lab_4c (Волноводные устройства, использующие ферриты)

Московский институт радиотехники, электроники и автоматики

(технический университет)

Лабораторная работа № 4с

«Волноводные устройства, использующие ферриты»

по курсу:

«Антенны и устройства СВЧ»

Москва 2005

Цель работы:

Ознакомление с эффектами, возникающими в намагниченном феррите, и изучение волноводных устройств, использующих эти эффекты.

1. Схемы проводимых измерений

а
) Вентиль

1 - генератор, 2 – развязывающий вентиль, 3 – аттенюатор, 4 – измерительная линия, 6 – детекторная секция, 7- индикатор.

б) Циркулятор

1 – генератор, 2 – развязывающий вентиль, 3 – аттенюатор, 4 – измерительная линия, 5 – согласованная нагрузка, 6 – детекторная секция, 7 – индикатор (усилитель 28-ИМ).

2. Результаты измерений исследуемых устройств

L_ПР – прямые потери;

L_ОБР – обратные потери

L' – потери без устройства;

L'' – потери с устройством;

В – вентильное отношение;

1) Вентиль 3ВВС - 103

а) в прямом направлении

б) в обратном направлении

2) Вентиль 3ВВС – 1004

а) в прямом направлении

б) в обратном направлении

3) Y – циркулятор

а) в прямом направлении

б) в обратном направлении

4) Циркулятор на двойном щелевом мосте

а) Направление – приемник – антенна

б) Направление – передатчик – антенна

в) Направление – передатчик – приемник

г) Направление – приемник – передатчик

д) Направление – антенна – приемник

е) Направление – антенна – передатчик

3. Фазовращатель на круглом волноводе

1,7 – прямоугольные волноводы, 2 – плавный переход от прямоугольного к круглому волноводу, 3 – круглый волновод, 4 – намагничивающая катушка, 5 – ферритовый стержень, 6,8 – поляризаторы.

Фазовращатель на круглом волноводе основан на использовании явления зависимости магнитной проницаемости для волны с круговой поляризацией от величины намагничивающего поля Н₀. Изменение магнитной проницаемости означает изменение электрической длины участка волновода с ферритом или изменение фазы сигнала на выходе устройства в сравнении с некоторым опорным сигналом.

Поляризатор 8 преобразует волну Н₁₁ со входа 1 в волну с вращающейся поляризацией, обычно, с левым вращением. Эта волна проходит через отрезок круглого волновода с намагниченным ферритом. Изменение магнитной проницаемости приводит к изменению фазовой скорости волны и, следовательно, изменению фазы поля на выходе фазовращателя.

Другой поляризатор проводит обратное преобразование волны с вращающейся поляризацией в линейно поляризованную волну, которая проходит на выход фазовращателя.

4. Выводы по проделанной работе

1) Техническая оценка исследуемых устройств:

а) вентили

В прямом направлении потери слишком велики, а в обратном – вполне приемлемы. Отсюда можно сделать вывод, что устройства нежелательно использовать из-за больших прямых потерь.

б) Y – циркулятор

В прямом направлении потери малы, в обратном – тоже. Отсюда можно сделать вывод, что устройство нежелательно использовать из-за возможных помех, обусловленных отражением волны от нагрузки на вход.

в) циркулятор на двойном щелевом мосте

Результаты получились неудовлетворительными из-за проведения измерений не на рабочей частоте циркулятора. Измерения показали, что при прямом прохождении волна испытывает большие потери, при обратном – малые, а также, что не осуществлена развязка между передатчиком и приемником.

2) Качественная оценка источников погрешностей всей измерительной установки

Возможными источниками погрешностей могут быть:

- нестабильность работы клистрона в генераторе;

- неточность установки значений на аттенюаторе;

- плохой электрический контакт между соприкасающимися поверхностями исследуемого прибора и измерительной установки из-за их многократных переборок;

- нестабильность работы индикатора.

Наибольшее влияние на результат оказывают первый и третий источники погрешностей.