Измерительная линия
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Сибирский федеральный университет"
Институт инженерной физики и радиоэлектроники
Кафедра "Радиотехника"
Отчет по лабораторной работе №1
Измерительная линия
Преподаватель А.С. Волошин
Красноярск 2014
План
1. Цель работы
. Ход работы
. Результаты работы
Выводы
1. Цель работы
Изучить устройство измерительной линии, освоить ее настройку и методы измерения на ней. Освоить методику определения нормированных сопротивлений СВЧ-нагрузок с помощью измерительной линии.
. Ход работы
измерительный детектор резонанс волновод
1.Настройка измерительной линии, получение резонанса в камере детекторной секции;
Рисунок 1 - Упрощенная схема измерительной линии типа Р 1-4: 1 - волновод стандартного сечения со щелью; 2 - внутренний стержень; 3 - внешняя трубка; 4 - контактный поршень; 5 - подвижный поршень; 6 - гайка, регулирующая глубину погружения зонда; 7 - внутренняя трубка; 8 - индикаторный прибор; 9 - ВЧ фильтр; 10 - детектор; 11 − зонд.
2.Измерение длинны волны в измерительной линии. Нахождение длины волны в волноводе;
мм, (1)
мм. (2)
Тогда длинна волны в волноводе будет равна:
. (3)
Длинна волны в свободном пространстве:
, (4)
мм - размер широкой стенки (дальняя установка).
. (5)
Тогда частота работы генератора:
. (6)
3.Градуировка детектора, построение зависимости
;
Так как детектор (диод) имеет нелинейную вольт-амперную характеристику, необходимо построить детекторную характеристику. Для этого необходимо провести измерения силы тока протекающего через диод, изменяя положения зонда вдоль измерительной линии, отмеряя по индикатору равные промежутки (10 мкА) и одновременно записывая показания шкалы положения зонда. Затем построить зависимость согласно формуле (7).
, (7)
.
Таблица 1 - Данные измерений
№IA, мкАxi, мм△xi, ммE/E01051,250,000,00021054,603,350,49332055,203,950,57143055,654,400,62754056,104,850,67965056,455,200,71876056,855,600,75987057,256,000,79898057,756,500,842109058,407,150,8911110059,858,600,970
Теперь используя данные таблицы 1, построим детекторную характеристику (см. рисунок 2).
Рисунок 2 - Детекторная характеристика
4.Измерение нормированного сопротивления нагрузки .
Рисунок 3 - Нагрузка измерительной линии
Для расчета КСВН воспользуемся выражением (8).
. (8)
Рассчитаем:
. (9)
По формуле (10) найдем нормированное сопротивление нагрузки .
, (10)
.
(11)
. Результаты работы
1.Проведены измерения длинны волны и частоты генератора (см. таблицу 2);
Таблица 2 - Полученные данные
λ, ммλ0, ммλкр, ммf0, ГГц40,830,55469,8
2.Проведена градуировка детектора;
3.Проведено измерение и нормированного сопротивления нагрузки Ом.
Выводы
Полученные в работе результаты позволяют сделать следующие выводы:
1.Согласно первому пункту работы можно сказать, что λ0< λ< λкр. Такое соотношение согласуется с теорией, так как фазовая скорость света в волноводе больше чем в свободном пространстве, следовательно и длина волны в волноводе будет больше.
Для того чтобы волна распространялась в волноводе, необходимо, чтобы длина волны в свободном пространстве была меньше критической длины волны, для данного волновода, которая зависит от геометрических размеров волновода. Другими словами, необходимо чтобы угол падения вектора фазовой скорости к продольной оси волновода был строго меньше 90°;
2.Проведена градуировка детектора, построена детекторная характеристика;