4. Схема и описание лабораторной установки

Блок-схема измерительной установки показана на рис I. СВЧ ко­лебания создаются генератором 1. Через устройство возбужде­ния волн типа Н₁₁ или Е₀₁ 2 эти

колебания подаются на исследуемую установку. Основным элементом установки яв-

ляется измерительная линия трехсантиметрового диапазона. Линия состоит из круглого волновода 3 с внутренним диаметром, равным 2а. В стенке волновода прорезана продольная щель, вдоль которой пере­мещается зонд с детекторной секцией 4, позволяющий исследо­вать распределение поля в направлении распространения энергии, измерить длину волны в волноводе и коэффициент стоячей или бегу­щей волны (КСВ или КБВ).

Вращающееся сочленение 5 с детекторной секцией 6 позволяет ис­следовать распределение электрического поля в поперечном сечении волновода в зависимости от угловой координаты .

Режим бегущей волны в линии устанавливается при подключении к концу линии поглощающей нагрузки, При измерении длины волны в линии необходимо установить режим стоячей волны. Для этого погло­щающую нагрузку необходимо заменить на металлическую заглушку. В режиме стоячей волны расстояние между двумя соседними минимумами, измеренное вдоль линии, равно половине длины волны в волноводе .

С детекторных секций измерительной линии или вращающегося сочленения сигнал подается на вход измерительного усилители 8, по шка­ле которого производится отсчет. При выполнении работы следует учесть, что уровни напряженности поля, создаваемого генератором в волноводе, невелики, так что характеристики всех типов детекто­ров, используемых в лабораторной установке, можно считать квадратичными. Поэтому при определении нормированного значения напряженности поля следует использовать формулу

, (2)

где – текущие значения поля и показаний индика­тора; – максимальные значения этих величин; – угол поворота зонда вокруг оси волновода.

В Приложении дано описание возбуждения волн типа Н₁₁ и Е₀₁ в круглом волноводе.

5. Задание к экспериментальной части

(выполняется в лаборатории)

1. Исследовать осесимметричную волну типа Е₀₁ в волно­воде круглого сечения.

2. Исследовать основную волну типа Н₁₁ в волноводе круг­лого сечения.

При выполнении задания по пунктам 1 и 2:

а) снять зависимость напряженности поля в поперечном сечении от угловой координаты ;

б) определить коэффициент стоячей волны (КСВ) в линии;

в) определить длину волны в волноводе .

Указанные исследования выполнить на рабочей частоте.

6. Порядок и методика выполнения экспериментальной части работы

Исследование волны Е₀₁

1. Собрать схему установки для возбуждения волны типа Е₀₁ в круглом волноводе и нагрузить тракт на поглощающую нагрузку.

2. Подать сигнал с детекторной секции 6 на вход измеритель­ного усилителя.

3. Плавно вращая сочленение 5 вокруг оси волновода найти поло­жение, соответствующее максимальному показанию индикатора. В этом положении с помощью входного делителя измерительного усилителя стрелку прибора установить почти на максимальное откло­нение в пределах шкалы индикатора. Записать . Значение должно составлять не менее 80 делений шкалы индикатора.

4. Так же, как в п. 3 определить и записать показания индикатора в минимуме . Если отличаются не более, чем на 5%, приступить к выполнению п. 5. При большем отли­чии необходимо немного изменить частоту генератора в диапазоне 9150…9300 МГц так, чтобы удовлетворялось указанное условие. Записать рабочую частоту генератора.

5. Снять зависимость показаний индикатора от угловой координаты в пределах от 0° до 180° через 15°. Результаты измерений внести в таблицу 2.

Таблица 2

, град	0	15	30	45	60	75	90 1С	105 |l20	1200J165	I35	150	165	180

6. Подать сигнал на вход измерительного усилителя с детектор­ной секции 4 измерительной линии, настроить линию на максималь­ный сигнал и определять КСВ в волноводе. Для этого, перемещая зонд измерительной линии вдоль щели, записать значения , измеренные в точках, расположенных вблизи середины щели. Рассчитать КСВ по формуле

.

7. Заменить поглощающую нагрузку на конце волноводного тракта короткозамыкающей заглушкой и определить положение минимумов по­ля вдоль щели измерительной линии.

По результатам измерений определить длину волны в волноводе для Е₀₁. Полученное значение сравнить с расчетным, вычислен­ным на рабочей частоте.

Исследование волны H₁₁

8. Собрать схему возбуждения волны типа H₁₁ в волноводе круглого сечения. Заменить короткозамыкающую заглушку погло­щающей нагрузкой.

9. На вход измерительного усилителя подать сигнал с детекторной секции 6. Не изменяя частоты генератора, выполнить пп. 5, 6 и 7.