- •Техническая электродинамика
- •Приборы и методики измерений в свч-диапазоне
- •Описание измерительной установки
- •Основные свойства и характеристики волн в вс
- •Экспериментальное определение коэффициента отражения от исследуемой нагрузки
- •Измерение малых кбв («метод вилки»)
- •Контрольные вопросы
- •Т-волны в длинных линиях
- •Плоская волна свободного пространства
- •Конфигурация силовых линий полей в длинных линиях
- •Вектор напряженности магнитного поля в т-волне
- •Вектор напряженности электрического поля в линии
- •Т-волны
- •Волны напряжения и тока длинной линии
- •Связь коэффициента отражения с сопротивлением нагрузки
- •Согласованная линия
- •Несогласованная линия
- •Режим стоячей волны
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Волны в волноводах
- •Волноводы. Два класса волн. Волновые уравнения
- •Мембранное и дисперсионное уравнения
- •Граничные условия
- •Поля в волноводе
- •Собственные функции и поперечные волновые числа
- •Критические частоты волноводных мод
- •Поля мод на частотах выше и ниже критической
- •Длина волны и фазовая скорость в волноводе
- •Волна основного типа прямоугольного волновода h01
- •Конфигурация силовых линий основного типа поля
- •Перенос мощности по волноводу
- •Режим бегущей волны
- •Режим смешанных волн
- •Элементы волноводного тракта, используемые в работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Трансформация сопротивлений отрезками длинных линий
- •Входное сопротивление линии
- •Свойства входного сопротивления линии
- •Короткозамкнутая линия
- •Отрезок линии как трансформатор сопротивления
- •Круговая диаграмма сопротивлений
- •Определение нормированной проводимости по нормированному сопротивлению с помощью круговой диаграммы
- •Привязка линии к диаграмме по кбв и минимуму напряжения.
- •Определение сопротивления нагрузки по кбв и местоположению минимума напряжения
- •Включение в линию передачи трансформирующих отрезков с волновым сопротивлением, отличным от волнового сопротивления основного тракта
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Волны в коаксиальной линии при произвольной нагрузке
- •Поле т-волны в коаксиальной линии
- •Погонные параметры коаксиальной линии
- •Коэффициент отражения и импеданс
- •Суперпозиция падающей и отраженной волн
- •Круговая диаграмма
- •Порядок выполнения работы
- •Расчет параметров коаксиальной линии
- •Расчет входных характеристик отрезка коаксиальной линии
- •Варианты заданий к работе
- •Контрольные вопросы
- •Одношлейфное согласование волновода с нагрузкой
- •Входная проводимость линии
- •Расчет входных сопротивлений и проводимостей в линиях с последовательными или с параллельными неоднородностями
- •Нормированные сопротивления и проводимости
- •Индуктивные и емкостные диафрагмы в волноводах
- •Проблема согласования нагрузки с линией передачи
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование волноводных четырехполюсников с поперечными неоднородностями
- •Волноводные многополюсники и их матрицы рассеяния
- •Экспериментальное определение элементов s-матриц четырехполюсников с поперечной неоднородностью
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Согласование линии передачи с нагрузкой в пакете программmicrowaveoffice
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Содержание
Экспериментальное определение элементов s-матриц четырехполюсников с поперечной неоднородностью
1.Антисимметрично рассеивающий (АСР) четырехполюсник с потерями.Волновой ЧП с потерями (рис. 7.9) состоит из двух волноводов А и В; в широкой стенке волновода А прорезана узкая поперечная щель, связывающая его с волноводом В, в котором имеется поглотитель. Так как поперечная щель является антисимметрично рассеивающей неоднородностью, то ее матрицаS, отнесенная к плоскостям,, имеет вид (7.19). При определении ее элементов достаточно найти модульи фазудиагонального элемента и электрическую длину ЧП. Для этого необходимо измерить геометрическую длину ЧПи определить длину волны в волноводе А, тогда
При определении необходимо пользоваться методикой измерения коэффициента отражения, изложенной в 1–3, а именно, подключить к концу ИЛ короткозамыкатель (КЗ), измерить координаты двух соседних условных конца,и определить длину волны. Затем вместо КЗ подключается ЧП, нагруженный на втором входе на согласованную нагрузку (СН); измеряется КБВ и. Находится модульи смещение минимумаи определяется фаза. Для определения=необходимо воспользоваться (7.19). ПересчетS-матрицы к плоскостиF осуществляется умножением ее элементов на. Эквивалентная схема, соответствующая совмещенным плоскостям отсчета, представляется последовательным сопротивлением (см. рис. 7.8, б), которое рассчитывается по (7.25).
Рассмотрим пример расчета параметров антисимметрично рассеивающего ЧП с потерями, длиной Результаты эксперимента:возрастает от нагрузки к генератору. Результаты расчета приведены в табл. 7.1.
Таблица 7.1
|
|
|
|
|
|
|
40 |
630o |
0,47 |
16 |
-4 |
108o |
18o |
Комплексные величины S-параметров и эквивалентного сопротивления:
2. Реактивный сильно отражающий симметрично рассеивающий ЧП с поперечной неоднородностью.Этот ЧП имеет структуруS-матрицы типа (7.28) с верхним знаком. Из (7.28) видно, что для нахожденияS-матрицы необходимо определить фазовый уголэлементаи электрическую длину ЧП. В отличие от п.1 здесь можно опустить измерение КБВ, а модулиивычислять по (7.28). Формулы (7.29,а), (7.30) определяют эквивалентную проводимость ЧП.
Рассмотрим пример расчета параметров реактивного сильно отражающего симметрично рассеивающего ЧП длиной Результаты эксперимента:;возрастает от нагрузки к генератору.
Результаты расчета приведены в табл. 7.2.
Таблица 7.2
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
72o |
0,707 |
0,707 |
16,65 |
-8,15 |
135o |
18o |
S-параметры и эквивалентная проводимость:
Изложенный метод дает приемлемую точность, если коэффициент отражения достаточно высок (), минимумы достаточно глубоки и их местоположенияопределяются сравнительно точно. В случае слабо отражающих ЧП () минимумы будут неглубоки (не «остры»), и их положенияопределить с большой точностью не удается, что приводит к ошибкам при вычислениях.
3. Реактивный слабо отражающий ЧП с поперечной неоднородностью.Слабо отражающими ЧП являются, например диафрагмы с большим размером окна и штыри, сильно смещенные к узкой стенке волновода. Набор измеряемых величин тот же, что и в п. 1.
Значение КБВ, близкое к единице, измеряется достаточно точно, а положение минимума измеряется с погрешностью, и поэтому неточно определяется фаза коэффициента отраженияДля уточненияиспользуются (7.28), (3.42):
(7.0)
Из уравнения (7.31) находятся два решения для (рис. 7.11):
Из двух решений ивыбирается то, которое ближе к измеренному. Далее расчет, как в п. 2.
Рассмотрим пример расчета параметров реактивного слабо отражающего ЧП длиной Результаты эксперимента:(определен с ошибкой);возрастает от нагрузки к генератору. Результаты расчета приведены в табл. 7.3.
Таблица 7.3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
128o |
0,105 |
0,996 |
17 |
–5,5 |
–224o |
–96o |
92o |
–224o |
–32o |
Уточненное значение(или +136°) – это то, которое ближе к(рис. 7.11).
S-параметры и эквивалентная проводимость: