Описание лабораторной установки

Функциональная схема установки для исследования электромагнитного поля в прямоугольном волноводе приведена на рис.8. Установка содержит СВЧ генератор 3-см диапазона длин волн, работающий в режиме внутренней модуляции, развязывающий ферритовый вентиль, измерительную линию, волновод прямоугольного сечения размерами 23*10 мм, длиной 2,5 метра, закороченный на конце, индикатор. В тракт также включен аттенюатор.

Вырабатываемая генератором волна проходит по СВЧ тракту, отражается от короткозамыкателя и возвращается в обратном направлении. Отраженная волна поглощается вентилем. В волноводе измерительной линии получается структура поля близкая к стоячей волне. На низкочастотном выходе измерительной линии получается продетектированный сигнал, величина которого пропорциональна квадрату амплитуды электрической составляющей поля в волноводе в месте расположения зонда измерительной линии. Перемещая зонд измерительной линии можно снимать картину распределения электрической составляющей поля стоячей волны в продольном направлении. Одновременно, можно измерять расстояние между узлами стоячей волны и КСВ в волноводе. Сигнал с выхода измерительной линии подается на индикатор.

рис. 8. Функциональная схема лабораторной установки.

Для измерения распределения электрической составляющей поля в поперечном сечении волновода по оси «X» применяется аттенюатор, который содержит пластинку из поглощающего материала, вводимую в волновод параллельно силовым линиям Е_y. Амплитуда волны, проходящей через аттенюатор, изменяется таким образом что сигнал на выходе измерительной линии в первом приближении описывается функцией

(11)

Порядок выполнения работы

Включить аппаратуру установки согласно инструкциям по эксплуатации используемых приборов, прогреть аппаратуру в течении 10 - 15 мин. Настроить генератор на частоту 10 ГГц. На указанной частоте настроить генератор на максимальную выходную мощность. Регулировкой аттенюатора А₁ установить нулевые показания на его шкале. Убедиться, что при этом показания индикаторного прибора зависят от уровня СВЧ мощности.

1. Изучение картины поля стоячей волны основного типа в прямоугольном волноводе.

1. Переместить зонд измерительной линии в пучность стоячей волны в волноводе. Регулировками, имеющимися на измерительной линии, получить максимальные показания на индикаторе. Регулировками индикатора установить стрелку прибора на 80 - 90 делений шкалы. Переместить зонд измерительной линии в узел стоячей волны.

2. Производить отсчет показаний по измерительному усилителю, перемещая зонд измерительной линии вдоль волновода. Измерения производить с шагом 2 мм до следующего узла стоячей волны. Результаты измерений свести в таблицу 1.

Таблица 1

l (мм)	l0	l0+2	l0+4	….
Uвых (l)				….
				….

3. Переместить зонд измерительной линии в пучность стоячей волны. Вводить в волновод пластину аттенюатора А₁ с шагом 1 мм и для каждого значения погружения пластины производить отсчет показаний индикатора. Результаты измерений свести в таблицу 2.

Таблица 2

h (мм)	0	1	2	...
Uвых (h)				...
				...

2. Изучение дисперсии и затухания волны основного типа в прямоугольном волноводе.

1. Установить нулевые показания по шкале аттенюатора А₁.

2. Отсчитать показания индикаторного прибора, при условии, что зонд измерительной линии находится в пучности стоячей волны. Переместить зонд измерительной линии в узел стоячей волны и, используя переключатель пределов измерения индикатора, отсчитать показания индикаторного прибора. Данные занести в таблицу 3. Переключатель пределов измерения индикатора вернуть в первоначальное положение.

Таблица 3

f (ГГц)	10.0	9.5	9.0	8.5	8.0
Uмакс
Uмин
Н10 (f)

3. Отсчитать показания l₁ по шкале измерительной линии, при условии, что зонд измерительной линии находится в узле стоячей волны. Переместить зонд в соседний узел стоячей волны. Положения зонда контролировать по индикатору. Отсчитать новое положение l₂ по шкале измерительной линии. Данные занести в таблицу 4.

4. Настроить генератор на другую частоту, указанную в таблице 3. Настроить генератор на максимальную мощность на этой частоте. Настроить измерительную линию. Проделать п. 2.2. - п. 2.4. Выполнять измерения для всех частот, указанных в таблице 3.

Таблица 4

f (ГГц)	10.0	9.5	9.0	8.5	8.0
l1 (мм)
l2 (мм)
b=2(l1-l2)
Vф(f)/C0