Основні теоретичні відомості. Мета роботи - освоєння практичної роботи з радіовимірювальними приладами та

Мета роботи

Мета роботи - освоєння практичної роботи з радіовимірювальними приладами та

особливостей вимірювання параметрів елементів у лініях передачі з розподі-леними параметрами з відпрацьовуванням методики непрямих вимірювань.

2.2.1 Узгодження опорів кіл має велике значення в радіовимірюваннях. Узгодження опорів в надвисокочастотних (НВЧ) колах визначає передавання максимальної енергії (потужності) від генератора до навантаження - наприклад від передавача до антени.

Повний опір Z -це комплексна величина, яка складається з активного опору R і реактивного опору X: .

Якщо лінія передавання замикається на опір, що дорівнює хвильовому опору лінії ρ₀, то електромагнітна хвиля цілком поглинається в навантаженні, тобто використовується за призначенням – випромінюється. Розподіл напруги впродовж лінії рівномірний. Якщо ж лінія замкнута на опір, відмінний від ρ₀, то частина енергії хвилі відбивається від нього. Відбита хвиля накладується на хвилю, що біжить в прямому напрямку і виникають максимуми та мінімуми напруги вздовж лінії- стійна хвиля.

2.2.2 Електромагнітні хвилі в НВЧ діапазоні можуть передаватися у хвилеводах, де відбиваються від металевих стінок та поширюється під кутом α (рис.1).

а

Рисунок 1- Поширення електромагнітної хвилі у хвилеводі

Значення кута α відповідає формулі ,

(2.1)

де довжина хвилі в вільному просторі (шлях, який хвиля проходить за період коливань), с- швидкість світла в вакуумі, f –частота, a - розмір широкої стінки хвилеводу. Фазова швидкість розповсюдженя у хвилеводі більше швидкості світла у відкритому просторі, тому що хвилі відбиваються від його стінок і фронт хвилі проходить за період більший шлях Λ впродовж хвилеводу, ніж у відкритому просторі. Групова швидкість росповсюдження хвилі (передавання енергії) менше швидкості світла.

Оскільки швидкість рпоширення у хвилеводі більше, ніж у вільному просторі, то довжина хвилі у прямокутному хвилеводі більше λ, та теоретично визначається за формулою .

2.2.3 Експериментально довжина хвилі у хвилеводі може бути визначена по розподілу напруги стійної хвилі в вимірювальному хвилеводі. Розподілення напруг вимірюється за допомогою вимірювальної лінії з квадратичним детектором. При цьому максимуми та мінімуми позитивні і відстань між мінімумами дорінює половині довжини хвилі, тому довжина хвилі у хвилеводі може бути визначена як подвоєна відстань між точками мінімума напруги у хвилеводі (рис.1.3). при повному відбитті хвилі від короткозамненого навантаження.

2.2.4 Передавання потужності в навантаження характеризується коефіцієнтом стійної хвилі напруги (КСХН), який визначається максимальною U_max та мінімальною U_min напругою в лінії. Максимальне проходження потужності від генератора до навантаження відповідає U_max=U_min і КСХН =1. Повне відбиття потужності від навантаження відповідає КСХН=∞. Реальні прийнятні значення КСХ =1,1…1,5.

2.2.5 При показаннях квадратичного детектора u_max і u_min

,

(2.2)

2.2.6 При проходженні НВЧ коливань на неузгоджене навантаження максимуми і мінімуми виражені значно слабше (рис.2.4), ніж у короткозамкнутій лінії.

Для підвищення точності визначення положення мінімуму використовується метод "вилки", при якому знаходяться положення каретки зліва і зправа від мінімума, при котрих показання вольтметра однакові і співпадають з відмітками шкали вольтметра, а положення мінімума визначається як напівсума положень каретки зліва і зправа від мінімума напруги.

2.2.7 При проходженні НВЧ коливань на неузгоджене навантаження у відбувається також зсув мінімума напруги ΔL відносно положення при короткозамкнутій лінії. Зсув мінімума у довжинах хвиль складає , а фази Ψ

у радіанах .

2.2.8 Якщо відомі КСХ і зсув фази Ψ, то непрямими вимірюваннями можна визначити відносні значення активного r та реактивного опорів x

(2)

2.2.9 Значення хвильового опору вимірювальної лінії ρ0 виражаються через формулу для прямокутного хвилевода Ом (3)

де a - розмір широкої стінки хвилеводу, b – розмір вузької стінки прямокутного хвилевода.

2.2.10 Абсолютні значення активного, реактивного та повного опорів

; ; (4)

Дата добавления: 2015-04-30