Давичук А.Г., Смирнов В.В. Введение в теорию и практику исследования устройств сверхвысоких частот и антенн, страница 3

В полностью согласованной идеальной линии отсутствуют потери и отражения, но существует задержка сигнала (комплексная постоянная распространения γ = α + iβ, в линии без потерь коэффициент потерь α = 0, β = ω / V_ф , где V_ф – фазовая скорость).

Важными характеристиками фидера являются амплитудно-частотная (АЧХ) и фазо-частотная (ФЧХ)  характеристики, они характеризуют зависимость амплитуды и фазы составляющих передаваемого по фидеру сигнала от частоты.

Если согласование осуществлено в диапазоне рабочих частот сигнала, то нормированная АЧХ постоянна ( не зависит от частоты). Фазовый сдвиг сигнала в режиме согласования фидера длиной “ l  “

φ= β*l                                     (5)

Если фазовая скорость V_ф сигнала в линии не зависит от частоты, то ФЧХ фидера изображается в виде прямой:

φ= *ω, где  = const.

Групповая скорость распространения сигнала V_гр=   в этом случае постоянна – это значит, что фидер не вносит фазовых искажений в передаваемый сигнал.

2.2. Измерения в фидерных трактах.

Существуют лабораторные измерения параметров фидеров и автоматический контроль этих параметров в рабочем режиме радиоэлектронной системы (РЭС).

2.2.1 Лабораторные измерения входных сопротивлений фидеров.

В общем случае (при отсутствии полного согласования) входные сопротивления фидеров (Ż_вх) являются комплексными и характеризуются двумя независимыми составляющими: модулем и фазой. Поэтому Ż_вх  может быть экспериментально определено путем измерения двух независимых величин (чаще всего К_бв в линии и расстояния Δl/Ʌ_в (Ʌ_в – длина волны в волноводе) между узлом напряжения (поля Е) и сечением линии, где измеряется Ż_вх). Пара этих параметров (К_бв и Δl/Ʌ_в) позволяет с помощью круговой диаграммы однозначно определить Ż_вх в выбранном сечении линии.

Для измерения К_бв и Δl/Ʌ_в используют измерительные линии. Они представляют собой отрезок линии того же типа, что и основной тракт, и включаются последовательно в разрыв тракта (рис.5).

Рисунок 5

Вдоль измерительной линии (ИЛ) в пределах не менее Ʌ_в÷ перемещается каретка с зондом (3), введенным через узкую продольную щель внутрь линии. В прямоугольном волноводе эта щель прорезается посередине широкой стенки. Зонд отбирает малую долю мощности, практически не искажая структуру поля в линии. От зонда СВЧ энергия поступает на детектор (Д). Постоянная составляющая тока детектора подается на индикатор (И).

Перемещая каретку вдоль ИЛ, можно наблюдать распределение поля вдоль линии. Отмечая максимальные (α_max) и минимальные (α_min) показания индикатора и пересчитывая их с помощью градуировочной кривой U = f (α) (рис. 6) в значениях U_max и U_min, можно получить измеренную величину .

Рисунок 6

                  ₍₆₎

Если детектор имеет  квадратичную характеристику, то α = U², а U =  , тогда              К_бв ≈                                                                 (7)

Остается измерить расстояние от узла поля до выбранного сечения Z, где определяется Ż_вх. Если линия изогнута или заполнена диэлектриком, то измерять электрическую длину с помощью обычной измерительной линейки не рекомендуется. Следует в выбранном сечении Z устроить короткое замыкание. Тогда в линии устанавливается стоячая волна с узлами, чередующимися через каждые   . По крайней мере, один из этих узлов наблюдается и на участке измерительной линии. Он отыскивается с помощью зонда, и его положение, отмечаемое на шкале перемещения каретки, принимается за сечение искомого Ż_вх. Действительно, указанное сечение в ИЛ отстоит от сечения Z (которое закорочено) на целое число полуволн. Поэтому входные сопротивления ( без учета затухания ) в обоих этих сечениях одинаковы.

Таким образом, искомое расстояние Δl/Ʌ_в между сечением Z и узлом напряжения при включенной нагрузке просто равно расстоянию на измерительной линии между узлами при коротком замыкании и с нагрузкой.

По круговой диаграмме, зная К_бв и Δl/Ʌ_в определяется значение Ż_вх, при этом поворот на угол Δl/Ʌ_в производится в зависимости от взаимного расположения выбранных узлов. Если  после короткого замыкания при включении нагрузки отмечается величина смещения узла в сторону от генератора, то на круговой диаграмме поворот следует производить по часовой стрелке и наоборот.