P2 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 4

Каковы грэфики ДН з трех взаимно перпендикукярных пяоскостях двух одинаково ориентированных полуволновых вибраторов, располсшенных друг от друга на расстоянии Л /4, с токами равной амплитуды, но со сдвигом по фазе в 90 т Б. Каковы ориентировочно расстояния мекду вибраторами и каковы длины вибраторов в директорной антеннет 7. Какой применяется метод расчета токов в вибраторах антенны и какие величины для этого необходимо энатьт ЛИГЕРАТУРА 1.

С а з о и о в Д.М. Антенны н устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1%8. 2. В о с к р е с е н с к и й Д.И., Г о с т и х и н В.Л., С т е и а н е н к о В.И. Основы теории бортовых антенных решетоя.- М.: МАИ, 1367. 3. В о с к р е с е н с к и й Д.И., Г о с т ш х и н В.Л. Антенны н устройства СВЧ (конспект кекций): В 2 ч. Ч.1. М.: МАИ, 1974. 4. Д р а б к и н А.Л., 3 у з е н к о В.Л. Антенно-фидерные ,устройства, - М.: Соз. радио, 1951.

21 В.Воскресенский Д.И.,Гостюхин В.Л., В и т к о А.В. Основы теории бортовых ус~ройств СВЧ (тексты лекций). — М.: МАИ, 1967. Работа Ф 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СОГЛАСУП)(ЕГО УСТРОЙСТВА ПОЛНОВОДНОГО ТРАКТА ПЕРЕДАЧИ зураб - .у у~ рб .,„; у рй ва с тремя реактивными элементами и получение навыков расчета его параметров, экспериментальное исследование в полосе частот многоэлементного согласующего устройства волноводного тракта, получение навыков работы с панорамным измерителем убу'~*, По готовка к лабо то ной боте При подготовке необходимо изучить теоретический материал и проверить знания по контрольным вопросам, имеющимся в конце описания лабораторной работы. Материал по основам теории согласования линий передачи с нагрузкой с помощью трех реактивных элементов (шлейфов) имеется таяне в (1, с.

3911. Для понимания принципа работм согласующего устройства с тремя реактивными элементами необ- ходимо четко знать основы теории Х ррйй регулярной линии передачи, нэпов ленной, например, в (.2, с. 4 л либо в ~3, с. 41. Минимально необходимый для выполнения лабораторной работы материал по теории 1 согласующего устройства с тремя реактивными элементами излоиен в машинописном варианте руководства к лабораторной работе, имеющийся в зеле курсового проектирования ка(р. 40б (в комн. 213 ь „„ 6-го корпуса), В данной работе в волновод- Рис. 4.1 ном согласующем устройстве применены ревятивные элементы в виде штырей. При длине штырей,т,у(у,', характер нх проводимости емкостной, при д >ЛУо — индуктивнърй, В согласующих устройствах обычно используются штыри малой длины, т.е.

при бу~ЛД~; зависимость нормированной проводимости такого г ° ° штыря диаметром а = 0,08Л от его длины в волноводе с соотношением сторон — — показана на рис. 4.1 ( а м 0,72 Л ) . а ~з Ь Расчетное з ание я смешней по готовки При подготовке к лабораторной работе необходимо заранее определить, какие два из трех реактивных эяементов (в виде штырей) будут использованы при согласовании волновода с нагрузкой и рассчитать глубину их погружения; результаты расчетов занести в подготовленный отчет.

Данные по параметрам согяасуемой нагрузки, номинальной длине волны генератора Л и расстоянию л' между согласующими штырями приведены в табл. 4.1 отдельно для каждой бригады студентов в зависимости от выполняемого варианта работы. В табл. 4.1 для нагрузки даны А', и .2т - расстояние от минимуыа напряженности влекл трического поля и до первого согласующего элемента (направление оси (~ и нумерация элементов — от нагрузки к генератору).

Таблица 4 1 Л, гм у~~э~~ ммр Номер варианта Расчеты целесообразно выполнить в следующем порядке: 1. Определить по графикам рис. 4.2 с учетом известных Л К„.у и Х, входную проводимость Щ , Ьу„ волновода в сечении расположения первого согласующего элемента. Необходимая величина реактивной проводимости первого согласующего элемента Б =-фу.," У (О-Ру (4.1) 1 2 3 5 6 7 8 9 10 3,2 3,2 3,2 3,25 3,25 3,25 3,25 3,15 3,15 3,15 2,5 3,0 3,5 2,5 3,0 3,5 2,5 3,0 3,5 2,5 2,60 1,86 5,58 5,75 5,75 0,956 1,912 , 3 23 5,43 5,43 33,4 33,4 33,4 34,5 34,5 34,5 34,5 32,5 32,5 32,5 где Я = 1 — нормированная волновая проводимость волновода.

Необ- ходимая величина реактивной проводимости второго согласующего эле- мента ~,=я Ку (4.2) Табл и ц а 4 2 Помер (, .(г, я'.Г, 2;,/ ~ о г„ у /, Л , К,у См с~м лагр вари- 'Л РФ А/ т " Л л г' мм Ф м„,' ли' Из этик соотношений следует, что при щ, ~.(Р согласование с помощью 1-го и 2-го реактивных элементов невозможно. В этом случае первый элемент не используют ( ~',=ст ), а согласуют с помощью 2-го и 3-го элементов, причем 2-й элемент (номер первый) располагают от нагрузки дальше еще на Лу/4- А (4.3) ° -Ж' Если согласование возможно с помощью 2-го и З-го, то по графикам рис.

4.2 для расчетов необходимо определить входную проводимость волновода в сечении расположения 2-го согласующего элемента. Помимо этого следует иметь в виду, чоо расстояние г' между реактивными элементами в виде штырей по конструктивным соображениям выбрано равным 3/4Лу ; на фиксированной частоте это расстояние эквивалентно расстоянию 1/4 Лу . 2. Рассчитать по формуле (4.1) величину проводимости первого либо второго согласующего штыря в соответствии с результатами расчетов по первому пункту.

Определить по графикам рис. 4.1 глубину погружения А в волновод согласующего штыря в миллиметрах. 3. По формуле (4.2) рассчитать величину проводимости второго (третьего) согласующего штыря и определить глубину его погружения. После этого данные расчетов внести в таблицу подготовленного отчета; целесообразная форма таблицы соответствует табл. 4.2 либо табл. 4.3 в зависимости от используемых для согласования штырей. Зкспе иментзльная часть Описание установки и ее схема. Лабораторная установка, располохенная на столе, состоит из канорамного измерителя К~у Р2-81, волноводного согласукщего устройства (в нескольких вариантах) и волноводной несогласованной нагрузки (в нескольких вариантах). Злектрическвя схема лабораторноЯ установки приведена на рис. 4.3. Рис.

4.3 Панорамный измеритеяь К„.у Р2-81 (в,цальнейшем — измеритель) состоит иэ генератора качающейся частоты 1 (ГКЧ), гибкого коаксивльного кабеля СВЧ 2, коакснально-полноводного перехода 3 (НИ)), двух направленных волноводных ответвителей 4 и 5 вместе с детекторами и поглощающими нагрузками (в дальнейшем 4 - детектор падающей волны, 5 - детектор стременной волны), индикатора /с~у и ослабления Я2Р-67 с электронно-лучевой трубкой - б (в дальнейшем — индикатор). Два входа индикатора соединены низкочастотными коаксиальявцк кабелями 7 с низкочастотными выходами детекторов падающей и отрешенной волн, а третий вход таким ке кабелем - с низкочастотным выходом (АРМ) блока СВЧ ГКЧ. Последний кабель обеспечивает передачу сигнала для автоматическоЯ регулировки выходной мощности ГКЧ.

К выходу СВЧ детектора отрешенной волны 5 подключается волноводный согласуцщий четырехполюсник 8, к другому плечу четырехполюсника подключается согласуемвя нагрузка 9. Помимо указанных связей ГКЧ и индикатор соединены мелду собой многопроводным кабелем, необходимым для синхронизации их работы и органиэации двух меток на экране электронно-лучевой трубки. Многопроводный кабель на схеме рис. 4.3 показан пунктиром (подключается со стороны задних панелей ГКЧ и индикатора).

Детекторы падающей и отракенной волн одинаковы по устройству и принципу работы. Основой детектора является направленный ответвитель с большим переходным ослаблением на волноводах сечением 23х10 мм. Вторичный волновод этих ответвителей с одного выхода нагружен на согласованную нагрузку, а с другого - на детекторный диод СВЧ. Диоды находятся в рахиме квадратичного детектирования и поэтому подаваемые с них на индикатор выпряьшенные напрякения пропорциональны мощностям падающей и отракенной волн, проходящих в основных волноводах ответвителей.

Выпрямленное напряление с детектора падающей волны является опорным, оно с помощью системы АРМ поддеркивает с высокой точностью выходную мощность ГКЧ на одном уровне, по нему в индикаторе калибруется сигнал с детектора отрешенной волны. На экране индикатора калибровочный уровень представлен прямой горизонтальной линией- линией электронного визира, а сигнал отрешенной волны чаще всего получается в виде неровной горизонтальной линии, располагающейся тем нике, чем меныэе его мощность, т.е. чем лучке согласована нагрузка с волноводом (линией передачи).

Внизу экрана имеется третья прямая линия, состветствукщая уровню нулевой мощности отрешенной волны, Отсчет числового значения l~,у производится по шкале индикатора при совмещении на его экране линии электронного визира с линией отрешенной волны э выбранной точке; перемещение линии электронного визира осуществляется путем вращения соответствующей ручки. Частоту сигнала в той или иной точке отракенного сигнала мозно определить по поколению одной из двух меток (в виде тонких полохительных импульсов) на линии электронного визира; перемещение меток осуществляется вращением ручек на ГКЧ, а частота считывается с его светшкегося цифрового табло.

Диапазон рабочих частот измерителя от 8,24 до 12,05 ГГц, полоса качания частоты от 120 МГц и до перекрытия всего диапазона. Погрешность определения частоты не превыюает 240 МГц; более точное определение частоты долкно производиться по подключаемому волномеру, не входящему в комплект измерителя. Выходная мощность СВЧ ГКЧ порядка 1 мВт, частога ее амплитудной модуляции 100 кГц, наименьший период перестройки частоты — 0,08 с.

На рис. 4.4 схематически показана лицевая панель индикатора с указанием тех органов, с кото)лэми приходится манипулировать в данной работе; то ке самое моино сказать и об иэобрзленной на Рис. 4.5 лицевой панели ГКЧ. Рис. 4.4 н а ь 27 26 29 йо Рис. 4.5 Согласушмий волноводный четырехполюсник 8 (см. рис. 4.3) иыеет реактивные эяеиенты в виде штырей диэметром 2,5 ьаа. Для какдой иэ трех частот задания четырехполшсник выполнен в трех вариэнтах— с тремя штырями с расстоянием мекду ними /=у/уЛу и Х/Хяу, третий вариант имеет четыре штыря с расстоянием ишаку ними 3/улу. Несогласованная нагрузка 9 выполнена в шести вариантах — для келлоге значения /~~у , укаэанного в табл.