Измерительная линия

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

" Сибирский федеральный университет"

Институт инженерной физики и радиоэлектроники Кафедра «Радиотехника»

Отчет по лабораторной работе № 1

Измерительная линия

Преподаватель А. С. Волошин Красноярск 2014

План

• 1. Цель работы
• 2. Ход работы
• 3. Результаты работы
• Выводы

1. Цель работы

Изучить устройство измерительной линии, освоить ее настройку и методы измерения на ней. Освоить методику определения нормированных сопротивлений СВЧ-нагрузок с помощью измерительной линии.

2. Ход работы

измерительный детектор резонанс волновод

1. Настройка измерительной линии, получение резонанса в камере детекторной секции;

Рисунок 1 — Упрощенная схема измерительной линии типа Р 1−4: 1 — волновод стандартного сечения со щелью; 2 — внутренний стержень; 3 — внешняя трубка; 4 — контактный поршень; 5 — подвижный поршень; 6 — гайка, регулирующая глубину погружения зонда; 7 — внутренняя трубка; 8 — индикаторный прибор; 9 — ВЧ фильтр; 10 — детектор; 11? зонд.

2. Измерение длинны волны в измерительной линии. Нахождение длины волны в волноводе;

Для измерения длины волны определим положения двух узлов. Для точного нахождения их положения в волноводе воспользуемся методом вилки. Проведем для каждого узла два измерения, справа и слева от него на равном расстоянии, руководствуясь при этом равными показаниями индикатора; ;; .

мм, (1)

мм. (2)

Тогда длинна волны в волноводе будет равна:

. (3)

Длинна волны в свободном пространстве:

(4)

мм — размер широкой стенки (дальняя установка).

. (5)

Тогда частота работы генератора:

. (6)

3. Градуировка детектора, построение зависимости

;

Так как детектор (диод) имеет нелинейную вольт-амперную характеристику, необходимо построить детекторную характеристику. Для этого необходимо провести измерения силы тока протекающего через диод, изменяя положения зонда вдоль измерительной линии, отмеряя по индикатору равные промежутки (10 мкА) и одновременно записывая показания шкалы положения зонда. Затем построить зависимость согласно формуле (7).

(7)

.

Таблица 1 — Данные измерений

Теперь используя данные таблицы 1, построим детекторную характеристику (см. рисунок 2).

Рисунок 2 — Детекторная характеристика

4. Измерение нормированного сопротивления нагрузки .

Для нахождения необходимо провести измерения с нагрузкой. Для этого требуется заменить заглушку на нагрузку (см. рисунок 3) и измерить I_Amax = 98 мкА, I_Amin = 2 мкА и x_min = 69,5 мм. Затем используя график на рисунке 2, отложить значения тока и найти соответствующие им значения на оси абсцисс.

Рисунок 3 — Нагрузка измерительной линии Для расчета КСВН воспользуемся выражением (8).

. (8)

Рассчитаем:

. (9)

По формуле (10) найдем нормированное сопротивление нагрузки .

(10)

.

(11)

3. Результаты работы

1. Проведены измерения длинны волны и частоты генератора (см. таблицу 2);

Таблица 2 — Полученные данные

2. Проведена градуировка детектора;

3. Проведено измерение и нормированного сопротивления нагрузки Ом.

Выводы

Полученные в работе результаты позволяют сделать следующие выводы:

1. Согласно первому пункту работы можно сказать, что л₀< л< л_кр. Такое соотношение согласуется с теорией, так как фазовая скорость света в волноводе больше чем в свободном пространстве, следовательно и длина волны в волноводе будет больше.

Для того чтобы волна распространялась в волноводе, необходимо, чтобы длина волны в свободном пространстве была меньше критической длины волны, для данного волновода, которая зависит от геометрических размеров волновода. Другими словами, необходимо чтобы угол падения вектора фазовой скорости к продольной оси волновода был строго меньше 90°;

2. Проведена градуировка детектора, построена детекторная характеристика;

3. Анализируя данные третьего пункта работы можно сказать, что характер нагрузки резистивно-индуктивный.