Изучение элементов волноводных трактов, страница 17

В линии передачи с произвольной нагрузкой эти два равенства никогда не выполняются одновременно. Однако из рассмотрения диаграммы проводимостей следует, что на окружности произвольного ôô всегда имеются четыре точки (  A, B, C, D ), в которых одно из условий согласования выполняется .

В точках  А  и  С  равна нулю реактивная проводимость, но активная не равна 1. Подключением  в эти точки трансформатора сопротивлений можно добиться выполнения и второго условия.

В точках  B и  D активная проводимость равна волновой  =1, однако наряду с ней имеется и реактивная. Компенсируя реактивную проводимость  посредством включения параллельного настроечного шлейфа ( отрезка линии разомкнутого или замкнутого на конце ), можно достичь согласования.

Таким образом, при расчете согласования нужно найти координату точки, куда следует включить шлейф и узнать его длину. На диаграмме проводимостей ( Рис.2 ) можно найти расстояние между точкой минимума напряжения и точкой  согласования ( например точкой  В ), проводя радиусы через эти точки, измерив угол между ними, отсчитанный в сторону генератора, и переведя его в расстояние. После этого место включения согласующего параллельного шлейфа указано. Для расчета его длины сосчитаем значение реактивной проводимости в точке согласования , которую должен компенсировать шлейф, и нанесем на диаграмме проводимость шлейфа . Пусть шлейфом является отрезок линии, замкнутый на конце, коэффициент отражения в нем по модулю равен 1, и движению вдоль шлейфа соответствует перемещение по внешней окружности диаграммы. Идя от конца шлейфа ( точке короткого замыкания соответствует = ¥ ) в сторону генератора до значения , определяют его длину  l_шл .

Заметим, что определение длины шлейфа графическими построениями, показанными на рис.2, справедливо только в том случае, когда шлейф выполняется из отрезка ЛП с тем же волновым сопротивлением, что и основная линия. Если такое условие не выполняется , то на диаграмму наносится приведенная проводимость шлейфа

,

где Z_вшл -волновая проводимость линии, из которой выполнен шлейф.

В качестве согласующего может быть выбран и разомкнутый шлейф, тогда в точку  нужно идти от нулевой проводимости ( соответствующей холостому ходу в конце шлейфа ), и его длина будет на  0.25l больше. Обычно для согласования берут шлейф короткозамкнутый, конструктивно более удобный. Поэтому на диаграмме согласование показано для точки  В, хотя оно может быть выполнено и в точке  D  тоже двумя шлейфами.

Согласование последовательным шлейфом выполняется аналогично, только следует пользоваться диаграммой сопротивления.

Согласующий элемент всегда стремятся разместить возможно ближе к нагрузке, чтобы на большей части ЛП был согласованный режим, поэтому, когда расстояние определяют от точки минимума напряжения, точку согласования перемещают в сторону нагрузки на целое число полуволн.

4. Описание лабораторной установки

В состав  лабораторной установки ( рис. 3 ) входят: генератор СВЧ колебаний, симметрирующее  устройство для перехода к двухпроводной измерительной линии, образованной отрезком ЛП, перемещаемым зондом с диодным детектором и связанным с ним микроамперметров и шкалой отсчета положений зонда.

Рис.3. Схема установки

На рабочем месте имеется набор различных нагрузок ( антенн или сосредоточенных сопротивлений ) и отрезок линии с подвижным короткозамыкателем, используемый в качестве параллельного шлейфа. Волновые сопротивления линии  и шлейфа   указаны на рабочем лабораторном месте. В конце линии имеются гнезда для подключения нагрузок. Рабочий диапазон частот измерительной линии 400 - 500 МГц.

   5. Задание к лабораторной работе

( выполняется при подготовке к работе )

5.1. Ознакомившись с описанием работы, составьте план экспериментальных исследований.

5.2.Подготовьте бланки для занесения экспериментальных данных и расчета согласования.

    6. Выполнение работы

После собеседования с преподавателем по результатам предварительной подготовки, допущенные к работе студенты выполняют программу исследований с учетом  корректив, внесенных при собеседовании. Все экспериментальные данные обрабатываются непосредственно в лаборатории и в таком виде предъявляются преподавателю после выполнения каждого пункта.