Данные для построения градуировочного графика
|
Норми-рован-ное напря-жение U*ст |
Нормированное значение перемещения индикаторного устройства |
Показания милливольт-метра Uст | ||
|
В единицах λ |
В мм для рабочей длины волны в линии |
В мм от координаты минимума | ||
|
0.0 |
0 |
0 |
Хмин |
0 |
|
0.1 |
λ/63 |
Δ |
Хмин + Δ |
|
|
0.2 |
λ/31.3 |
… |
… |
|
|
0.3 |
λ/20.6 |
|
|
|
|
0.4 |
λ/15.3 |
|
|
|
|
0.5 |
λ/12 |
|
|
|
|
0.6 |
λ/9.8 |
|
|
|
|
0.7 |
λ/8.1 |
|
|
|
|
0.8 |
λ/6.8 |
|
|
|
|
0.9 |
λ/5.6 |
|
|
|
|
1.0 |
λ/4 |
|
|
|
И
ндикаторное
устройство содержит детектор
(полупровод-никовый диод). В связи с этим
градуировочный график имеет квадратичный
участок (при малых значениях напряжений)
и участок, близкий к линейному (при
больших значениях напряжений). Для
нахождения границ квадра-тичного участка
необходимо построить вспомогательный
график зависимости √Uст
= f
(U*ст).
Типичный вид данной зависимости приведен
на рис. 2.5.
Линейный участок вспомогательного графика соответствует квадратичному участку градуировочного графика. На этом градуировка индикаторного устройства измерительной линии закончена.
Измерение входного сопротивления антенны
Установите максимальное значение затухания на аттенюаторах генератора СВЧ и частотомера. Отключите короткозамыкатель от измерительной линии и подключите исследуемую антенну. После этого установите аттенюаторы генератора СВЧ и частотомера в исходное положение.
Рис. 2.4. Градуировочный график индикаторного устройства
Изменяя положение индикаторного устройства на линии, снимите зависимость напряжения стоячей волны вдоль линии. Измерьте максимальное значение напряжения Uмакс и минимальное значение напряжения Uмин.
Измерьте смещение ΔХ полученного минимума напряжения по отношению к ближайшему минимуму при режиме короткого замыкания, а также зафиксируйте направление смещения - «к генератору» или «к антенне» (рис. 2.6).
Рис. 2.5. Зависимость √Uст = f (U*ст)
Для точного определения координаты полученного минимума зафиксируйте координаты Х1 и Х2 (рис. 2.7) по какому либо уровню напряжения, соответствующему участку с наибольшей крутизной зависимости Uст = F(Х).
Рис. 2.6. Распределение напряжения стоячей волны вдоль измерительной линии
Вычислите координату минимума
. (2.4)
Смещение минимума
. (2.5)
Р и с. 2.7. Определение координаты минимума
Обработка результатов измерения
Вычислите значение коэффициента стоячей волны напряжения КСВн. Если измеренные напряжения Uмакс и Uмин находятся в пределах квадратичного участка градуировочного графика, то значение КСВн вычисляется по формуле
, (2.6)
если же хотя бы одно из значений находится за пределами квадратичного участка, то значение КСВн вычисляется по формуле
. (2.7)
Вычислите электрическую длину смещения минимума
. (2.8)
Дальнейшую обработку результатов измерений проведите с помощью круговой диаграммы полных сопротивлений (рис. 2.8).
Круговая диаграмма полных сопротивлений состоит из нескольких семейств окружностей и дуг:
окружности постоянного относительного активного сопротивления R/Zл;
дуги постоянного относительного положительного реактивного сопротивления +jX/Zл;
дуги постоянного относительного отрицательного реактивного сопротивления -jX/Zл;
окружности постоянного значения КСВн;
окружности относительного значения фаз Х/λл (от 0 до 0.5) – «к генератору» и «к нагрузке».
Р и с. 2.8. Круговая диаграмма полных сопротивлений
На круговой диаграмме полных сопротивлений по шкале относительного значения фаз отложите электрическую длину смещения минимума θ от нуля по направлению «к генератору» или «к нагрузке» в зависимости от полученного результата измерений смещения минимума. Соедините полученную точку с центром диаграммы.
Найдите на диаграмме окружность постоянного значения КСВн, соответствующую рассчитанному значению КСВн.
Найдите на диаграмме окружность постоянного относительного активного сопротивления R/Zл и дугу постоянного относительного реактивного сопротивления ±jX/Zл, проходящие через точку пересечения окружности постоянного значения КСВн и линии, соединяющей центр диаграммы с точкой, соответствующей электрической длине смещения минимума. Активная составляющая относительного входного сопротивления антенны RА/Zл соответствует найденной окружности, а реактивная составляющая относительного входного сопротивления антенны ±jXА/Zл соответствует найденной дуге.
Относительное значение входного сопротивления антенны
. (2.9)
Для нахождения абсолютного значения входного сопротивления антенны ZА необходимо найти волновое сопротивление измерительной линии Zл. Предварительно необходимо вычислить длину волны в свободном пространстве.
Длина волны в свободном пространстве:
, (2.10)
где λл - длина волны в линии;
λкр - критическая длина волны.
Волноводная измерительная линия выполнена на волноводе, у которого размер широкой стенки (а) равен 2,3, а размер узкой стенки (в) - 1,0 см. Критическая длина волны λкр для волны типа Н10 равна 2а или 4.6 см. Длина волны в линии λл определена в выражении (1).
Волновое сопротивление измерительной линии
. (2.11)
Абсолютного значения входного сопротивления антенны
.
(2.12)
Эквивалентная реактивность входного сопротивления антенны может быть определена по выражениям:
при положительной реактивной составляющей
, (2.13)
при отрицательной реактивной составляющей
, (2.14)
где fo = c/λo - рабочая частота.
Результаты измерений и расчетов занесите в табл. 2.2.
Таблица 2.2