Описание лабораторной установки
Структурная схема лабораторной установки для иссле-дования входного сопротивления антенн, питаемых волноводами, показана на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Структурная схема лабораторной установки
Лабораторная установка содержит:
генератор СВЧ диапазона типа Г4-83;
частотомер типа Ч2-32;
вентиль типа Э6-44;
волноводную измерительную линию типа Р1-28;
индикатор - милливольтметр типа В3-38А;
исследуемую антенну;
короткозамыкатель.
Лабораторная установка позволяет производить исследования в диапазоне частот 8-10 ГГц.
Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к лабораторной работе
Для эффективного выполнения работы в лаборатории необходимо предварительно произвести подготовку к лабораторной работе:
а) изучить по рекомендованной литературе и конспекту лекций методику исследования входного сопротивления антенн;
б) ознакомиться со всеми разделами настоящего описания лабораторной работы, изучить схему лабораторной установки и порядок проведения экспериментальных исследований;
в) подготовить миллиметровую бумагу.
Подготовка аппаратуры
Получите у преподавателя антенну для проведения исследований и значения частот, на которых необходимо провести исследования.
Установите на генераторе СВЧ органы управления в следующие положения:
вид модуляции – внутренняя;
частота – по заданию преподавателя.
Установите на милливольтметре предел измерения 300 мВ. Установите на измерительную линию короткозамыкатель. Включите генератор и милливольтметр и дайте прогреться аппаратуре в течение 20 мин.
Градуировка индикаторного устройства измерительной линии
Измерительная линия находится в режиме короткого замыкания (КЗ). В ней устанавливается режим чисто стоячих волн (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Стоячая волна в линии в режиме КЗ
Настройте индикаторное устройство измерительной линии. Перемещая индикаторное устройство вдоль измерительной линии, добейтесь наибольшего отклонения стрелки милливольтметра. Затем произведите настройку резонатора индикаторного устройства на заданную частоту (по наибольшему отклонению стрелки милливольтметра). Повторите указанные операции два – три раза добиваясь максимального отклонения стрелки. Отрегулируйте уровень выходной мощности генератора таким образом, чтобы показания милливольтметра в максимуме стоячей волны не превышали 60-70 мВ.
Изменяя положение индикаторного устройства на линии (от одного произвольно взятого минимума до любого соседнего), т.е. координату Х, запишите координаты найденных минимумов Хмин1 и Хмин2. Отсчет координаты Х произведите с точностью 0.01 мм. Рассчитайте длину волны в линии
.
(2.1)
Нормированное напряжение стоячей волны в функции от координаты Х вдоль линии в режиме КЗ описывается уравнением
, (2.2)
где λл - длина волны в линии;
Х- координата положения индикаторного устройства на линии, отсчитываемая от одного из узлов напряжения.
Градуировочный график индикаторного устройства измерительной линии представляет собой зависимость
, (2.3)
где Uст - измеренное значение напряжения стоячей волны в линии.
Для нахождения указанной зависимости необходимо произвести расчет U*ст и измерение Uст при одинаковых координатах Х от координаты, соответствующей минимуму стоячей волны напряжения до координаты, соответствующей максимуму стоячей волны напряжения (на отрезке 0 – λл/4).
Градуировочный график строится следующим образом: на горизонтальной оси откладывается нормированное напряжение стоячей волны U*ст от 0 до 1, а на вертикальной оси – измеренное напряжение стоячей волны Uст. Для удобства следует воспользоваться табл. 2.1. В третий столбец указанной таблицы заносятся значения перемещения индикаторного устройства, рассчитанные для измеренной длины волны в линии. В четвертый столбец – рассчитанные значения перемещения от координаты выбранного минимума. В пятый столбец – показания милливольтметра, соответствующие данным координатам.
Типичный вид градуировочного графика индикаторного устройства измерительной линии показан на рис. 2.4.
Таблица 2.1