Спецпрактикум по сверхвысоким частотам. Гусев Ю.А. - 14 стр.

UptoLike

Составители: 

велика, то при этом можно определить и длину волны в волноводе λ
в
(см. рис.2).
Таким образом, можно проверить соотношение (2) и измерить фазовую скорость
в волноводе, которая отличается от скорости света в
λ
в
/ λ раз.
В работе предусмотрена градуировка детектора измерительной линии для
того, чтобы иметь возможность определять величину КСВ в любых участках
вольт-амперной характеристики детектора (здесь имеется в виду то
обстоятельство, что при больших токах детектора указанная характеристика
отличается от квадратичной).
Измерение полных сопротивлений (проводимостей) нагрузки осуществляется
путем измерения величины КСВ и
фазы стоячей волны в волноводном тракте с
использованием круговой диаграммы полных сопротивлений или проводимостей.
В настоящей работе производится измерение реактивных проводимостей
тонких диафрагм. Проводимости симметричных индуктивных и емкостных
диафрагм могут быть рассчитаны с помощью формул:
[]
)
2
(..
2
0
a
a
ctg
aY
B
едотнB
В
L
==
π
λ
(4)
[]
)
2
csc(ln4..
0
a
bb
Y
B
едотнB
В
C
==
π
λ
где a и b - размеры открытых участков индуктивной и емкостной диафрагм
соответственно (см. pиc.1б, в), а Y
0
- эквивалентная проводимость волновода, в
котором расположена диафрагма.
В целях сопоставления расчетных величин с экспериментальными,
определяемыми по круговой диаграмме, рекомендуется рассчитывать
проводимости диафрагм в относительных единицах, полагая Y
0
= 1. Для
облегчения расчета в [2] приведены также кривые, определяющие величину
реактивной проводимости диафрагмы в зависимости от её размеров.
Предварительное расчетное задание
1. Вычислить критические длины волн типов H
10
, H
20
, Н
11
и E
11
в
прямоугольном волноводе. Определить диапазон длин волн и частот, в котором
должна существовать только волна низшего типа H
10
. Расчет выполнить для
одного из двух стандартных сечений прямоугольных волноводов (34x72 мм или
85x180 мм) по указанию преподавателя.
2. Вычислить длину волны
λ
в
в волноводе указанного сечения. Длина волны
в свободном пространстве
λ
задается преподавателем.
3. Рассчитать реактивную проводимость двух диафрагм, включенных в
рассматриваемый волновод (тип и размеры диафрагм задаются преподавателем).
Диафрагмы считать бесконечно тонкими. Рабочая длина волны берется согласно
п.2. Для расчета могут быть использованы формулы (4).
4. Пользуясь круговой диаграммой или уравнениями длинных линий,
определить величину КСВ в волноводе с диафрагмами, рассчитанными по
п.3. На
велика, то при этом можно определить и длину волны в волноводе λв (см. рис.2).
Таким образом, можно проверить соотношение (2) и измерить фазовую скорость
в волноводе, которая отличается от скорости света в λв / λ раз.
     В работе предусмотрена градуировка детектора измерительной линии для
того, чтобы иметь возможность определять величину КСВ в любых участках
вольт-амперной характеристики детектора (здесь имеется в виду то
обстоятельство, что при больших токах детектора указанная характеристика
отличается от квадратичной).
     Измерение полных сопротивлений (проводимостей) нагрузки осуществляется
путем измерения величины КСВ и фазы стоячей волны в волноводном тракте с
использованием круговой диаграммы полных сопротивлений или проводимостей.
     В настоящей работе производится измерение реактивных проводимостей
тонких диафрагм. Проводимости симметричных индуктивных и емкостных
диафрагм могут быть рассчитаны с помощью формул:

                                                 λ         π a′
                          BL [отн.ед.] =
                                           B
                                              = − В ctg 2 ( ⋅ )
                                           Y0     a        2 a
                                                                  (4)
                                                      π b′
                         BC [отн.ед.] =
                                        B     b
                                           = 4 ln csc( ⋅ )
                                        Y0    λВ      2 a

где a′ и b′ - размеры открытых участков индуктивной и емкостной диафрагм
соответственно (см. pиc.1б, в), а Y0 - эквивалентная проводимость волновода, в
котором расположена диафрагма.
    В целях сопоставления расчетных величин с экспериментальными,
определяемыми по круговой диаграмме, рекомендуется рассчитывать
проводимости диафрагм в относительных единицах, полагая Y0 = 1. Для
облегчения расчета в [2] приведены также кривые, определяющие величину
реактивной проводимости диафрагмы в зависимости от её размеров.

                        Предварительное расчетное задание

     1. Вычислить критические длины волн типов H10, H20, Н11 и E11 в
прямоугольном волноводе. Определить диапазон длин волн и частот, в котором
должна существовать только волна низшего типа H10. Расчет выполнить для
одного из двух стандартных сечений прямоугольных волноводов (34x72 мм или
85x180 мм) по указанию преподавателя.
     2. Вычислить длину волны λв в волноводе указанного сечения. Длина волны
в свободном пространстве λ задается преподавателем.
     3. Рассчитать реактивную проводимость двух диафрагм, включенных в
рассматриваемый волновод (тип и размеры диафрагм задаются преподавателем).
Диафрагмы считать бесконечно тонкими. Рабочая длина волны берется согласно
п.2. Для расчета могут быть использованы формулы (4).
     4. Пользуясь круговой диаграммой или уравнениями длинных линий,
определить величину КСВ в волноводе с диафрагмами, рассчитанными по п.3. На