Експериментальна установка

Блок-схема установки, призначеної для вивчення розподілу магнітного поля в поперечному перерізі круглого хвилеводу, показана на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Блок-схема вимірювальної установки

Вона складається із НВЧ генератора 1, феритового вентиля 2, який виключає вплив відбитої хвилі на роботу генератора, плавного переходу з прямокутного хвилеводу на круглий 3, торцевої вимірювальної лінії на круглому хвилеводі 5 з елементом зв’язку 4 і індикаторного приладу 6. Конструкція торцевої вимірювальної лінії показана на рис. 6.3.

Лінія складається з круглого хвилеводу з металевою пластиною на торці. На ній лежить пластина з прямокутним хвилеводом, до якого підключається детекторна голівка. Верхня пластина може рухатися вздовж координат щодо круглого хвилеводу й обертатися навколо осі прямокутного хвилеводу. Поверхні пластин, що прилягають одна до одної, ретельно притерті для забезпечення надійного електричного контакту. Торець прямокутного хвилеводу закритий фольгою з отвором, що є елементом зв'язку прямокутного хвилеводу з круглим.

Рис. 6.3. Торцева вимірювальна лінія

У круглому хвилеводі поширюється основна хвиля – . Дійшовши до пластини з фольгою, частина потужності через елемент зв’язку (отвір) проникає в прямокутний хвилевід, збуджуючи в ньому хвилю . Інша потужність відбивається й поглинається феритовым вентилем.

Конфігурація електромагнітного поля хвилі зображена на рис 6.4. Силові лінії електричного поля показані суцільними лініями, а магнітного – пунктирними.

Силові лінії магнітного поля

Силові лінії електричного поля

Рис. 6.4. Структура електромагнітного поля основної хвилі

З даного рисунка можна побачити, з одного боку, що хвиля не має подовжньої складової електричного поля, а з іншого боку, відповідно до граничних умов, тангенціальна складова електричного поля на металі дорівнює нулю ( ). Тому біля діафрагми з фольги існує тільки магнітна складова електромагнітного поля, яка і збуджує хвилю в прямокутному хвилеводі. Слід врахувати, що в прямокутному хвилеводі може поширюватися тільки основна хвиля ( ), у якої силові лінії магнітного поля паралельні широким стінкам хвилеводу. Тому, якщо вектор напруженості магнітного поля в круглому хвилеводі поблизу отвору має довільну орієнтацію (рис.6.5), то електромагнітну хвилю в прямокутному хвилеводі збуджує тільки компонента , паралельна його широким стінкам. Отже, повертаючи прямокутний хвилевід, можна виділити визначений компонент магнітного поля, наприклад або .

Рис. 6.5. Компоненти напруженості магнітного поля біля отвору

Пересуваючи верхню металеву пластину з хвилеводом уздовж координати r або φ, можна одержати залежність обраного компонента магнітного поля від відповідної координати.