P1 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 7

Определить мощность, излучаемую цояуволновю симметричав вибратором, если аюлитуда тока на входных клеммах равна 10 А. 7. Пояснить, что такое зслновос сопротивление, сопротивление излучения, сопротивление потерь и активная часть входного сопро- тивления зибратора. Как выразить через указанные сопротивления НПЛ вибратора? 8. Построить график изменения сопротивления излучения вибрв- орв при ~~м~т~ его отнес~~~ной длинм от ЛГ = О д ~~ = 1,5. 9. В чэм состоит различие мекку симмстричньм и насиммэтрич- ннм вибраторами? 10.

Как влияет диаметр вибрмгора на его резонансную длину? 11. Как влияет дкаметр зибраторв на эго входное сопротизле ние? 12. Обьяснить, что таков плоскость поляризации излучэнного антенной поля? Как экспериментально опрахелить плоскость поляри- зации поля сиыметричного зибрвтора? 13. С какой целью црниеняется з экспериментальной установке "У-колено". Пояснить принцип его работы. 14.

Какой элемент установки слуяит иэмерительыой линней? Какие параметры этой линии влияют на точность измерений А' 15. Обьяснить принцип работы металлических изоляторов, используемых з установке. 16, В чем заключается супнссть ц)нтового питания вибратора, применяемого в устзновю? 17. Квк экспериментально находят входное сопроткакенне вибратора7 18. Как экспериментально находят малые значения йаз 7 19.

Чво называется амплитудной и фвзсвой харазтеристикэми излучения7 Как снниввт эиплатудвуп диаграмму направленностнт Р а б о т а 21. ЗПСИЕДЭМНИЕ НЮРАВКЕН%Х ОТВЕТВИТЕ)ЕЙ И НИПМПННП ЫЬТРОВ )П) ОВЯаЩЦ)К ПОНОСНОНК ЛжИНК Яда щЩуы - изучение принципа действие нзправленнмх отзетвителей (НО) и направхенных фильтров (Нз) нэ сзязанныс полосювых линиях; теоретическое и вксперныентальноз определение характеристик НО я Нй; ознакомление с устройством автоматического измерителя К„. и приобретение навыкоэ работы с нны. Пс отсека аб о оте При полготовке к лабораторной работе несбходиюг - изучить теоретический материал и проверить знания по юнтрольнны вопросам, зменмнмся в юнце описания лабораторной работы. Мннимазьно необхо)ваяй для взполнення лабораторноА работы материал наломан нике. Лсполмительный материал мокко найти в еле)цчзпсс книгах: по тюрин поюсювнх даний передачи - в ) 5, гл.

2); по вопросам юнстррированмя НО - в [6, с. 133-188); по сумествуппим типам н особенностям расчета НО н НФ - в 17, с. 22-27 ) и в [8, гл. 23); - ознакомиться с описанием лабораторной установки, устройством и принципом действия автоматического иэмервтакя я; типа Р2-8 н прадстояпими измерениями и требовэнмлмм к сфо)взхэннв отчета. После этого необходимо подготовить будупий отчет с эапнсьп этапов работы я необходимых пояснения: - внполиптв расчетное заделке и завюатв вго в отчете о прквадением расчетвнх формул, пдфровпх длинах к окончательных результатов, а танке таблиц о получэнннмк даюаии а графккт.

Вариант 1 настоякей работы посвлкен нзпрвахвнноыу отвэтвителв, а вариант 2 - направленному фильтр~. Рабочее ослабление в первичной линии нрщхставляет собой отновение мощностей на входе и выходе первичной липин: с з = й7 еР. (Р~ /Рз) ° (21 4) Качество согласования НО характеризуется коэффициентом стоячей Волны (л' ) или коэффициентом бегущей ВОлны ( л' ) Во ВхсднсЙ линии передачи, когда к остакыпн плечам устройства подключены согласованные нагрузки.

Фазовые соотноюения НО характеризуют относительную разность лы или абсолютные значения фвэ юх выхолных волн нвпрякений От Вет 8ыт ели, Полоса пропусквния НО опрелеляется полосой частот, в п(ед которой рабочие параметры ответвителя ухулиаютси на допустимую величицу. 1 Тч Рис. 21 2. Направленный ответвитель с лкцевой связью: 1 - согласованная нагрузка; 2 - отверстия для крепежных винтов; В - йолоскозмй проводник; 4 и  — основания верхней и никией полосковой платы НО; 5 - ВЧ разъем; 7 — дизлектрйческая проклалка Рассмотрим принцип работы НО на одинаковых связанных линиях передачи с волнами типа Т. Пусть к плечу 1 НО (рис. 21.2) подключен генератор, а остальные плечи нагруиены нв согласованные нагрузки. В таком НО на участке связи длиной Л , которая обычно равна Л /4 (Л вЂ” длина волны в линии), вторичная линия 2-4 расположена вблизи первичной линии 1-О и связана с ней элеитромагнитнььз полем.

В первичной линии от плеча 1 к плечу 3 распространяется бегущая волна, электрическое поле которой наводит в линии 2-4 ЭПС, создающую з укаэанной линии тои, растекающийся от участка связи в противополоиные стороны, а за счет зозлейстзия магнитного поля на ллнию 2-4, з послелней создается ток, текущий з направлении от плеча 4 и плечу 2. Фазозые и амплитулные соотновения изиду токами, проте<зющими в линии 2-4, изино обеспечить такие, что в плечо 4 токи придут в противофазе, а в плечо 2 - в фазе.

Танин образом, ответвитель на связанных линмях будет являться ответвнтелеы с обратной направленностью (см. рис. 21.1,а). лнзлив работы такого отзетвителя будем проводить нетодом сннфазного и протмзофаэного эоэбундении (рмс. 21.3). Рнс. 21.3. Схема вилючення генераторов синфаэного и противофазного возбувдения ответвителя При смнфазном возбундении в проводниках связанных линий воэникввм токи, равные по величине н текущие в одном направлении. В случае противофвзного возбундения токм, вознвхамзне в празавнииах, равны и протмвополовно направлены. Если навонить )цмг на друга поля обоих видов воэбуидения, то нетрудно эвматить, что у одного проводника они будут складываться, а у другого вычитаться.

Пры этом больная часть энергии ионцентряруется у синего иэ проводников. Таким образом, задача исследования ответвитввя на одинаковых свяэаннмк линиях сзодмтся к описании процессов в двух однородных линиях передачи с волновыми сопротивлениями у, при сннфазном и ~о~ при противофаэном видах возбувдения, отлйчамзимися от волнового сопротивления )о, которое имеет кмхвая линия без учета злйяния на нее другой линии. Расчетная схема такого ответвителя представлена на рис. 21.3, где под линией 1 подразумевается первичная лянмя НО, х плечу 1 которой подключен генератор с виевтродввнущей сивой 2Е и внутренним сопротивлением )о . Все остальные плечи нагрунены на сопротиаиенкя нагрузок л'„,е . На основе принципа оуперпоэиции такое воэбуздзнне монне представить в вахе суммы ЗПО сиифззного зозбунхения Е, и противофазного Е,, как показано на рис.21.3.

В этом случае, зходное сопротизление кнздой лкник определяется охеэуыэям образом: при синфазнон возбукденик у~ ~Я У - ~" ~„.,Е~В ' где д д Х «зкеитрнческая данна участка сзязанных линнИ; ля. при протизофазнам возбуадении г -,Е, „(р~уб ' Знаа входные оопротиьяения линий, мокно знчислить веяичицу парцнаяьных токов и парциаяьнжс напрэаений на входах ответзитехя: Е У 7 2 Е К++ .г„' += - "=,.г„ сг Е 0'=Т2 ЕХ+- ~о+2 +- - - +2 Полыме напряиения на входах 1 и 2 ответзитеяя будут 7 т+ (~+- ) э = 5~1 ~~ФЕсли утол Ю оточитыэать от выходной кхзмнной пяоокости (от плеч 3, 4), то мекно получить значения нзпряккнкй в ямбом сечении яиний 1 и П.

В частности, при д О из привахенныс соотноиений сяедузт, что У,т =2т = о, р; = О; — и полные взпрнхе- Е ния на выходах 3 к 4 У =Е, У О, что подтве)мает накачке э обратной нзпраэяеннооти в раооматркваемом НО. Лия зычиоиения переходного осяабления необходимо опредеяить отнонение напрянений (~э и К: и. и.. ' ° -Ср г..2 (21.5) г„гэ г,~ — т +1 +- (у+2 ) Пели теперь принять, что ) =К~„~, (21.6) и обозначить через а' отнонение нзприненнй при электрической дхинв участка овяэзнных линий В = 90о, то ыоино получить сяедуание ооотномения: ,/Рь+ Е5 — - 5 с= 5о+ь — +5 5о+ (21.7) (21.В) Прн изменении электрической длины Ю участка связанных линий соотнопения мпхду нзпрлиениями будут определяться формулами: /осюЕю д (21.9) савв = % Р - '- В.,хЕпе (21.10) СУ У 5-мх соэ д+5хЕФсб Использовав полученные форнулы, запинав соотноивния для основ- ных характеристик НО.

Плина волны в симметричной полосковой линии, работзипей на основном типе волнм, Л = Л55)5Л, где,) — длина волны в свободном пространстве. Квк правило, длина участка связи Л =Л,/о, (21. 12в) где Л, — средняя длина волны в линии. Электрическая длина участка связанных линий Ю с учетом влияния диэлектрика (21.11) д= — Š— )5л Л ЗбС Убп' Л л (21.12б) С,', =5С го —,, 5 (21.13а) Л С = 50 Еу [У+(5-к~) сЕ~ ~В ) (21.13б) Рабочее затухание первичной линии з соответствии с фориулами (21.4) и (21.10) имеет вид С =ЕСТ~ — = 5СЕΠ— ' ('5- "-эхб)=С'.ЛС, (21.14) ~з )з )х 5их 5х ~з' При Л = Л, и г = Л,/4, В = 90о Переходное ослабление НО в соответствии с формулами (21.1) и (21.9) С, =5СЕУ вЂ” „= 5С ЕУ вЂ”, ~5 ~5-их) сЕдх9 ~= С, ь 5) С,, (21.13) где С,', = той~,',, где 3С = 10Еу (1-м созлЮ) Использовав состнощении (21.9) и (21.10), получим коэффициент деления мощности ,г 2 С =Иг~~4-'~ =Ц)~, ' =с ЛС (21 1В) гл )мл ~ э клзгмЮ гз лз ° С' = ~Ого '-"', ДС = -~Сглаз','В.

лз г ил ' лл В соотноиениях (21.13)... (21.15) С,', С,', С - параметры НО на средней частоте (при электрической длине участка связанных линий Ю = 90 ),А С, > ИС,л, АСл — отклонения параметров НО от их средних значащий в рабочем диапазоне частот.