Циркулятор СВЧ. Характеристики выбранного циркулятора СВЧ

1. Циркулятор СВЧ.

Циркулятор СВЧ – это согласованный недиссипативный невзаимный многополюсник, в котором передача мощности происходит в одном направлении с входа 1 на вход 2, с входа 2 на вход 3 и т. д. Чаще других применяются шестиполюсные и восмиполюсные циркуляторы для одновременного использования общей антенны на прием и передачу, в параметрических усилителях, в схемах сложения мощностей нескольких генераторов и т.д.

Рис. 1 Условное обозначение.

2. Характеристики выбранного циркулятораСВЧ

Для исследования параметров вентиля СВЧ выберем вентиль, изготовленный на основе стандартного прямоугольного волновода сечением 23*10 мм. Рабочий диапазон данного вентиля от 8500МГц до 12000МГц. Коэффициент передачи равен 0,95.

                                     3. Измеряемые параметры вентиля

1. КСВ в диапазоне частот 9200-9500 МГц

Приборы для измерений:

Измеритель КСВН и ослаблений Р2-45

-исследуемый циркулятор СВЧ.

Методика измерений: КСВ измеряется панорамным измерителем Р2-45, состоящим из генератора качающейся частоты и измерителя. Нижняя частота качания устанавливается на 9200МГц, верхняя – на 9500 МГц. При этом на экране измерителя будет зависимость КСВ от частоты, и совмещая электронный визир с графиком КСВ, считывается его значение по шкале прибора.

Рис. 2 Схема установки.

Структура погрешности:

1) Погрешность калибровки панорамного измерителя Р2-45: (случайная, методическая )

2) Погрешность отсчета шкалы панорамного измерителя Р2-45 ( паспортные данные)

( случайная, инструментальная)

3) Погрешность измерения КСВ панорамного измерителя Р2-45:

(систематическая, инструментальная)

4) Погрешность, обусловленная не идеальностью согласования направленного ответвителя и согласованных нагрузок (систематическая, инструментальная). Оценим эту погрешность:

Пусть параметры ответвителя S11=S12=S31=0.1(КСВ=1,22)    S21=S13=0.9 А S параметры согласованных нагрузок S11=0,05(КСВН=1.1), тогда если на вход 1 подается энергия X Вт, то проходит 0,9Х от входа 1 к 2 , от входа 2 отражается 0,9Х*0,05=0,045Х, от входа 2 к входу 1 проходит 0,045Х*0,1=0,0045Х и из входа 1 выходит 0,0045Х*0,9=0,00405Х «лишней» энергии. Переотражении энергии от входов 1-3-1, если на вход 1 подается энергия X Вт, то проходит 0,1Х от входа 1 к 3 , от входа 3 отражается 0,1Х*0,05=0,005Х, от входа 3 к входу 1 проходит 0,005Х*0,9=0,0045Х и из входа 1 выходит 0,0045Х*0,9=0,00405Х «лишней» энергии  Тогда на вход 1 попадает 0,00405Х*2=0,0081Х «лишней» энергии, хотя должно было попасть всего 0,1Х Вт. Таким образом, если энергия, отраженная от входа 1 и побывавшая в направленном ответвителе оказываются в фазе, то КСВ должен получиться , если в противофазе – , если без «лишней энергии» , отсюда погрешность

Суммирование погрешностей:

Случайная погрешность:

Систематическая погрешность:

2. Коэффициент передачи (S₂₁).

Используемые приборы:

Генератор Г4-126

Ваттметр поглощаемой мощности М3-10А

набор согласованных нагрузок Э9-126

Схема измерения:

Рис. 3 Схема установки.

Методика измерения:

Собрать установку, как показано на рисунке. Настроить генератор Г4-126 на частоту 9400МГц. Повышаем уровень мощности генератора так, чтобы на ваттметре показывалось где то 5мВт. Измерить  и , не меняя уровень мощности генератора. Рассчитать коэффициент передачи по формуле .

Структура погрешности.