ВУЗ:
Составители:
обходимо в процессе измерений тщательно настраивать головку в резонанс, а для избежание погрешностей при отсчете
фаз их необходимо определять по положению минимума, а не максимума напряженности поля.
Активная составляющая проводимости зонда объясняется отбором мощности из основной линии в цепь зонда, что
приводит к получению заниженных значений КСВ. Активную составляющую проводимости можно уменьшить, ослабив
связь зонда с основной линией, например, за счет изменения глубины его погружения. Однако это приводит к снижению
чувствительности измерительной линии.
Кроме погрешностей, возникающих из-за шунтирующего действия зонда, есть еще некоторые источники погрешно-
сти при измерении полных сопротивлений. Это погрешность из-за неравномерности перемещения зонда (изменения глу-
бины погружения и боковые перемещения), погрешность за счет влияния щели. Измерительные линии позволяют изме-
рить КСВ с погрешностью, не превосходящей 4 – 5 % в диапазоне 0 <
r < 1, а положение минимума – с погрешностью не
более 0,01 – 0,1 мм.
Для выпрямления высокочастотного тока в головке измерительной линии используется кристаллический детектор.
Хотя характеристика детектора близка к квадратичной, тем не менее для проведения точных измерений измерительная
линия должна быть проградуирована. Эта операция состоит из двух процедур:
1. Нахождение «условного конца линии», или «начала отсчета».
2. Определение связи тока индикаторного прибора с величиной напряженности электрического поля в линии
I = f
(E) (градировочная кривая детектора).
Градуировку детектора проводят следующим способом. Выходной фланец измерительной линии закорачивают ме-
таллической пластинкой. От измерительного генератора через регулирующий аттенюатор (рис. 1) в линию подают СВЧ-
сигнал заданной частоты и устанавливают уровень мощности так, чтобы показания индикаторного прибора соответство-
вали полной шкале при установке зонда в максимуме напряженности поля.
При закороченном конце в измерительной линии устанавливается чисто стоячая волна, для которой напряженность
поля вдоль линии изменяется по синусоидальному закону:
(
)
zkEE
z
sin
max
=
, (3.4)
где k
z
– фазовая постоянная; z – продольная координата.
Перемещая зондовую головку измерительной линии, находят положение минимума напряженности поля, которое в
данном случае соответствует нулевому значению тока индикаторного прибора. Положение минимума при этом жела-
тельно найти вблизи середины продольного размера щели линии. Это значение координаты
z
0
принимается в дальнейшем
за условный конец линии – начало отсчета фаз. Для более точного определения величины
z
0
рекомендуется найти его ме-
тодом «вилки». Далее производят градуировку детектора зондовой головки. Для этого методом «вилки» находят коорди-
нату ближайшего максимума напряженности поля
z
max
(ток индикатора соответствует полной шкале прибора).
Разность координат положения зондовой головки при максимуме и минимуме тока прибора должна соответствовать
четверти длины волны в линии
|z
0
– z
max
| = l
в
/4.
Плавно передвигая зондовую головку линии от положения максимума к минимуму, заносят в таблицу значения ко-
ординат, соответствующих некоторым выбранным значениям тока индикаторного прибора (5 – 10 значений). Для удобст-
ва выбирают
i равной 100 единицам.
Таблица
I
i
z
i
z
0
– z
i
sin2p (z
0
– z
i
) /l
в
E
i
= 100 sin2p (z
0
– z
i
) /l
в
i = 100
90
...
20
10
0
Рассчитав величины E
i
, строят график зависимости E = f (I), который и является градуировочным для детектора ли-
нии. При измерении сопротивлений с помощью измерительной линии значение тока индикатора рекомендуется устанав-
ливать равным полной шкале прибора. При этом нетрудно получить зондовый график, непосредственно связывающий
величину КСВ с током прибора, соответствующим положению зонда в минимуме напряженности поля
r = f (I
min
). Такой
метод обеспечивает минимальное значение погрешностей и сокращает время измерений. После гpадуиpовки измеритель-
ной линии ее присоединяют к исследуемому объекту, затем устанавливают заданную частоту и надлежащий уровень
мощности измерительного генеpатоpа, определяют величину
I
max
, I
min
и координату z
min
. По градуиpовочным графикам
находят величину КСВ.
Сопротивление объекта можно найти с помощью построения на круговой диаграмме полных сопротивлений. Прове-
дем окружность радиусом, соответствующим измеренному КСВ. Определим расстояние в линии между найденным по-
ложением минимума
z
min
и началом отсчета z
0
в относительных единицах j = |z
min
– z
0
| /l
в
. Эта величина соответствует уг-
лу, определяющему точку на окружности, отображающую искомое сопротивление нагрузки. Угол отсчитывается от по-
луоси минимумов в направлении «к нагрузке», если измеренная координата
z
min
сдвинута относительно z
0
в сторону гене-
ратора.
Выбор направления отсчета углов можно пояснить, рассмотрев эпюры напряженности полей, представленные на
рис. 3.3 для двух случаев:
1. Линия закорочена на конце.
2. На конце линии включена нагрузка с сопротивлением, не равным волновому сопротивлению линии
Z
н
≠ Z
0
.
