5.2. Опис вимірювальної установки

Коливання НВЧ генератора трисантиметрового діапазону хвиль (хвилевід 23 х 10) (рис. 5.4) подаються через феритовий вентиль на вхід хвилеводного трійника Η-типу. До вихідних плечей трійника підключений кільцевий хвилеводний тракт, який складається з відрізків хвилеводу, поворотів у площині Η, двох атенюаторів, вимірювальної лінії та досліджуваних фазообертачів.

5.3. Завдання на експериментальну та розрахункову частини

1. Зніміть залежність внесеного фазового зсуву від положення діелектричної пластини в хвилеводі на частоті 11 ГГц. Пластина пересувається від вузької стінки до а/2 широкої стінки хвилеводу (переріз 23x10).

2. Зніміть залежність послаблення, яке вноситься діелектричним фазообертачем, від положення діелектричної пластини в хвилеводі на частоті 11 ГГц.

3. Одержіть залежність фазового зсуву з хвилеводі від положення рухомих короткозамкнутих поршнів, підключених до Н- і Е-плечей Т-моста при їх одночасному пересуванні на частоті 12 ГГц. Пересування поршнів здійснювати одночасно від 0 до 20 мм з кроком 1 мм.

5.4. Порядок виконання роботи

1. Принцип дії діелектричного хвилеводного фазообертача НВЧ базується на зміні фазової швидкості хвилі при введенні в хвилевід діелектрика, який має діелектричну проникність більше одиниці. У зв'язку з тим, що при збудженні кільцевого тракту НВЧ двома зустрічними біжучими хвилями, які існують на виході Н-трійника , встановлюється режим стоячих хвиль, мірою фазового зсуву при введенні діелектрика в хвилевід може служити зміщення вузла напруженості поля ΔХ. Зміщення вузла напруженості поля визначається за допомогою відлікового пристрою вимірювальної лінії.

Фазовий зсув обчислюється за формулою:

,

де Х₁ і Х₂ – координати вузлів при Δφ₁ = 0 (діелектрик не введено у хвилевід) і Δφ₂ ≠ 0 (діелектрик введено на задану відстань);

λ_χ – довжина хвилі в хвилеводі.

2. Загасання, яке вноситься діелектриком, введеним у хвилевід, вимірюється одночасно з вимірюванням фазового зсуву за амплітудою сигналу, яка фіксується вимірювальним підсилювачем. Загасання обчислюється за виразом:

,

де U_n – поточне значення сигналу в пучності;

U₁ – перше значення сигналу в пучності при розміщенні діелектричної пластини в нульовому положенні покажчика.

3. Якщо плечі Е і Η Т-моста, ввімкнуто в кільцевий НВЧ тракт (або мін генератором і навантаженням), короткозамкнуті, наприклад, рухомими поршнями, то пристрій можна розглядати як чотириполюсник, властивості якого залежать від положення короткозамикачів. Пересуваючи короткозамикачі одночасно, можна змінювати фазовий зсув у тракті. Початкові положення поршнів повинні відрізнятись на λ_χ/4.

5.5. Контрольні запитання

1. Яке призначення фазообертача?

2. Основні області застосування фазообертачів.

3. Які конструкції фазообертачів Ви знаєте? На яких лініях передачі вони застосовуються?

4. Пояснити методику вимірювання фазового зсуву в даній лабораторній роботі.

5. Які похибки вимірювання кута зсуву фаз має методика, що пропонується в лабораторній роботі?

6. Пояснити принцип дії фазообертача на подвійному хвиле водному трійнику.

7. Пояснити принцип дії і властивості діелектричного фазообертача.