Техническая электродинамика: Сборник лабораторных работ (Режимы работы линий передачи. Исследование волноводных четырехплечих (гибридных) соединений), страница 8

Первый способ измерения KCTU заключается в применении калиброванного аттенюатора в схеме измерений. После включения аттенюатора определяют минимальное значение Uмин на одном пределе измерения индикаторного прибора и записывают показание аттенюатора. Затем помещают зонд в пучность интерференционной картины и, не переключая предела измерения прибора, с помощью аттенюатора устанавливают стрелку прибора на Uмин .

,                                           (15)

где Амакс – максимальное ослабление аттенюатора в децибелах (зонд находится в пучности поля); Амин – минимальное ослабление аттенюатора (зонд находится в узле поля).

Второй способ измерения KCTU заключается в следующем. Выбираются две точки на интерференционной кривой вблизи минимума (соответствующие показания U1, U2 на индикаторе), как показано на рис. 3, а затем измеряются положения этих точек относительно положения минимума l1 и l2.

Обозначая отношение

, можно получить соотношение для расчёта KCTU

,                                 (16)

где  – фазовая постоянная.

Длина волны в волноводе lв определяется с помощью измерения положения двух соседних минимумов.

При таком способе измерений необходима высокая точность отсчёта l1 и l2, поэтому следует подключить к измерительной линии индикатор с погрешностью измерений меньше 0,5 мкм. Для удобства измерений можно взять U2=2U1.

Частным случаем описанного выше способа измерений является определение KCTU по измерению значения U1 в минимуме кривой, а затем получения с помощью перемещения зонда вдоль волновода значения U2 = 2U1 и измерение l2, как показано на рис. 4.

Как видно из рисунка, это способ получается из предыдущего при l1 = 0 и m = 2. При этих условиях формула (16) принимает вид

.

Недостаток такого способа заключается в трудности измерений малых значений U1 из-за влияния помех, что приводит к значительным погрешностям определения достаточно больших KCTU.

Рис. 3. Пояснение способа измерений очень больших значений KCTU.

Рис. 4. Пояснение способа измерения не очень больших значений KCTU

4. Подготовка к лабораторной работе

4.1. Изучить описание работы и указанные страницы литературы.

4.2. Выполнить эскизы отрезков прямоугольного, круглого волноводов, коаксиальной линии, микрополосковой линии, диэлектрического волновода. Указать основные типы волн в этих линиях передачи. Зарисовать структуры поля этих волн.

4.3. Изучить способы измерений положения минимумов и KCTU для разных режимов работы линии.

4.4. Выбрать нагрузку и оптимальный метод измерений для каждого из режимов.

4.5. Нарисовать принципиальные схемы измерений для исследования каждого из режимов в соответствии с ГОСТ 2.734-68*.

4.6. Обосновать необходимое число измерений для построения интерференционной картины в каждом из режимов работы. Подготовить таблицы.

5. Порядок выполнения лабораторной работы

5.1. Собрать схему измерений, состоящую из генератора, измерительной линии и нагрузки, необходимой для создания одного из исследуемых режимов.

5.2. Настроить её и методом «вилки» найти положения трёх соседних минимумов. Затем разбить каждый из участков между положениями минимумов на требуемое для достоверности число частей и для каждой точки разбиения измерить значение показаний на индикаторе.

5.3. Произвести измерения, необходимые для определения KCTU в исследуемом режиме работы линии.

5.4. Заменяя нагрузку, создать следующий режим работы. Выполнить пункты 5.2 и 5.3.

5.5. Все полученные данные измерений занести в таблицы.

5.6. Определить длину волны в волноводе, учитывая, что расстояние между двумя соседними положениями минимумов равно половине длины волны в волноводе.

5.7. Зная длину волны в волноводе, определить частоту генератора

.

5.8. Не выключая аппаратуру, показать данные преподавателю.

6. Содержание отчёта

6.1. Построить графики интерференционной картины и сравнить их с теоретическими.

6.2. Отметить соответствие измеряемых значений KCTU режимам работы линии.