Описание установки и метода по измерению малых ослаблений. Измерение малых ослаблений на СВЧ. Схема установки

3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание установки и метода по измерению малых ослаблений

Измерение малых ослаблений на СВЧ представляет собой определённые трудности. Поэтому предложено использование кольцевой системы, где ослабление накапливалось бы в исследуемом образце с каждым пробегом волны.

Рис.16 Схема установки

1 - кольцевая система; 2 – вентиль; 3 – фазовращатель; 4 – направленный ответвитель; 5 - устройство вывода; 6 – индикатор; 7 – генератор; 8 - устройство крепления образца.

Генератор качающейся частоты предназначен для использования в качестве источника СВЧ сигнала в составе панорамного измерителя коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) типа Р2-53.

Принцип действия ГКЧ 53 включает в себя блок управления и блок СВЧ №4   7,8-10,3Ггц.

Сменный блок СВЧ вставляется в блок управления и соединяется с последним электрически через разъем.

Основным блоком СВЧ является генератор СВЧ, включающий в себя генераторную головку, стабилизатор напряжения и вентиль.

Генераторная головка выполнена на диоде Гана, генерирующем в диапазоне частот от 5,6 до 12,05 Ггц.

В качестве перестраиваемого высокодобротного контура генератора используется сфера из монокристалла феррита с двумя витками связи, помещенными в поле тороидального электромагнита.

Перестройка частоты генератора в широком диапазоне осуществляется изменением величины магнитного поля, создаваемого электромагнитом при изменении величины тока, протекающего в его катушке.

Зависимость между величиной магнитного поля, а следовательно и между величиной тока, протекающего по катушке электромагнита с частотой генерации прямопропорциональная.

Стабилизатор напряжения предназначен для подачи на диод Ганна напряжения смещения, преобразованного из напряжения постоянного тока (12,6 В) и управляющего напряжения (0-10 В).С целью улучшения амплитудно-частотной характеристики требуется устанавливать оптимальное значение напряжения смещения, линейно падающее от -15 до -6 В, что и обеспечивается управляемым стабилизатором напряжения. Для исключения влияния внешней цепи СВЧ тракта на режим генерации на выходе генераторных головок установлен развязывающий вентиль. На выходе генератора СВЧ установлены фильтры нижних частот, ограничивающие прохождение гармоник.

Излучение генератора (7) через направленный ответвитель (4)вводится в кольцевую систему (1), в которой возбуждаются бегущие волны. С помощью направленного ответвителя огромное число волн, стремящееся к бесконечности, распространяется по контору в направлении, указанном на рис.16.

Волноводное кольцо выполнено из отрезков прямоугольного волновода. В состав кольца включены два направленных ответвителя для ввода излучения в кольцо и ответвления части мощности в детектор. Поворотные элементы выполнены в виде плавных переходов. Использование таких переходов обусловлено необходимостью осуществления режима бегущих волн в широком диапазоне и для избежания отражения. Для возможности использования высокой рабочей частоты в широком диапазоне использовался волновод с малым сечением. Ширина волновода составила 3см, а высота – 1 см. Поверхностный слой внутренних стенок волновода напылён алюминием.

Направленный ответвитель имеет высокую степень направленности и практически исключает распространение волны в обратном направлении, но некоторая их часть движется в обратном направлении. Путём использования вентиля (2) происходит подавление волны движущейся в обратном направлении, которая в силу своего малого количества и короткого пути до вентиля не оказывает никакого влияния. Индикатором (6) измеряются значения max и min амплитуды бегущей волны, которые образуются при изменении электрической длины кольцевой системы за счет изменения параметров фазовращателя (3) и пробегают полный круг.

В данной установке был использован фазовращатель, на волноводном Y-циркуляторе. Циркулятор – согласованный надиссипативный невзаимный многополюсник, в котором передача мощности происходит в одном направлении с входа I на вход II, с входа II на вход III и т. д. В данной установке был использован шестиполюсный Y-циркулятор. Волноводные Y-циркуляторы выполняют на основе H-плоскостного