Техническая электродинамика: Сборник лабораторных работ (Режимы работы линий передачи. Исследование волноводных четырехплечих (гибридных) соединений), страница 11

,                                                (7)

где    .                                                                                (8)

По сравнению с резонансной диафрагмой колебательный контур, образованный двумя диафрагмами, расположенными на расстоянии , имеет большие габариты, но проще в изготовлении и в меньшей степени уменьшает электрическую прочность волновода, особенно, если в качестве реактивных элементов используются индуктивные диафрагмы или штыри. В приложении 4 приведены схемы основных видов неоднородностей и их параметры, необходимые для теоретических расчетов.

3. Измерение параметров реактивных неоднородностей

Измерение параметров неоднородностей определяется применяемой эквивалентной схемой, описывающей включение неоднородности, которая, в свою очередь, зависит от метода измерений. Наиболее часто применяется метод согласованной нагрузки, схема которого показана на рис.2.

Рис.2. Схема измерений параметров неоднородностей методом согласованной нагрузки

Неоднородность рассматривается как параллельно включенная в волновод реактивная нормированная проводимость jB'. Согласованная нагрузка обеспечивает режим бегущей волны за неоднородностью, при котором входное сопротивление в любом сечении волновода (от неоднородности до нагрузки) равно волновому сопротивлению

.                                    (9)

Здесь  – характеристическое сопротивление волновода, работающего на основном тоне волны ;  – волновое сопротивление по напряжению и передаваемой мощности [1, с. 146 – 147].

Поэтому эквивалентная схема нагрузки в сечении расположения неоднородности представляет параллельное включение нормированных значений проводимостей реактивной неоднородности и активной нормированной проводимости волновода

.                                                (10)

В результате подключения комплексной нагрузки в волноводе измерительной линии образуется смешанная волна, распределение поперечной составляющей амплитуды электрического вектора поля вдоль линии которой показано на рис. 3 штриховыми линиями.

Расположенная в сечении А неоднородность с учётом согласованной нагрузки образует комплексную проводимость нагрузки , которая определяет режим работы линии передачи (положение минимумов и максимумов интерференционной картины поля, отсчитываемое от нагрузки и значение ). При квадратичной характеристике детектора

,                                            (11)

где  и  – показания индикатора.

Рис. 3. Пояснение методики измерений

1 – распределение поперечной составляющей амплитуды электрической составляющей поля при коротком замыкании выходного фланца измерительной линии; 2 – распределение поперечной составляющей амплитуды электрической составляющей поля при подключении отрезка волновода с неоднородностью и согласованной нагрузкой

Расстояние от нагрузки до положения минимума

,                               (12)

где m – количество полуволн.

Входная проводимость в произвольном сечении линии передачи

,                       (13)

так как значение  не влияет на значение тангенса.

Известно, что в плоскости минимумов [1, с. 196] нормированная проводимость

имеет чисто активное сопротивление и по величине равна коэффициенту стоячей волны. Поэтому выражение для  можно записать в виде

.                               (14)

Отсюда записывается последнее выражение относительно :

.                                  (15)

Так как  – вещественное число, то значение мнимой составляющей  в (13) должно быть равно нулю, поэтому можно получить условие этого равенства в виде

.                                   (16)

Последнее выражение (16) может быть использовано для проверки правильности результатов измерений.

Можно рассматривать в сечении расположения неоднородности эквивалентную схему, представляющую параллельное включение нормированных значений реактивного сопротивления неоднородности и сопротивления волновода

.

В этом случае

.                               (17)