12 лабораторная 17 вариант

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра ЭМПиВ

Лабораторная работа №12

по дисциплине «Общая теория электромагнитных полей и волн»

по теме:

«Измерение сопротивления нагрузки и настройка волноводной линии в режим бегущей волны»

Студент:

Группа: БИК

Преподаватель: Шушков А. В.

Москва 2025

Цель работы

1.1 Ознакомление с методикой измерения эквивалентных сопротивлений волновода по найденному распределению поля в волноводе.

1.2 Приобретение навыков пользования круговой диаграммой полных сопротивлений.

1.3 Ознакомление с методикой настройки волноводов на бегущую волну путем включения неоднородности.

Блок-схема лабораторной установки

1 - генератор СВЧ колебаний, работающий в диапазоне 30....37,5 ГГц;

2 - возбудитель волны типа (коаксиально-волноводный переход);

3 - измерительная линия;

4 - согласующая секция;

5 — нагрузка.

Домашний расчёт

№ варианта	Кбв	Задача №1
			Направление смещения
17	0,15	0,08	к нагрузке

К_бв = 0,15 - коэффициент бегущей волны.

- нормированное расстояние, являющееся отношением длины рассматриваемого участка линии к длине волны в линии.

Нормированное расстояния до точки, определяющей Z_н ведётся в направлении, противоположном заданному направлению смещения.

Расчёт сопротивления нагрузок и соответствующих им входных сопротивлений линий с помощью круговой диаграммы

Рисунок 1 - круговая диаграмма полных сопротивлений (красные линии – 17 вариант)

Построение графиков активной и реактивной составляющих входного сопротивления по данным из таблицы

Входные сопротивления:

Рисунок 2 - график действительной (активной) и мнимой (реактивной) составляющих входного сопротивления

Определение места включения и проводимости согласующего элемента для нагрузок

Рисунок 3 - круговая диаграмма полных сопротивлений для определения места включения и проводимости элемента для нагрузок

Результаты определения места включения согласующего элемента:

, ед.
Тип элемента	Ёмкостный штырь	Индуктивная диафрагма
, ед.	0.38	0.13
, ед.	1.75	-1.75

Экспериментальная часть

Установка параметров стимулирующего сигнала:

0,0003 + j0,0074 см

0,0003 + j0,0073 см

Определение длины волны в волноводе в режиме КЗ:

Λ = 2(-4-1,5) = 11 = 110 мм

Определение положения узла в волноводе:

Координаты узла в волноводе z0

+1,5

+0,5

Измерение проводимости нагрузки:

G + jB = 0,0105 – j0,0043 см

0,525 – j0,215

Определение места включения согласующего элемента:

Настройка волновода в режим бегущей волны:

КСВ = 1,008

Координата места включения на шкале согласующей секции = 1,9

Глубина погружения штыря = 1,2

Определение полосы согласования:

Вывод:

По данным работы мы можем сделать следующие выводы:

С помощью круговой диаграммы полных сопротивлений были рассчитаны нормированные сопротивления нагрузки и эквивалентные сопротивления для различных сечений волновода. На основе этих данных построены графики активной и реактивной составляющих эквивалентного сопротивления. Также определены место включения и проводимость согласующего элемента для достижения режима бегущей волны. Практическая часть работы подтвердила теоретические расчёты: волноводная линия была настроена в режим бегущей волны с использованием емкостного штыря, что позволило минимизировать отраженные волны и обеспечить эффективную передачу мощности. Результаты работы демонстрируют важность согласования нагрузки с волновым сопротивлением линии для уменьшения потерь и повышения эффективности работы СВЧ-устройств.