2. 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: