Знания по теории физических процессов, происходящих при распространении радиоволн вдоль длинной линии, нагруженной на конце

МГТУ МАИ

Отчёт о лабораторной работе

на тему: Исследование длинной линии студента: 932 группы

А

оценка: _______________

преподаватель:

Серпухов 2008

Цель занятия:

-  Углубить и закрепить знания по теории физических процессов, происходящих при распространении радиоволн вдоль длинной линии, нагруженной на конце, и приобрести практические навыки по измерению емкости и индуктивности с помощью длинной линии.

-  Приобрести навыки научного анализа и обобщения полученных результатов.

-  Приобрести навыки по выполнению основных правил техники безопасности при работе с лабораторным оборудованием.

Оборудование и аппаратура:

1.  длинная линия, с согласующим устройством;

2.  генератор высокой частоты ГЗ-19А (Г4-120);

3.  измерительный прибор на базе микроамперметра М-24;

4.  набор нагрузок.

Схема лабораторной установки:

Схема измерительного прибора:

Порядок выполнения работы:

1. Подключить к длинной линии генератор Г3-19А (Г4-120) через согласующее устройство. Убедиться, что антенна измерительного прибора не касается проводов длинной линии по всей ее длине.

2. Измерить диаметр проводов и расстояние между ними. Вычислить волновое сопротивление длинной линии по формуле:

, Ом

3. Рассчитать длину волны генератора по формуле:

, м, где f – частота генератора, определяемая по шкале генератора.

Измерить длину волны в линии λ_Л, измерив расстояние между двумя минимумами или между двумя максимумами при разомкнутом конце линии. Расстояние между двумя измеренными узлами соответствует λ_Л/2,. Объяснить, почему λ_Г ≠ λ_Л.

4. Осуществить режим стоячих волн при разомкнутой линии. Перемещая каретку измерительного прибора вдоль линии снять распределение напряжений и построить график. Осуществить режим стоячих волн при коротком замыкании на конце линии. Снять распределение напряжений вдоль линии и построить график. Сравнить два полученных графика и сделать вывод.

5. Замкнуть линию накоротко на самом конце и определить искусственный конец линии, который находится на расстоянии λ_Л/4 от короткозамыкающей перемычки. С помощью измерительного прибора убедиться, что в этой точке максимальные показания прибора (если прибор зашкаливает, то уменьшить выходное напряжение генератора). В дальнейшем все виды нагрузок следует подключать к искусственному концу длинной линии.

Осуществить режим бегущих волн, для чего в искусственный конец длинной линии подключить активное сопротивление R_Н ⁼ Z_В. Перемещая каретку измерительного прибора вдоль линии снять распределение напряжений и построить график.

6. Осуществить режим смешанных волн, для чего в искусственный конец длинной линии подключить активную нагрузку R_Н > Z_В или R_Н < Z_В. Снять распределение напряжений вдоль линии и построить график. Рассчитать теоретически коэффициент бегущей волны по формулам

Для случая  = R_Н > Z_В

Для случая  = R_Н < Z_В

Определить коэффициент бегущей волны из построенного графика. Сравнить полученные величины.

7. Измерить емкость конденсатора, подключив его в искусственный конец линии. Измерить расстояние Δl от искусственного конца линии до ближайшего минимума. Определить величину "удлинения" линии l_Д (величину отрезка длинной линии, заменяющего подключенную емкость):

Определить величину емкости по формуле:

Оценить погрешность измерений.

8. Измерить индуктивность катушки, подключив её в искусственный конец линии. Измерить расстояние Δl от искусственного конца линии до ближайшего максимума. Определить величину отрезка длинной линии, заменяющего подключенную индуктивность l_Д.

Определить величину индуктивности по формуле:

Оценить погрешность измерений.