2. Описание лабораторной установки
Общая часть структурной схемы лабораторной установки для исследования направленных ответвителей приведена в разделе методические указания. Здесь опишем только некоторые особенности структурной схемы измерительной установки (рис. 8), связанные со спецификой исследования ответвителей.
Рис. 8
Детекторная секция 11 с измерительным усилителем 8 может последовательно подключаться к каждому плечу ( I,II,III,IV,V,VI) направленного ответвителя. Внешний вид используемого в работе направленного ответвителя приведен на фотографии.
Направленный ответвитель
В работе используются также металлическая пластина для создания при необходимости режима короткого замыкания в линии передачи, три согласованные нагрузки 10 для обеспечения режима согласования исследуемого ответвителя со стороны его плеч, остающимися свободными.
3. Порядок выполнения работы
Изучить конструкции исследуемых направленных ответвителей, методику измерения их основных характеристик, ознакомиться с лабораторной установкой.
Подключить к сети СВЧ генератор 1 и усилитель 8, прогреть их в течении 10–15 минут, после чего установить рабочую частоту генератора по указанию преподавателя и подготовить к работе усилитель (см. соответствующие инструкции по настройке и эксплуатации).
Измерить переходные ослабления двухдырочного и многодырочного направленного ответвителей методом замещения с помощью прецизионного аттенюатора 4 (см. рис. 1). Для этого плечо 1 основного волновода ответвителя подсоединить к выходному фланцу измерительной линии 5, а на плечах III и V вспомогательного волновода детекторной секцией 7 и измерительным усилителем 8 измерить СВЧ мощность при минимальной величине ослабления, вводимого прецизионным аттенюатором 4 (см. рис.1). Выходная мощность СВЧ генератора устанавливается с помощью встроенного в него аттенюатора на уровне, достаточном для того, чтобы стрелка измерительного прибора заметно отклонилась (т.е. примерно до середины шкалы) при максимальной чувствительности измерительного усилителя. При этом к остальным плечам направленного ответвителя (см. рис. 8), на которых в данный момент СВЧ мощность не измеряется, необходимо подсоединить согласованные нагрузки. Затем уровень мощности на плече II основного волновода введением дополнительного затухания прецизионным аттенюатором 4 довести до уровня мощности, который был зафиксирован на плече III (V) вспомогательного волновода. Введенное дополнительное затухание будет равно переходному ослаблению С ответвителя (или коэффициенту переходного ослабления).
Измерить направленность Dответвителей изложенным методом замещения. Для этого необходимо зафиксировать величину мощности на плече V направленного ответвителя при минимальной величине ослабления аттенюатора 4, а затем установить этот уровень мощности на плече III с помощью прецизионного аттенюатора 4. Введенное ослабление будет равно коэффициенту направленности ответвителя (направленность).
Исследовать зависимости коэффициентов ослабления (С)и направленности (D) ответвителей от рабочей частоты ( f ) СВЧ генератора в диапазоне, указанном преподавателем. Сравнить частотные зависимости двухдырочного и многодырочного направленных ответвителей.
Измерить коэффициент бегущей волны КБВ ответвителей методом, описанным в общих методических указаниях. Исследовать частотную зависимость КБВ в указанном преподавателем диапазоне частот.
Измерить коэффициент отражения несогласованной нагрузки с помощью направленного ответвителя. Для этого необходимо к выходному плечу II направленного ответвителя (см. рис.8) подключить несогласованную нагрузку и замерить мощности электромагнитного поля на плечах IIIиV. Затем рассчитать по формулам (4) величины коэффициента отражения и КБВ.
Измерить КБВ несогласованной нагрузки с помощью измерительной линии и сравнить его с рассчитанным в п. 7 значением.