- •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
Определение нормированной проводимости по нормированному сопротивлению с помощью круговой диаграммы
Известно
свойство четвертьволнового отрезка
трансформировать нормированное
сопротивление в обратное (см. (4.15)), т. е.
превращать сопротивление в нормированную
проводимость нагрузки. Это свойство
дает возможность определять по известному
нормированному сопротивлению нагрузки
нормированную проводимость нагрузки
.
Известному сопротивлению
соответствует точка на круговой диаграмме
с определенным уровнем КБВ. На расстоянии
,
(половина круга) от этой точки на том же
уровне КБВ находится точка обратного
значения сопротивления
,
а это значение соответствует проводимости
нагрузки:
Теперь вся диаграмма является круговой диаграммой проводимостей с теми же оцифровкой и значением реактивностей.
Привязка линии к диаграмме по кбв и минимуму напряжения.
Ранее было показано (см. (4.2)), что входное сопротивление в сечениях линии, где формируются минимумы и максимумы напряжения, чисто вещественно и равно соответственно КБВ и КСВ в линии (см. (4.9), (4.8)):
Т
очки
на круговой диаграмме, соответствующие
этим значениям, должны, очевидно,
находиться на пересечении кривых
(вертикаль) и
(минимум) или
(максимум). На рис. 4.5 показаны точки,
соответствующие минимуму напряжения
при КБВ в линии, равном 0,5, и максимуму
напряжения при КСВ в линии, равном 3.
Верхнюю полуось на диаграмме сопротивлений
часто называют линией минимумов, а
нижнюю полуось – линией максимумов.
При переходе от сопротивлений к
проводимостям линии минимумов и
максимумов меняются местами.
Определение сопротивления нагрузки по кбв и местоположению минимума напряжения
Допустим,
в ИЛ экспериментально определено
местоположение условных концов
.
Если к концу ИЛ подключить нагрузку с
некоторым неизвестным сопротивлением
,
то это сопротивление можно найти,
определив КБВ в линии и местоположение
минимума напряжения
относительно ближайших условных концов
и
.
Отметим на круговой диаграмме точку
соответствующую
минимуму напряжения (пересечение верхней
полуоси с окружностью известного КБВ
или с окружностью
).
Если теперь переместиться по окружности
фиксированного КБВ на
в сторону генератора или на
в сторону нагрузки, придем в точки
и
на соответствующие условным концам.
Так как условные концы находятся на
расстоянии
,
от конца ИЛ, входное сопротивление в
них равно
(отрезки длиной
сопротивления не трансформируют).
Следовательно, по кривым
и
,
проходящим по диаграмме через
и
,
можно найти
и
(рис. 4.6).

Задача.Нагрузочный конец ИЛ находится справа
от наблюдателя. Отсчеты по шкале
перемещений ИЛ линейно возрастают от
нагрузки к генератору. Отсчеты,
соответствующие условным концам и
минимуму, равны![]()
![]()
Измеренный
.
Найдите
![]()
;
;
направление перемещения по диаграмме
для обоих случаев; нормированное
сопротивление нагрузки.
Решение.Длина волны – удвоенное расстояние
между соседними точками
и
:
.
Расстояние между
и ближайшим
Те же расстояния в долях длины волны:
(перемещение по диаграмме к Г);
(перемещение
по диаграмме к Н). Построение показано
на рис. 4.7. Найденное сопротивление
нагрузки:![]()
Включение в линию передачи трансформирующих отрезков с волновым сопротивлением, отличным от волнового сопротивления основного тракта
В
технике СВЧ часто применяют устройства
(трансформаторы, фильтры и т.п.),
представляющие собой несколько
последовательно включенных отрезков
линий с различными волновыми сопротивлениями
(рис. 4.8,а). На
рис. 4.8,бпоказан простейший
вариант такого включения: к основной
линии, имеющей волновое сопротивление
,
подключен отрезок линии длиной
с волновым сопротивлением
.
К правому концу этого отрезка присоединена
нагрузка с сопротивлением
.
Возможной реализацией такой с
хемы
может быть устройство, изображенное на
рис. 4.8,в: в коаксиальном кабеле
на участке длиной
внутренний проводник утолщен, так что
.
К правому концу отрезка подключается
линия с волновым сопротивлением
,
в общем случае несогласованная.
Задача.В устройстве, показанном на рис. 4.8:![]()
диэлектрик – воздух. Сопротивление
Ом. Длина волны в основной линии и
трансформирующем отрезке
Найдите
и
.
Решение.1. Прежде всего нужно рассчитать волновое
сопротивление коаксиальных линий –
и
:


2.
Далее следует найти сопротивление
нормированное к
:


3.
С помощью круговой диаграммы (рис. 4.9)
определить входное сопротивление
,
нормированное к
по найденному ранее сопротивлению
в сечении А. Точка А на диаграмме (
)
соответствует сечению А в линии; отсчет
по шкале перемещений: 0,23, КБВ = 0,36.
Чтобы найти входное сопротивление в
сечении В, нормированное к
,
т.е.
,
нужно переместиться к генератору на
,
т.е. до отсчета
.
Через точку В на диаграмме, соответствующую
сечению В в линии, проходят кривые
Таким образом, сопротивление
,
нормированное к
,
равно
4. Теперь легко завершить решение задачи:
