- •Вимірювальна лінія
- •Теоретичні відомості
- •Фізичні основи конструкції вимірювальної лінії
- •Проведення вимірів
- •Завдання до експериментальної частини та порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Визначення повного опору кабелю з навантаженням
- •Теоретичні відомості
- •Визначення вхідного опору лінії і опору навантаження
- •Розрахункове завдання
- •Завдання до експериментальної частини та порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Настройка хвилевідної лінії у режим біжучої хвилі за допомогою однієї реактивної неоднорідності
- •Теоретичні відомості
- •Узгоджувальні елементи хвилевідного тракту
- •Розрахункове завдання
- •Експериментальна установка
- •Завдання до експериментальної частини та порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Настройка лінії передачі в режим біжучої хвилі за допомогою узгоджуючого трансформатора
- •Загальні відомості
- •Трансформатори повного опору на нвч
- •Завдання до експериментальної частини та порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •ХвилевІдні діафрагми
- •Теоретичні відомості Діафрагми
- •Металеві смужки
- •Метод Дешана
- •Розрахункове завдання
- •Вимірювальна установка й методика вимірювань
- •Завдання до експериментальної частини і порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Круглий хвилевід
- •Теоретичні відомості Круглим хвилеводом називається циліндричний хвилевід поперечний перетин якого є круг.
- •Круглий хвилевід
- •Експериментальна установка
- •Завдання до експериментальної частини і порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Додаток
- •Призматичний резонатор
- •Теоретичні відомості
- •Якщо резонатор заповнений діелектриком з комплексною діелектричною проникністю , то відповідна часткова добротність дорівнює
- •Вимірювання добротності резонатора за допомогою вимірювальної лінії
- •Розрахункове завдання
- •Вимірювальна установка
- •Завдання до експериментальної частини і порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Сферичний резонатор
- •Теоретичні відомості
- •Розрахункове завдання
- •Завдання до експериментальної частини й порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Теоретичні відомості
- •Розрахункове завдання
- •Завдання до експериментальної частини й порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Відкритий хвилевІдний резонатор
- •Теоретичні відомості
- •Завдання до експериментальної частини й порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
Визначення повного опору кабелю з навантаженням
Мета роботи: ознайомитися з методами визначення комплексного опору довгої лінії передачі й набути навичок роботи з вимірювачами комплексного опору.
Теоретичні відомості
Довгою вважається лінія передачі, довжина якої більша за довжину хвилі або порівнянна з нею. Застосування законів Кирхгофа до елементарної дільниці довгої лінії приводить до залежностей для еквівалентних струму й напруги у вигляді
(2.1)
де – відстань від кінця лінії до точки лінії, яку досліджують;
комплексні амплітуди еквівалентних напруги й струму для падаючої хвилі;
–фазова стала;
–довжина хвилі в лінії;
–комплексний коефіцієнт відбиття за напругою.
Модуль коефіцієнта відбиття відповідає відношенню амплітуд відбитої і падаючої хвиль, а фаза – зсуву фази між ними.
Напруга і струм залежать від координати вздовж лінії передачі. Вони є сумами хвиль, які розповсюджуються від генератора в напрямку до навантаження (падаюча хвиля) і від навантаження в напрямку до генератора (відбита хвиля).
Відношення еквівалентних напруги й струму в певному перерізі лінії визначає повний опір
. (2.2)
Фаза опору дає інформацію про фазовий зсув між еквівалентними напругою та струмом. Якщо фаза дорівнює нулю, то це означає, що струм і напруга синфазні.
Опір розрахований для біжучої хвилі має назву хвильового. Він є сугубо дійсним і сталим по всій довжині лінії передачі. Опірвизначається конструкцією і параметрами лінії передачі, його значення для певної конструкції і параметрів лінії відоме. Такий опір розглядають для одномодового випадку, за наявності декількох типів хвиль для кожної з них вводять характеристичний опір як відношення тангенціальних компонент електричного й магнітного полів. Якщо не враховувати перетворення однієї моди в інші, то характеристичний опір можна розглядати як хвильовий.
Повний опір має ясний фізичний зміст. Якщо обрізати лінію в точці і частину лінії, яка залишилась, навантажити опором, що дорівнює, то розподіл струму й напруги в лінії залишається без змін. Опір, розрахований для початку лінії, має назву вхідного опору. У кінці лінії опір дорівнює опору навантаження.
Для забезпечення універсальності розглядають нормовані значення опору . У цьому випадку застосовують відношення комплексного та хвильового опорів.
Опір залежить від координати таким чином
. (2.3)
Звідси випливає, що опір і вхідний опір є періодичними функціями з періодом. Отже, вхідний опір півхвильового відрізка лінії передачі без утрат дорівнює величині опору, підключеного до його кінця. Тому відрізок однорідної лінії передачі, довжина якого дорівнює половині довжини хвилі на деякій частоті, є трансформатором з коефіцієнтом трансформації, що дорівнює одиниці. Такі відрізки отримали назву півхвильового трансформатора й використовуються іноді при узгодженні віддаленого від генератора навантаження, коли виникає потреба перемістити опір навантаження ближче до генератора, у позицію більш зручну для підключення узгоджуючих елементів. Ще одна важлива властивість півхвильових трансформаторів – додатковий фазовий зсув, що вноситься трансформатором.