3. Методика и техника эксперимента

В работе экспериментально проверяются расчетные соотношения для спектра резонансных частот цилиндрического объемного резонатора, исследуется эффективность возбуждения колебаний различных типов и оценивается их добротность. Исследование проводится на панорамном измерителе коэффициента стоячей волны ( КСВ ) и ослабления типа Р2-67. Прибор предназначен для измерения амплитудно-частотных характеристик волноводных двухполюсников ( оконечных устройств ) и четырехполюсников ( устройств проходного типа ). По своему назначению он аналогичен измерителям амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников с сосредоточенными постоянными, но применительно к волноводным устройствам с распределенными параметрами.

Измерение спектра резонансных частот и добротности проходного резонатора сводится к измерению коэффициента передачи ( ослабления ) четырехполюсников и осуществляется в соответствии с разделом " Измерение ослаблений " технического описания прибора Р2-67. Исследование резонатора проводится по схеме, представленной на рис. 2.

4. Требования безопасности

4.1. Не допускайте включение прибора Р2-67 без заземления.

4.2. Не рекомендуется смотреть в открытый конец излучающего волновода при пересоединениях в СВЧ - тракте.

5. Оборудование и принадлежности

В работе используются:

5.1. Панорамный измеритель КСВ и ослаблений типа Р2-67. В комплект Р2-67 входят: блок генератора качающейся частоты, блок индикатора КСВ, два направленных волноводных ответвителя с детекторами, согласованная оконечная нагрузка, соединительные кабели.

5.2. Объемный цилиндрический резонатор.

6. Порядок выполнения работы

6.1. Перед началом работы необходимо изучить данное руководство и разделы ‘’ Назначение ‘’, ‘’Технические характеристики’’, ‘’Принцип действия’’, ‘’Подготовка к работе’’, ‘’Проведение измерений’’ и ‘’Требования безопасности’’ в ‘’Техническом описании и инструкции по эксплуатации’’ прибора Р2-67.

6.2. Ознакомьтесь с прибором Р2-67, проверьте правильность межблочных соединений.

6.3. Проверьте выполнение требований безопасности по п.4.1 данного руководства и соответствующего раздела технического описания Р2-67. При нарушении требований безопасности сообщите об этом преподавателю, не приступая к работе.

6.4. Подготовьте прибор Р2-67 к работе согласно инструкции по эксплуатации. Включите прибор и дайте прогреться в течении 15 минут.

6.5. Проведите калибровку прибора во всем рабочем диапазоне частот (Корректировку в блоке индикации не делать ! ).

6.6. Измерьте размеры резонатора, сняв одну из крышек .

6.7. Соберите резонатор и включите его в тракт согласно рис.2. и раздела "Измерение ослаблений" в техническом описании Р2-67.

6.8. Исследование спектра резонансных частот.

6.8.1. Установите переключатель режимов перестройки на блоке генератора в положение "1 с". Переключателем "Пределы" на блоке индикатора установите необходимую чувствительность индикатора, так чтобы вершины резонансных выбросов находились в пределах экрана индикатора.

6.8.2. Совмещая ручкой "Метка" на блоке генератора частотную метку на экране индикатора с резонансными выбросами измерьте резонансные частоты наблюдаемых колебаний. Зарисуйте наблюдаемые на экране пики и запишите их резонансные частоты.

6.9. Измерение коэффициентов передачи резонатора на различных типах колебаний.

6.9.1. В положении переключателя режимов перестройки генератора "1с" вращением ручек "Отсчет" и «Пределы» последовательно совместите линию электронного визира на экране с верхней точкой каждого резонанса и измерьте вносимое резонатором ослабление на каждой из резонансных частот. Запишите показания и нанесите их на картине резонансных пиков по п.6.8.2.

6.10. Измерение добротности колебания.

6.10.1. Измерение добротности проведите для трех резонансов с наименьшим ослаблением. В режиме перестройки генератора "0,08 с" уменьшите полосу качания частоты генератора так, чтобы в пределах экрана остался один резонансный выброс, имеющий форму обычной резонансной кривой с полосой пропускания 0,1-0,2 от полосы качания частоты (ширины экрана). Ручкой "Отсчет" на блоке индикатора установите линию электронного визира на верхнюю точку резонансной кривой. Измерьте вносимое резонатором ослабление. Добавьте к измеренному ослаблению -3,01 дБ и установите ручкой " Отсчет" полученное ослабление на шкале ослаблений.

6.10.2. На экране индикатора наблюдается резонансная кривая пересеченная линией электронного визира на уровне 3,01 дБ от вершины. Определите полосу качания частоты генератора, перемещая частотную метку от одной крайней точки экрана до другой и снимая показания "Частота метки". Измерьте расстояние между крайними точками перемещения метки в мм. Определите частотный масштаб экрана, разделив полосу качания частоты на расстояние между крайними точками.

6.10.3. Определите полосу пропускания резонатора по уровню электронного визира, измерив ширину полосы пропускания резонатора в мм и умножив на частотный масштаб экрана. Рассчитайте нагруженную добротность по формуле (4) и подпишите значение добротности резонанса на рисунке по п.6.8.2.

6.10.4. Выполните п.п. 6.10.1.-6.10.3. для двух других колебаний и сравните полученные значения добротности.

6.11. На миллиметровой бумаге начертите номограмму типов колебаний, рассчитанную по формуле (3) для ; и обозначьте на ней типы колебаний. Проведите на номограмме линию для измеренных значений . С помощью построенной номограммы определите тип колебания на каждой измеренной резонансной частоте. Подпишите на рисунке, полученном в п.6.8.2., тип колебания над каждым резонансным выбросом. Сравните их расчетные и экспериментально измеренные значения резонансных частот.