Лабораторочки / 6 / 6лаба

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ТОР

отчет

по лабораторной работе №6

по дисциплине «Техническая электродинамика»

Тема: ОДНОШЛЕЙФНОЕ СОГЛАСОВАНИЕ ВОЛНОВОДА С НАГРУЗКОЙ

Студенты гр. фыв		фыв
		фыв
Преподаватель		фыв

Санкт-Петербург

фыв

Цель работы.

Практическое осуществление одношлейфного согласования волновода с нагрузкой.

Экспериментальные результаты и обработка результатов эксперимента.

1. Нахождение условных концов линии и длины волны в волноводе.

Определяем длину волны в волноводе и сравните ее с расчетным значением.

Можно сказать, что теоретические и экспериментальные данные совпадают в пределах погрешности.

2. Определение входной проводимости подвижной нагрузки.

Рассчитаем относительные расстояния и . Пользуясь круговой диаграммой Вольперта-Смита, определим g_н и b_н.

Если к концу ИЛ подключить нагрузку с некоторым неизвестным сопротивлением, то это сопротивление можно найти, определив КБВ в линии и местоположение минимума напряжения относительно ближайших условных концов и .

Эскиз наблюдаемых измерений приведён на рис. 1.

Относительные расстояния, при :

Рисунок 1 – Эскиз (ось) взаимного расположения условных концов ₁ и ₂.

Определим КСВ и КБВ:

Используя диаграмму Вольперта-Смита (рис. 2 и 3), определим входную проводимость и сопротивление:

Рисунок 2 – Диаграмма Вольперта-Смита.

3. Расчет одношлейфного согласования.

Рассчитаем минимальную длину трансформирующего отрезка l_тр и проводимость реактивного шлейфа jb. Затем найдем размер окна диафрагмы С.

Трансформатор представляет собой отрезок линии длиной l_тр, на входе которого включена параллельная реактивная неоднородность, имеющая нормированную проводимость jb шлейфа.

Отсчет по шкале «к генератору», соответствующий этой точке, равен 0,16, а КБВ = 0,22. Перемещаясь по окружности КБВ = 0,22 к генератору, непременно доходим до точки, через которую проходит окружность g = 1. Отсчет по шкале перемещений, соответствующий данной точке, равен 0,4, а значение реактивной проводимости здесь -0,85. Таким образом, на расстоянии от нагрузки трансформированная проводимость . Чтобы компенсировать реактивную проводимость, проводимость шлейфа нужно выбрать равной . Итак, длина трансформирующего отрезка равна .

Считая b_g = −0,85, рассчитаем размер окна индуктивной диафрагмы:

4. Проверка качества согласования.

Подобрав диафрагму с нужным размером окна С, мы собрали схему. Рассчитаем новый КБВ в ИЛ и посмотрим, насколько мы близки к идеальному согласованию.

Определим новое КСВ: , что примерно в 3 раз меньше результата, полученного ранее. При этом новый КБВ = 0,59.

Путем небольших смещений нагрузки, получим скорректированные значения КСВ и КБВ. , КБВ = 0,94.

5. Проверка качества согласования.

Измерим зависимость КБВ в ИЛ от частоты. Шаг по частоте 100...200 МГц.

Построим зависимость КБВ в ИЛ от частоты:

f, ГГц	9	9,1	9,2	9,3	9,4
Umin,мВ	3	6	16	11	6
Umax,мВ	27	24	17	25	29
КСВ	9	4	1,06	2,27	4,83
КБВ	0,11	0,25	0,94	0,44	0,207

Таблица 1 – Частотная зависимость КБВ.

Рисунок 3 – Частотная зависимость КБВ.

Вывод.

В ходе лабораторной работы было выполнено одношлейфное согласование волновода с нагрузкой с использованием индуктивной диафрагмы.

Экспериментально найдены длина волны в волноводе (47мм) и местоположение условных концов линии. Полученные значения хорошо согласуются с теоретическими расчётами в пределах допустимой погрешности. С помощью круговой диаграммы Вольперта-Смита определены нормированная проводимость нагрузки g_н​ и реактивная проводимость b_н. Значение КСВ до согласования составило ~2,2, что свидетельствовало о неплохом согласовании.

Рассчитаны длина трансформирующего отрезка  и требуемая проводимость шлейфа . На основе этого определён размер окна индуктивной диафрагмы С = 6,7 мм. После установки подобранной диафрагмы значение КСВ снизилось до 3, а КБВ увеличился до 0,59. После дополнительной корректировки положения нагрузки удалось достичь значений КСВ=1,06 и КБВ=0,94, что соответствует хорошему согласованию.

Проведены измерения КБВ в диапазоне частот 9–9,4 ГГц. Наилучшее согласование (КБВ=0,94) достигнуто на частоте 9.2 ГГц, что подтверждает узкополосность использованного метода одношлейфного согласования.