Файл: Практикум 12 измерение сопротивления нагрузки и настройка волноводной линии в режим бегущей волны москва 2022.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 362

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
z2. при которой проводимость возвращается в прежнее значение.

Рассчитайте длину волны в волноводе по формуле:



где z1 = –4 см (или –40 мм) исходная координата.

  1. Определение положения узла в волноводе

Установите координатную отметку на шкале согласующей секции в среднее положение (около 0). Выведите (выкручиванием) емкостной штырь. Запишите значение проводимости G + jB при выведенном штыре. Снова введите емкостной штырь. Передвигая секцию, влево или вправо определите такое положение по горизонтальной шкале, при котором значение проводимости при введенном штыре будет равно проводимости при выведенном. Выведите штырь и убедитесь, что при выведении штыря значение проводимости не изменится. Найденное положение секции по горизонтальной шкале, соответствует координате узла в волноводе z0. Запишите в отчет полученное значениеz0.
  1.   1   2   3


Измерение проводимости нагрузки

Замените короткозамыкающую пластину на выходе волновода на согласованную нагрузку с диафрагмой (рисунок 8), для этого на выход волновода вначале необходимо установить диафрагму, а затем приставить нагрузку и зафиксировать это положение зажимом.


Рисунок 8 – Установка нагрузки на волновод
Выведите емкостной штырь. Запишите значение маркера на центральной частоте в виде комплексного числа . Полученное значение будет равно проводимости нагрузки в сименсах (См). Переведите проводимость нагрузки в нормированный вид, для этого необходимо умножить действительную и мнимую части на 50 Ом.



Пример расчета:






  1. Определение места включения согласующего элемента

По найденной в предыдущем пункте нормированной проводимости нагрузки с помощью круговой диаграммы необходимо определить сечение линии, в которое нужно будет ввести емкостной штырь для настройки волновода в режим бегущей волны.

Найдите на диаграмме точку пересечения линий активной и реактивной составляющих нормированной проводимости и определите по этой точке КБВ и сечение, в котором находится нагрузка (рисунок 9). Место включения согласующего емкостного штыря расположено на левой половине круговой диаграммы (см. Приложение П.3) в точке пересечения окружности КБВ и окружности единичной активной проводимости.



Рассчитайте положение места включения в обоих направлениях – к генератору и к нагрузке

, как показано на рисунке 9.























Рисунок 9 – Определение места включения согласующего элемента
Нормированные безразмерные расстояния и переведите в единицы длины, для этого их нужно умножить на длину волны в волноводе , найденную в пункте 3.




  1. График»'>Настройка волновода в режим бегущей волны

Для дальнейших измерений необходимо добавить второй график. Нажмите на правой панели кнопку «График», в появившемся диалоговом окне «
График» щелчком левой кнопки мыши по полю «Добавить график». На экране появится график Гр2.

Для изменения формата графика нажмите на правой панели кнопку «График» (см. рисунок 6). В появившемся диалоговом окне «График» щелчком левой кнопки мыши по полю «Формат» вызовите диалоговую форму для выбора формата графика. В диалоговом окне «Формат» из списка выберите строку «КСВН» и завершите выбор нажатием на кнопку «ОК».

Добавьте маркер на второй график с помощью кнопки .

В диалоговом окне «График» нажмите кнопку «Размещение графиков», выберите верхнее среднее размещение и завершите выбор нажатием на кнопку «ОК». Закройте диалоговое окно «График» нажатием на кнопку «ОК».

Передвиньте штырь согласующей секции по горизонтальной шкале из точки z0, найденной в пункте 4, на найденное в пункте 6 расстояние к генератору (влево) или на расстояние к нагрузке (вправо).

Введите штырь. Постепенно увеличивая глубину погружения штыря (закручиванием), настройте линию на бегущую волну. Если место включения определено правильно, то при плавном введении штыря КСВ на втором графике должен уменьшаться. Линия считается настроенной в режим бегущей волны если КСВ < 1,05.

Запишите в отчет полученное значение КСВ, координату места включения на шкале согласующей секции и глубину погружения штыря.


  1. Работа в частотном диапазоне

Для исследования диапазона согласования потребуется добавить второй маркер на график 2 (Гр2). Маркер добавляется с помощью кнопки . Установите маркеры 1 и 2 на значения КСВ  2, маркер 1 слева, а маркер 2 справа, как показано на рисунке 10.

Для автоматического вычисления полосы частот можно воспользоваться специальной функцией программы. Нажмите программные кнопки:
Маркер > Вычисления (Математика) > Статистика > Статистика (Вкл.) > Диапазон статистики (Вкл.). Ширину частотного диапазона показывает параметр 1–2.



Рисунок 10 – Измерение диапазона согласования
Запишите в отчет ширину частотного диапазона в МГц.

Переведите ширину диапазона в проценты: , где – заданная центральная частота из Таблицы 2.

Изменяя глубину погружения штыря необходимо добиться максимально возможной ширины частотного диапазона.

При измерении необходимо корректировать положения маркеров 1 и 2, так чтобы они всегда оставались на уровне КСВ  2.

Запишите в отчет полученную ширину диапазона (в МГц и в %), глубину погружения штыря и минимальное значение КСВ.

На этом выполнение лабораторной работы завершено. Закройте окно программы RVNA. Завершите работу компьютера. Отсоедините кабель USB рефлектометра. Разберите измерительный тракт, отсоединив нагрузку, выведя штырь и установив секцию на 0.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Результаты домашнего расчета.

3. Значения величин, полученных экспериментально.

4. Краткие выводы по работе.

Контрольные вопросы

  1. Что такое коэффициент отражения, коэффициент бегущей волны и коэффициент стоячей волны и от чего они зависят?

  2. Включению какой нагрузки эквивалентно присоединение короткозамкнутого отрезка линии длиной?

  3. Куда сдвигается минимум амплитуды напряжения в линии по сравнению с ближайшим узлом при КЗ при чисто емкостной нагрузке на конце линии? Объяснить результат.

  4. То же самое, что в п.3, но при чисто индуктивной нагрузке.

  5. То же самое, что в п.3, но при чисто активной нагрузке.

  6. Рассмотреть три случая и для указанных случаев показать зависимость амплитуды напряжения от координаты, изменяющейся вдоль линии.

  7. От чего зависит длина волны в волноводе?

  8. На основе каких соображений проводится анализ распространения электромагнитных волн в волноводах конечной длины?

  9. Что называют входным, нормированным входным, эквивалентным, нормированным эквивалентным и волновым сопротивлением линии передачи?

  10. На основе каких соображений вводится понятие длинной линии, эквивалентной волноводу? Как определяется волновое сопротивление волновода?

  11. В чем состоит метод измерения сопротивления линии?

  12. С какой целью стремятся согласовать сопротивление нагрузки с волновым сопротивлением линии? На основе каких методов может быть решена задача согласования?

  13. В чем состоит метод согласования линии с помощью реактивного элемента?

  14. В чем состоит метод согласования с помощью четвертьволновой вставки?

  15. Как осуществляется широкополосное согласование?