6

Цель работы: изучение распределения амплитуд напряжений вдоль линии при различных нагрузках на конце линии при работе на сверхвысоких частотах.

Техника эксперимента:

Система, состоящая из генератора электромагнитных колебаний, двухпроводной линии и приемника электромагнитных волн позволяет изучить свойства линии с распределенными параметрами.

Методика эксперимента:

На рис.1. показана принципиальная схема измерительной линии. В измерительной линии прорезана продольная щель, в которую вводят зонд, представляющий собой небольшую рамку. Зонд, который извлекает небольшую часть энергии, проходящей по измерительной линии, соединяется через детектор к индикатору. Показания индикатора зависят от напряженности электрического поля, а следовательно, и напряжения в данном сечении измерительной линии.

В качестве индикатора используется миллиамперметр, с пределами измерения 0-10мА, классом точности 0,5. детектор, установленный в цепи индикатора имеет нелинейную вольтамперную характеристику. Используемый участок характеристики детектора соответствует квадратичной зависимости величины тока от напряжения.

,

где - показания прибора, - напряжение в данном сечении измерительной линии.

Генератор электромагнитных колебаний присоединяется к сети 220В. тумблер на лицевой панели «клистрон-эквивалент» ставится в положение эквивалент. Сетевой тумблер ставится в положение «ВКЛ». Через 2-3 мин. после установки питающих напряжений клистрона – тумблер «клистрон-эквивалент» устанавливается в положение клистрон. Генератор вырабатывает сверхчастотные электромагнитные колебания, которые распространяются по измерительной линии.

В качестве приемников электромагнитных колебаний используется набор стандартных нагрузок.

Схема экспериментальной установки:

Рис.1.

Ход работы:

• Подключили к линии короткозамыкающую нагрузку и сняли распределение напряжения вдоль линии. Результаты занесли в таблицу №1.

• Измерили длину волны и определили частоту у электромагнитных волн по формуле:

.

• Сняли картину распределения напряжения в линии для случая холостого хода и сравнили ее с распределением поля, полученным для случая короткого замыкания.

• Подключили к линии реактивную нагрузку. Величину реактивности меняли ступенями. по смещению минимума относительно случая короткого замыкания определили величины сдвигов на каждой ступени.

Обработка результатов эксперимента:

Таблица №1

Данные измерений
1	, дел	22	43	3	44	2	42	2	42,5
2	l, мм	0	5,75	13,6	26,3	35	48,4	56,4	69,55
Результаты расчета
1		0,5	0,97	0,068	1	0,045	0,95	0,045	0,96
2	х	0	0,83	1,96	3,8	5	6,98	8,14	10

По данным, полученным в результате эксперимента, построим зависимость:

Рассчитаем данные к таблице №1 по следующим формулам:

;

где - показания индикатора,

- максимальное значение индикатора по длине линии.

;

где - координата, снимаемая с измерительной линейки;

- длина волны.

(мм); (мм);

• ; ;

• ; ;

• ; ;

• ; .

• По данным, полученным в результате расчета, построим зависимость:

Используя результаты, определим относительное изменение входного сопротивления линии для различных ступеней нагрузки по формуле:

;

;

;

;

;

Вывод:

С помощью этой лабораторной работы изучили распределение амплитуд напряжений вдоль линии при различных нагрузках на конце линии, при работе на сверхвысоких частотах. В результате эксперимента мы получили экспериментальные кривые распределения напряжения вдоль линии. Зависимость, полученная экспериментально аналогична зависимости, полученной в результате расчетов.