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
___________________________________________________________________
Факультет
«Радио и телевидение»
Кафедра
«Техническая электродинамика и антенны (ТЭДиА)»
Лабораторная работа №4 по дисциплине «Устройства СВЧ и линии передачи» «Исследование ферритового вентиля»
Выполнил |
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Велит А.И. |
Проверила |
|
|
Старший преподаватель |
_________________________ |
Коростелева В.П. |
Москва 2024
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с процессами, происходящими в намагниченных ферритах, помещенных в СВЧ электромагнитное поле. Исследовать и настроить макет волноводного ферритового вентиля.
2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1.Схема и описание установки
Рисунок 2.1 – Блок-схема установки
Клистронный генератор 1 СВЧ колебаний работает в диапазоне 4-8 см. С помощью возбудителя, который является обычным коаксиально-
волноводным переходом, в волноводе возбуждается колебание типа 
. Размеры волновода и частота генератора подобраны так, чтобы возбуждение других типов колебаний было невозможно.
На выходе ферритового вентиля 3 включена детекторная секция 4. Сигналы, поступающие с детекторной секции 4, измеряются с помощью усилителя низкой частоты. Внешнее магнитное поле для ферритового вентиля создается электромагнитом 8, который питается от источника постоянного тока 6. Величина тока в обмотке контролируется миллиамперметром 7.
2.2. Измерение параметров при разных частотах |
|
|
|||||||||
Необходимо измерить величину тока I, затухания при обратном |
|||||||||||
включении Nrev (дБ), затухания при прямом включении Nstr (дБ), развязку |
|||||||||||
(Nrev-Nstr, дБ) и вентильный коэффициент B (Nrev/Nstr) на разных частотах. |
|||||||||||
2.2.1 При частоте 4400 МГц |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Таблица 2.2.1.1 – Результаты измерения |
|
|
|
||||||||
|
f440 |
|
l |
I440 |
Nrev_440 |
Nstr_440 |
Nrs_440 |
B440 |
|||
|
(MHz) (mm) (A) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4400 |
|
20 |
1.1 |
|
66 |
|
21 |
45 |
|
3.143 |
|
4400 |
|
16 |
1.1 |
|
66 |
|
21 |
45 |
|
3.143 |
|
4400 |
|
12 |
1.1 |
|
70 |
|
21 |
45 |
|
3.333 |
|
4400 |
|
8 |
1.2 |
|
65 |
|
21 |
44 |
|
3.095 |
|
4400 |
|
4 |
0.8 |
|
49 |
|
28 |
23 |
|
1.884 |
|
4400 |
|
0 |
1 |
|
28 |
|
38 |
-10 |
0.737 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrev_440 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nstr_440 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrs_440 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
|
-10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l (mm) |
|
|
|
|
|
||
Рисунок 2.2.1.1 – График зависимости затуханий при разных |
|||||||||||
|
включениях и развязки от длины углубления феррита |
||||||||||
2.2.2 При частоте 4450 МГц
Таблица 2.2.2.1 – Результаты измерения
f445 |
l |
I445 |
Nrev_445 |
Nstr_445 |
Nrs_445 |
B445 |
(MHz) (mm) (A) |
|
|
|
|
||
4450 |
20 |
1.1 |
66 |
16 |
50 |
4.125 |
4450 |
16 |
1.2 |
66 |
21 |
45 |
3.143 |
4450 |
12 |
1.2 |
68 |
21 |
47 |
3.238 |
4450 |
8 |
1.1 |
69 |
22 |
47 |
3.136 |
4450 |
4 |
0.7 |
50 |
23 |
27 |
2.174 |
4450 |
0 |
1 |
30 |
35 |
-5 |
0.857 |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
67.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrev_445 |
37.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nstr_445 |
22.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrs_445 |
7.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
-7.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
(mm) |
|
|
|
|
|
Рисунок 2.2.2.1 – График зависимости затуханий при разных |
||||||||||
|
включениях и развязки от длины углубления феррита |
|||||||||
2.2.3 При частоте 4500 МГц
Таблица 2.2.3.1 – Результаты измерения
f450 |
l |
I450 |
Nrev_450 |
Nstr_450 |
Nrs_450 |
B450 |
(MHz) (mm) (A) |
|
|
|
|
||
4500 |
20 |
1.2 |
70 |
21 |
49 |
3.333 |
4500 |
16 |
1.3 |
50 |
21.5 |
28.5 |
2.326 |
4500 |
12 |
1.3 |
47 |
22 |
25 |
2.136 |
4500 |
8 |
1.1 |
61 |
21 |
40 |
2.905 |
4500 |
4 |
0.6 |
43 |
23 |
20 |
1.870 |
4500 |
0 |
1 |
23 |
23 |
0 |
1 |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrev_450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nstr_450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrs_450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
|
|
|
|
l |
(mm) |
|
|
|
|
|
Рисунок 2.2.3.1 – График зависимости затуханий при разных |
||||||||||
|
включениях и развязки от длины углубления феррита |
|||||||||
2.2.4 При частоте 4550 МГц |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Таблица 2.2.4.1 – Результаты измерения |
|
|
|
||||||||
|
f455 |
|
l |
I455 |
Nrev_455 |
Nstr_455 |
Nrs_455 |
B455 |
|||
|
(MHz) (mm) (A) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4550 |
|
20 |
1.3 |
|
70 |
|
22 |
|
48 |
3.182 |
|
4550 |
|
16 |
1.2 |
|
78 |
|
22 |
|
56 |
3.545 |
|
4550 |
|
12 |
1.2 |
|
80 |
|
21 |
|
59 |
3.810 |
|
4550 |
|
8 |
1 |
|
62 |
|
22 |
|
40 |
2.818 |
|
4550 |
|
4 |
1 |
|
40 |
|
35 |
|
5 |
1.143 |
|
4550 |
|
0 |
0.9 |
|
28 |
|
40 |
-12 |
0.7 |
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrev_455 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nstr_455 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrs_455 |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
|
-10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l (mm) |
|
|
|
|
|
||
Рисунок 2.2.4.1 – График зависимости затуханий при разных |
|||||||||||
|
включениях и развязки от длины углубления феррита |
||||||||||
2.2.5 При частоте 4600 МГц
Таблица 2.2.5.1 – Результаты измерения
f460 |
l |
I460 |
Nrev_460 |
Nstr_460 |
Nrs_460 |
B460 |
(MHz) (mm) (A) |
|
|
|
|
||
4600 |
20 |
1.2 |
75 |
22 |
53 |
3.409 |
4600 |
16 |
1.2 |
78 |
21 |
57 |
3.714 |
4600 |
12 |
1.2 |
80 |
22 |
58 |
3.636 |
4600 |
8 |
1.1 |
74 |
26 |
48 |
2.846 |
4600 |
4 |
1 |
50 |
50 |
0 |
1 |
4600 |
0 |
0.9 |
26 |
36 |
-10 |
0.722 |
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrev_460 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nstr_460 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nrs_460 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
-10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
(mm) |
|
|
|
|
|
Рисунок 2.2.5.1 – График зависимости затуханий при разных |
||||||||||
|
включениях и развязки от длины углубления феррита |
|||||||||
3.ВЫВОДЫ
Врезультате выполнения лабораторной работы: было произведено ознакомление с процессами, происходящими в намагниченных ферритах, помещенных в СВЧ электромагнитное поле, а также исследован и настроен макет волноводного ферритового вентиля.
По результатам выполнения лабораторной работы были вычислены следующие оптимальные значения: оптимумом положения ферритового элемента в волноводе является 16 мм, оптимумом величины тока в обмотке электромагнита является 1.2 А, оптимумом частоты является 4450 МГц.