Лабы Дроздовский / 3 Лаба / МВТИ_3 лаба

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ФЭТ

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «МВТиИ»

Тема: Измерение характеристик невзаимных ферритовых приборов

Студенты гр. 0207 _________________ Маликов Б.И.

_________________ Горбунова А.Н.

_________________ Щубрет С.Л.

Преподаватель _________________ Дроздовский А.В.

Санкт-Петербург

2023

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение характеристик направленного ответвителя; приобретение практических навыков работы с СВЧ-аппаратурой.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Направленный ответвитель (НО) – элемент СВЧ-тракта, предназначенный для направленного ответвления части мощности падающей или отраженной волн из основного тракта во вспомогательный. Принцип действия направленного ответвителя основан на интерференции волн, возбуждаемых во вспомогательной линии, причем элементы связи располагаются таким образом, чтобы в результате интерференции во вспомогательной линии волна распространялась лишь в одном направлении.

Рис. 1 – Шлейфный направленный ответвитель

Рис. 2 – Направленный ответвитель на связанных линиях передачи

Рис. 3 – Направленный ответвитель Ланге

Основными характеристиками направленного ответвителя являются: переходное ослабление, направленность, развязка, КСВ и рабочая полоса частот. Переходное ослабление определяется отношением мощности, ответвленной в рабочее плечо вторичной линии, к входной мощности первичной линии (на входе 1): A₄₁ = 10lg₍P₄/P₁₎. Направленность характеризуется отношением мощностей на выходах рабочего 4 и нерабочего 3 плеч вторичной линии: A₄₃ = 10lg₍P₄/P₃₎. Развязка НО определяется отношением мощности в нера-бочем плече вторичной линии к мощности на входе первичной линии: A₃₁ = 10lg₍P₃/P₁₎. Направленность, переходное ослабление и развязка являются связанными характеристиками. Поэтому направленность можно определить, например, следующим образом: H = A₄₁ – A₃₁.

СХЕМА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Рис. 4 – Схема измерительной установки

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Графики коэффициента передачи шлейфного направленного ответвителя

Рис. 5 – График зависимости S₄₁ шлейфного направленного ответвителя от частоты

Рис. 6 – График зависимости S₃₁ шлейфного направленного ответвителя от частоты

Рис. 7 – График зависимости S₂₁ шлейфного направленного ответвителя от частоты

2. Графики коэффициента передачи направленного ответвителя на связанных линиях передачи

Рис. 8 – График зависимости S₄₁ направленного ответвителя на связанных линиях передачи от частоты

Рис. 9 – График зависимости S₃₁ направленного ответвителя на связанных линиях передачи от частоты

3. Графики коэффициента передачи направленного ответвителя Ланге

Рис. 10 – График зависимости S₃₁ направленного ответвителя Ланге от частоты

Рис. 11 – График зависимости S₃₁ направленного ответвителя Ланге от частоты

РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ

1. Вычисление направленности шлейфного направленного ответвителя

Рис. 12 – График зависимости направленности шлейфного направленного ответвителя от частоты

Пример вычисления направленности при частоте 5 ГГц:

H = S₃₁ – S₄₁ = -4,15 – (-33,47) = -4,15 + 33,47 = 29,32 дБ

2. Вычисления направленности направленного ответвителя на связанных линиях передачи

Рис. 13 – График зависимости направленности направленного ответвителя на связанных линиях передачи от частоты

Пример вычисления направленности при частоте 5 ГГц:

Н = S₃₁ – S₄₁ = -2,36 – (-13,02) = -2,36 + 13,02 = 10,66 дБ

3. Вычисления направленности направленного ответвителя Ланге

Рис. 14 – График зависимости направленности направленного ответвителя Ланге от частоты

Пример вычисления направленности при частоте 5 ГГц:

H = S₃₁ – S₂₁ = -6,87 – (-12,36) = -6,87 + 12,36 = 5,49 дБ

ВЫВОД

В ходе проведения данной лабораторной работы, были получены данные, на основании которых можно сделать следующие выводы:

Анализируя графики зависимости передаточных характеристик шлейфного направленного ответвителя от частоты (рис. 5, рис. 6, рис. 7), делаем вывод, что основным плечом является плечо 3, то есть на это плечо будут приходить два сигнала с нулевой разницей фаз, соответственно, за счет интерференции двух волн мощность из канала 1 будет поступать в канал 3.

Также, анализируя графики зависимости передаточных характеристик направленного ответвителя на связанных линиях передачи (рис. 8, рис. 9), делаем вывод, что в результате возбуждения первым каналом сигнала во втором канале, на выходе получаем два сигнала на двух каналах. При этом, можем заметит, что на некоторой частоте (порядка 5500 МГц) весь сигнал приходит из первичной линии во вторичную и выходит из нее. Данное явление можно заметить, рассматривая график зависимости направленности направленного ответвителя на связанных линиях передачи (рис. 13).

Анализируя графики зависимости передаточных характеристик направленного ответвителя Ланге (рис. 10, рис. 11) и график зависимости направленности направленного ответвителя Ланге, делаем вывод, что данный направленный ответвитель обеспечивает практически ровную передаточную характеристику на обоих плечах.