СВЧ / Лаб-СВЧ-общ-вопросы

Контрольные вопросы к лабораторным работам по курсу “Электродинамика СВЧ”

ИЗМЕРЕНИЕ ПОЛНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ВОЛНОВОДНОГО ТРАКТА В ДИАПАЗОНЕ САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛН

Общие вопросы

1. Волноводные диафрагмы индуктивного и емкостного типа. Их геометрия. Доказать, что диафрагмы эквивалентны проводимости индуктивного или емкостного типа, шунтирующей длинную линию. При каких условиях справедлива эта эквивалентность?

2. Коэффициент отражения в длинной линии, его зависимость от координаты сечения линии. Коэффициент стоячей волны, его связь с коэффициентом отражения в линии.

3. Связь комплексного сопротивления нагрузки длинной линии с коэффициентом отражения и волновым сопротивлением линии.

4. Определение коэффициента отражения нагрузки по величине КСВ и распределению поля стоячей волны в линии.

Измерение полного сопротивления нагрузки с помощью волноводной измерительной линии.

1. Общая схема генератора миллиметровых волн, порядок его включения. Измерение частоты генерируемых колебаний с помощью волномера, встроенного в генератор.

2. Волноводная измерительная линия, ее устройство. Тип волны в измерительной линии. Структура электрического и магнитного поля волны. Физический смысл настройки измерительной линии. Почему и к каким ошибкам могут привести неточная настройка контура зонда и контура детектора? Как определяется КСВ линии в случае линейного и квадратичного детектирования сигнала?

3. Что такое “условный конец линии”, методика его определения. Зачем нужно знать положение условного конца линии?

4. Методика определения полного сопротивления элементов волноводного тракта. Зачем после диафрагмы, сопротивление которой измеряется, включается согласованная волноводная нагрузка? Что можно (в принципе) включить вместо согласованной нагрузки?

Измерение полного сопротивления нагрузки с помощью поляризационного измерителя сопротивлений.

1. Генератор Г4-82, возможные режимы его работы. В каком режиме он используется при измерении сопротивления диафрагмы, при замене измеряемого волноводного элемента и почему?

2. Селективный микровольтметр, принцип его работы. Почему при выполнении лабораторной работы прибор используется в селективном режиме?

3. Поляризационный измеритель полных сопротивлений. Типы колебаний в основном волноводе, в вспомогательном круглом волноводе, во вращающейся детекторной секции, структура полей в них.

4. Почему максимум и минимум отсчета сигнала вращающейся детекторной секции определяют КСВ в основном волноводе? Какой будет зависимость сигнала от угла поворота детекторной секции (в случае линейного и квадратичного детектирования) при наличии чисто стоячей волны в основном волноводе и почему?

5. Зачем после диафрагмы, сопротивление которой измеряется, включается согласованная волноводная нагрузка? Что можно (в принципе) включить вместо согласованной нагрузки?

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНОЙ ЛБВ ТИПА О

1. Пространственные гармоники, отличие от частотных гармоник. Прямые и обратные пространственные гармоники – что это такое?

2. Замедляющие системы: назначение, типы, коэффициент замедления.

3. Назначение магнитного поля в ЛБВ типа О и М. Траектория движения электрoна в магнитном поле.

4. Почему ЛБВ может самовозбудиться? Какие условия должны быть выполнены для этого? Как предотвращается самовозбуждение в ЛБВ?

5. При каких упрощающих предположениях строится линейная теория ЛБВ?

6. Как зависит коэффициент усиления ЛБВ от длины замедляющей системы и от амплитуды входного сигнала? Что такое “начальные потери” в ЛБВ? Чем объясняется их наличие в ЛБВ?

7. Конструкция и принцип работы аттенюатора, направленного ответвителя, ферритового вентиля.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО КЛИСТРОНА

1. Резонаторы. Чем обусловлено применение тороидального резонатора в клистроне? Какие еще типы резонаторов могут применяться в клистроне? Чем обусловлены потери в резонаторе клистрона?

2. Векторные диаграммы напряжений и токов в двухполюснике. Объяснение зависимости частоты генерации клистрона от напряжения на отражателе при помощи векторных диаграмм. Зависит ли частота генерации от напряжения на резонаторе? Почему частоту регулируют напряжением на отражателе, а не на резонаторе?

3. Чем определяется глубина модуляции скорости электрона в клистроне? Что выгоднее: увеличивать глубину модуляции изменением постоянного напряжения на отражателе и резонаторе или уменьшением расстояния между сетками резонатора? Почему?

4. Почему в волномере 35-ИМ для измерения длины волны (и частоты) используется коаксиальный резонатор? В чем основное отличие волн в коаксиальных (двухпроводных, полосковых и т.п.) линиях от волн в волноводах типа трубы? Что такое ТЕМ, ТЕ, ТМ, Н, Е – волны? Какие из типов волн могут распространяться в указанных линиях и волноводах?

МАТРИЦА РАССЕЯНИЯ ВОЛНОВОДНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА

1. Дать определение матрицы рассеяния. Записать матрицы рассеяния реального и идеального (недиссипативного) взаимного четырехполюснка.

2. Что такое плоскость отсчета при измерении коэффициента отражения?

3. Связь между коэффициентом отражения и КСВ. Как определяется КСВ при квадратичном детектировании?

4. Схема эксперимента для определения элементов матрицы рассеяния четырехполюсника.

5. Методика определения элементов матрицы рассеяния. Особенности определения элементов матрицы рассеяния взаимного четырехполюсника.

ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ НА СВЧ

Общие вопросы

1. За счет чего нагревается измерительный элемент калориметрического измерителя мощности СВЧ?

2. Определить знак погрешности измерителя мощности, обусловленной наличием стоячей волны в волноводе.

3. Чему равна максимальная относительная погрешность измерения прибора класса точности 15 (20, 25)?

4. Принцип работы поляризационного аттенюатора.

Термисторный измеритель

1. В чем суть метода замещения?

2. Почему изменением внешнего тока можно сбалансировать мост термисторного измерителя мощности? Какой мост называется сбалансированным?

3. Можно ли в измерителе мощности использовать терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС)?

4. Какой из методов использования термисторного моста точнее, и почему?

Термоэлектрический измеритель

1. Чем отличается согласование генератора с волноводом (линией) от согласования термоэлектрического датчика с входом УПТ?

2. Какие преимущества дает использование П-образного волновода?

3. С какой целью в измерителе используется УПТ с преобразованием типа “модулятор-демодулятор”? Можно ли в данном случае использовать УПТ без преобразования?

ИЗМЕРЕНИЕ ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАТОРОВ

1. Резонатор СВЧ и его добротность. Собственная (ненагруженная), нагруженная и внешняя добротность резонатора. Чем определяется собственная добротность резонатора? Что такое критический режим работы резонатора?

2. Структура электромагнитного поля колебаний типа Н_10m в прямоугольном резонаторе, Н_11m и Н_01m в цилиндрическом резонаторе.

3. Экспериментальная установка и методика определения добротности резонатора по резонансной характеристике для проходного и отражательного резонатора.

4. Определение добротности резонатора методом декремента.