В волноводе и в коаксиальной линии передачи — КиберПедия 

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

В волноводе и в коаксиальной линии передачи

2017-12-12 381
В волноводе и в коаксиальной линии передачи 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

 

Цели работы. Ознакомление с законами распространения СВЧ-сиг-налов в ограниченных средах (коаксиальной и волноводной регулярных линиях передачи). Получение практических навыков измерения СВЧ-сигналов.

Основные положения

Фазовая скорость (v ф) и длина волны (λв) в линии передачи могут отличаться от соответствующих величин для свободного пространства (c; λв). Из анализа дисперсионных уравнений можно получить:

где λкр– длина волны в свободном пространстве; εr, μr– относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды; λкр– критическая длина волны в линии передачи; с – скорость света в вакууме.

Для линий с воздушным заполнением εr= μr=1 и

Наиболее распространенными типами линий передач в СВЧ-диапазоне являются коаксиальная линия и прямоугольный волновод.


Коаксиальная линия передачи. В коаксиальной линии (рис. 1.1, а) могут распространяться волны как дисперсионного, так и бездисперсионного типов. Волной бездисперсионного типа является ТЕМ-волна, для которой λкр= ∞ и λв= λ0.

Структура поля ТЕМ волны показана на рис. 1.1, б. ТЕМ-волна является основной для коаксиальной линии.

Прямоугольный волновод. В прямоугольном волноводе (рис. 1.2, а) могут распространяться только волны дисперсионного типа Hтр и Eтр. Для них

,

где a, b – поперечные размеры волновода.

Наименьшую величину λкримеет волна H 10(волн типов E 0 n не существует), называемая основной модой. Структура поля волны H 10 показана на рис. 1.2, б.

Длину волны λкри частотную дисперсию легко измерить, создавая стоячую волну. Для этого можно, например, расположить в поперечном сечении волновода проводящую стенку (короткое замыкание – КЗ) или образовать в каком-то сечении режим холостого хода (ХХ). Эпюры Е поля приведены на рис. 1.3: а – в режиме короткого замыкания и б – в режиме холостого хода. Для КЗ Г равен –1, для ХХ Г равен +1 (Г – коэффициент отражения).

 

 

Описание лабораторной установки

 
 

Блок-схема лабораторной установки показана на рис. 1.4. Основным узлом установки является измерительная линия, представляющая собой отрезок соответствующей линии передачи, по которой скользит каретка зонда, связанная с измерительной линейкой. Индикатор позволяет определить положение максимумов и минимумов стоячей волны.

Коаксиальная измерительная линия (рис. 1.5) представляет собой цилиндрический проводник, расположенный между плоскопараллельными наружными пластинами. Такая линия является бездисперсионной, и структура полей в ней близка к структуре полей в коаксиальной линии.

Волноводная измерительная линия (рис. 1.6) представляет собой отрезок прямоугольного волновода соответствующего сечения (дисперсия волн в прямоугольном волноводе требует применения различных измерительных линий в разных диапазонах частот).

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему:

§ соединить СВЧ-кабелем выход генератора и вход измерительной линии;

§ телевизионным кабелем соединить выход головки детектора и вход усилителя осциллографа.

2. Включить генератор и осциллограф. Дать прогреться приборам в течение 5 мин.

3. Установить режим работы генератора. Ручкой «MHz» установить нужную частоту f.

4. Установить пределы измерения на осциллографе 1 мВ/см; 0.5 мс/дел.

5. Получить изображение меандра на экране осциллографа:

§ установить ручкой нониуса каретку зонда измерительной линии в среднее положение;

§ ручками настройки получить меандр с амплитудой 2..3 деления осциллографа.

6. Вращая ручку нониуса измерительной линии, отыскать 3 – 4 максимума стоячей волны.

7. Проделать операции пп. 3 – 6 в диапазоне частот 2.5…4.0 ГГц через 100 МГц на коаксиальной и на волноводной линиях. Результаты занести в таблицу.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Теоретические сведения.

3. Блок-схема измерений.

4. Результаты измерений, сведенные в таблицу.

5. Графики λв= F(f) (измеренные и рассчитанные по формулам) для коаксиальной и для волноводной линий.

6. Выводы.



Поделиться с друзьями:

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.012 с.