P1, бегущую к выходу 1. Волны, бегущие от отверстий в противоположном направлении, имеют разность хода  , т.е. оказываются в противофазе. Если амплитуды волн от каждой из отверстий равны, то они компенсируют одна другую. Следовательно, если в основном канале существует волна только одного направления, то в этом случае мощность волны P2, бегущей к выходу 2, будет равна нулю. Точно также волна, бегущая в основном канале от нагрузки к генератору (отражённая волна), образует во вспомогательном канале волну, бегущую лишь к выходу 2.
Таким образом, если к выходам 1 и 2 подключить неотражающие (согласованные) индикаторы мощности, то на выходе 1 будем иметь информацию о мощности волны, падающей к нагрузке, а на выходе 2 – отражённой от нагрузки.
Д ля получения одновременной информации о падающей и отражённой волнах необходимо два ответвителя, соединённые так, как показано на рисунке 17.
Рисунок 17 – Принцип работы рефлектометра
При таком соединении сигнал от генератора Г проходит через основные каналы ответвителей НО1 и НО2, попадает на вход испытуемого узла ИУ.
Выход вторичного канала ответвителя НО1 нагружен на детекторную секцию Д1 с индикатором И1, который даёт показания, пропорциональные падающей мощности Р. Выход вторичного канала ответвителя НО2 нагружен на детекторную секцию Д2 с индикатором И2. Его показания пропорциональны мощности, отражённой от испытуемого узла ИУ.
Если коэффициенты передачи детекторных секций равны, а переходные ослабления ответвителей одинаковы, то отношение показаний индикаторов И2 и И1 даёт значение квадрата модуля коэффициента отражения
 , (21)
где i1 и i2– отсчёты по шкалам индикаторов И1 и И2 соответственно.
В настоящее время устройство, показанное на рисунке 17, является основным узлом современных средств измерения – панорамных измерителей КСВН и измерителей комплексных коэффициентов передачи.
Основные источники погрешностей данного метода: неидентичность характеристик ответвителей, детекторных секций и индикаторов; отличие
вольт-амперных характеристик диодов от квадратичной; распределенные потери в основных каналах ответвителей.
10 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Для экспериментального изучения физического принципа действия НО используется установка, структурная схема калибровки которой приведена на рисунке 18.
Рисунок 18 – Схема электрическая структурная калибровки прибора Р2-61
На этом рисунке обозначены:
Р1 – индикаторный блок Я2Р-61 панорамного измерителя КСВН и ослаблений
Р2-61;
G1– генератор качающейся частоты (ГКЧ) панорамного измерителя КСВН и
ослаблений Р2-61;
W1,W2 – рефлектометры падающей и отраженной волн из комплекта Р2-61;
XW1 – волноводно-коаксиальный переход;
XW2 – волноводная согласованная нагрузка из комплекта Р2-61;
А,Б,В,Г,Д – кабели соединительные из комплекта Р2-61.
На рисунке 19 приведена схема электрическая структурная измерения КСВН направленного ответвителя.
Рисунок 19 – Схема электрическая структурная измерения КСВН щелевого НО
на П-волноводе
На этом рисунке обозначены:
А1 – изучаемый направленный ответвитель на П-волноводе;
Р1 – индикаторный блок Я2Р-61 панорамного измерителя КСВН и ослаблений
Р2-61;
G1 – генератор качающейся частоты (ГКЧ) панорамного измерителя КСВН и
ослаблений Р2-61;
W1,W2 – рефлектометры падающей и отраженной волн из комплекта Р2-61;
XW1 – волноводно-коаксиальный переход;
XW2, XW3 – переходы с прямоугольного волновода на П-волновод;
XW4 – согласованная нагрузка на П-волноводе;
XW5 – волноводная согласованная нагрузка из комплекта Р2-61;
А,Б,В,Г,Д – кабели соединительные из комплекта Р2-61.
На рисунке 20 приведена схема электрическая структурная измерения переходного ослабления направленного ответвителя.
Рисунок 20 – Схема электрическая структурная измерения переходного
ослабления щелевого НО на П-волноводе
На этом рисунке обозначены:
А1 – изучаемый направленный ответвитель на П-волноводе;
Р1 – индикаторный блок Я2Р-61 панорамного измерителя КСВН и ослаблений
Р2-61;
G1 – генератор качающейся частоты (ГКЧ) панорамного измерителя КСВН и
ослаблений Р2-61;
W1,W2 – рефлектометры падающей и отраженной волн из комплекта Р2-61;
XW1 – волноводно-коаксиальный переход;
XW2, XW3 – переходы с прямоугольного волновода на П-волновод;
XW4 – согласованная нагрузка на П-волноводе;
XW5 – волноводная согласованная нагрузка из комплекта Р2-61;
А,Б,В,Г,Д – кабели соединительные из комплекта Р2-61.
На рисунке 21 приведена схема электрическая структурная измерения развязки
направленного ответвителя.
Рисунок 21 – Схема электрическая структурная измерения развязки щелевого
НО на П-волноводе
На этом рисунке обозначены:
А1 – изучаемый направленный ответвитель на П-волноводе;
Р1 – индикаторный блок Я2Р-61 панорамного измерителя КСВН и ослаблений
Р2-61;
G1 – генератор качающейся частоты (ГКЧ) панорамного измерителя КСВН и
ослаблений Р2-61;
W1,W2 – рефлектометры падающей и отраженной волн из комплекта Р2-61;
XW1 – волноводно-коаксиальный переход;
XW2, XW3 – переходы с прямоугольного волновода на П-волновод;
XW4 – согласованная нагрузка на П-волноводе;
XW5 – волноводная согласованная нагрузка из комплекта Р2-61;
А,Б,В,Г,Д – кабели соединительные из комплекта Р2-61.
11 УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ
ВНИМАНИЕ!
При подготовке рабочего места необходимо выполнить правила, изложенные в «Инструкции по технике безопасности для студентов в учебной лаборатории», предварительно изучив ее. Изучить раздел «Указание мер безопасности» в «Техническом описании инструкции по эксплуатации» (ТО и ИЭ) к каждому прибору, входящему в установку, и руководствоваться ими при работе.
12 ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ
Для подготовки к измерениям необходимо проделать следующее:
- ознакомиться с краткими теоретическими сведениями;
- ознакомиться с каждым прибором по «Техническому описанию и
инструкции по эксплуатации»;
- собрать рабочее место согласно рисунка 18;
- включить приборы тумблером СЕТЬ и подготовить их к работе в
соответствии с их эксплуатационной документацией;
- провести калибровку прибора;
- выключить генерацию мощности тумблером СВЧ.
13 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- Соберите схему измерения КСВН НО в соответствии с рисунком 19.
- Включите генерацию тумблером СВЧ.
- Проведите измерение КСВН НО со входа 1. Зарисуйте в тетрадь
наблюдаемый визуально отклик сигнала на экране ЭЛТ, отметив особые
точки по частоте.
- Выключите мощность тумблером СВЧ.
- Соберите схему измерения переходного ослабления в соответствии с
рисунком 20.
- Включите генерацию тумблером СВЧ.
- Проведите измерение переходного затухания НО. Зарисуйте в тетрадь
наблюдаемый визуально отклик сигнала на экране ЭЛТ, отметив особые
точки по частоте.
- Выключите мощность тумблером СВЧ.
- Соберите схему измерения развязки НО в соответствии с рисунком 21.
- Включите генерацию тумблером СВЧ.
- Проведите измерение развязки НО. Зарисуйте в тетрадь наблюдаемый
визуально отклик сигнала на экране ЭЛТ, отметив особые точки по
частоте.
- Выключите мощность тумблером СВЧ.
- Выключите прибор тумблером сеть.
- Соберите схему в соответствии с рисунком 18.
14 УКАЗАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ
При оформлении результатов необходимо занести в рабочую тетрадь:
все пункты задания;
функциональную схему лабораторной установки
результаты работы в виде графиков;
выводы по работе и оценку полученных результатов (письменно).
15 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
- Чем обусловлены направленные свойства ответвителя?
- Какие типы направленности Вы знаете?
- Опишите параметры НО?
- Как понимать НО со слабой связью и НО с сильной?
- От чего зависит переходное ослабление элемента связи и чем
определяется его оптимальное значение?
- В чём отличие направленных от ненаправленных элементов связи?
- Объясните конструктивные особенности НО с одинаковыми элементами
связи.
- Опишите конструкцию изучаемого НО на П-волноводе.
- Опишите структурную схему измерительной установки.
- Опишите принцип работы приборов, входящих в установку.
- Как осуществляется связь через малое отверстие в НО по электрическому
и магнитному полю?
- Объясните полученные результаты.
ЛИТЕРАТУРА
Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ, т. 1./ Под ред. академика Н.Д. Девяткова. Учебник для студентов вузов по спец. «Электронные приборы». – М.: Высш. школа, 1970. – 440с.
Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.Н. Справочник по элементам волноводной техники. – М.: Сов. радио, 1967. – 424с.
Вальднер О.А., Милованов О.С., Собенин Н.П. Техника сверхвысоких частот. Учебная лаборатория. – М.: Сов. радио, 1967. – 424 с.
Валитов Р.А., Сретенский В.Н. Радиотехнические измерения. Методы в технике измерений в диапазоне от длинных до оптических волн. – М.: Сов. радио, 1970. – 712 с.
Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. – М.: Энергия, 1969. – 528 с.
6. Сосунов В.Л., Шибаев А.А. Направленные ответвители сверхвысоких
частот. Саратов: Приволжское кн. изд-во, 1969. – 397 с.
Милованов О.С., Михайлик В.И., Смирнов И.А. Направленный ответвитель со связью по широкой стенке. Изв. Вузов СССР// Радиоэлектроника. т.18, №2, 1975. – С.107-111.
Паттерсон. Патент. РЖЭ, №9, 1959. – С. 191
Заргано Г.Ф., Ларцев Н.К., ЛерерА.М., Синявский Г.П., Чекрыгина И.М. Исследование параметров щелевых направленных ответвителей на
П-волноводах. Известия СКНЦ ВШ, сер. естественных наук, №4,
1976. – С.61
Заргано Г.Ф., Ларцев Н.К., Синявский Г.П., Чекрыгина И.М.
П-волноводный щелевой мост.// Всесоюзная научно-техническая конференция «Применение машинных методов для решения краевых задач» – М., 1976, – С.137-138.
Заргано Г.Ф., Ларцев Н.К., Синявский Г.П., Чекрыгина И.М. Щелевые мосты на П-волноводах.// Восьмая межвузовская конференция «Электроника СВЧ». 14-17 сент. 1976г., Ростов-на-Дону: Тезисы докладов. – Ростов-на-Дону, 1976. – С.102
Заргано Г.Ф., Лерер А.М, Михалевский В.С., Синявский Г.П. Расчет полей и критических частот волноводов сложных сечений с учётом особенности на ребре. Известия СКНЦ ВШ, сер. естественных наук, №2, 1976. – С.31
Заргано Г.Ф., Нойкин Ю.М., Синявский Г.П., Чекрыгина И.М. Расчёт щелевых мостов на П-волноводах. Седьмой Всесоюзный симпозиум «Дифракция и распространение волн». 12-14 сент. 1977г.,
Ростов-на-Дону: Краткие тезисы докладов. – М., 1977, – С.89-90.
|
