапеинзииов Алексей Андреевич

Татарминев Дмитрий Витальевич

Шаталов Алексей Владимирович

30

Предисловие .... °...... °...,....,,... 3

Регулярные линии передачи (три занятия) ...., ., 4

1.1. Краткое теоретическое введение (1-е занятие) . . . 4

1.1.1. Контрольные вопросы для самопроверки .... 4

1.1.2. Основные расчетные соотношения ....... 5

1;2. Первая тема РГР: «Исследование. и согласование

линий передачиа (2-е и 3-е занятия) ........ 5

1.2.1. Примеры решения задачи 1 первой темы РГР

(2-е занятие)......,....:....... 6

1.2.2, Примеры решения задачи 2 первой темы РГР

(3-е занятие) ...,............... 8

2. Симметричный вибратор (три занятия) ......... 10

2.1. Краткое теоретическое введение (4-е занятие) ... 10

2.1.1, Контрольные вопросы для самопроверки .... 10

2.1.2. Основные расчетные соотношения ....... 10

2.2. Вторая тема РГР: «Исследование и согласование

симметричного вибраторами (5-е и 6-е занятия) ... 11

2.2.1. Примеры решения задачи 3 второй темы РГР

(5-е занятии),...,.........,,... 12

2.2.2. Примеры решения задачи 4 второй темы РГР

(6-е занятие) ................... 14

Приложение 1, Программа практических занятий ..., . 15

Приложение 2, Исходные и итоговые данные задач 1 и 2

первой темы РГР,,.....,......,....,,, 16

Приложение 3. Исходные и итоговые данные задач '3 и 4

второй темы РГР .........,.......,.... 20

Приложение 4, Круговая диаграмма полных сопротивлений... 24

Приложение 5. Оформление расчетно-графической работы

(РГР) .....,,...,.......,....,....,28.

Литература ...........,...,...,..., .. 29

Редактор А',Н, Варна«а

Техн, редантор В,Н, ХЬфмч««а

Сдано а набор 26.11,97, Подписано а печать 25.13.98.

Бум. газетная, Формат 66л84 1/16, Печать офсетная,

Усл. печ. л. $,39, Уч,-нзд, л. $,56, Тираж ЬОО.

Зан. 2363/$231, С,89.