4. Измерение малых кбв («метод вилки»)

1. Для определения малых КБВ (КБВ < 0,2...0,3) можно воспользоваться формулой

(1.0)

где – расстояние между точками, симметрично расположенными относительно точки минимума, в которых значение квадрата напряженияв два раза больше квадрата напряжения в точке минимума(рис. 1.7);– длина волны в линии (или волноводе):

(1.0)

2. Вывод формулы (1.30) основан на представлении распределения напряжения вдоль линии типа (1.5):

(1.0)

где – расстояние от точки минимума напряжения:

до точки с координатой , в которой определяется напряжение.

Из (1.32) выводится формула для функции – квадрата напряжения, нормированного кв линии (или волноводе):

(1.0)

Из (1.33) легко получить формулу для КБВ:

(1.0)

Полагая q = 2 (1.31) и представляя (1.34) рядом Маклорена по степеням малого параметра1 можно получить формулу для КБВ:

(1.0)

Из (1.35) очевидна формула (1.30).

3. Порядок измерения малых КБВ.

1) подсоединить нагрузку к концу линии (или волновода) с заведомо малым КБВ;

2) установить ручки измерительного прибора и генератора СВЧ в положения, при которых можно отчетливо наблюдать уровень квадрата минимума напряжения и его удвоенного значения 2на одной шкале индикатора;

3) установить зонд (каретку) измерительной линии в точки, где ; записать отсчеты по шкале измерительной линииии определить их разность:Плавное движение каретки (зонда) осуществлять в одном направлении, подводя ее к отсчетным точкамис одной стороны (с левой или с правой) для исключения влияния люфта каретки на точность измерений. На рис. 1.7 движение каретки показано стрелочками (пунктиром) слева направо.

4) измерить длину волны в линии (или в волноводе) и определить КБВ по формуле (1.30).

1. Контрольные вопросы

1. Какова принципиальная схема измерительной лабораторной установки и назначение основных ее элементов?

2. Для чего необходимо использовать гармоническое электромагнитное колебание, модулированное меандром?

3. Какова конструкция и принцип действия измерительной линии?

4. Какова общая аналитическая запись волн в волноводах и длинных линиях?

5. Какова интерференционная картина распределения электромагнитного поля в волноводах и аналогичная картина напряжения и токов в длинных линиях?

6. Что такое коэффициент отражения в длинных линиях? Какова его зависимость от продольной координаты, отсчитываемой от конца линии (волновода)?

7. Как выражается уровень напряжения в точках минимума и максимума электрического поля, через модуль коэффициента отражения?

8. Каково расстояние между двумя соседними минимумами напряжения в длинных линиях (волноводах)? Обоснуйте ответ.

9. Что такое КБВ и КСВ? Как они выражаются через модуль коэффициента отражения?

10. Как измерить модуль и фазу коэффициента отражения?

11. Что такое условные концы длинной линии (волновода)? Как измеряется их местоположение?

12. Как измерить КБВ «методом вилки»?

2. Т-волны в длинных линиях

Цель работы:Изучение свойствТ-волн, а также волн напряжения и тока в длинной линии, измерение коэффициентов отражения от различных нагрузок, длинной линии.

1. Плоская волна свободного пространства

Плоская волна представляется известными формулами:

(2.0)

где – орты декартовой системы координат, перпендикулярные направлению распространения волны, т. е. осиz.

Из формул (2.1) видно, что вектора напряженностей электрического и магнитногополей взаимно перпендикулярны () и синфазны, отношение их модулей равно волновому сопротивлению свободного пространства:. Продольные составляющие поля отсутствуют:;. Такие волны называются поперечными электромагнитными волнами,Т-волнами.