Здавалка
Главная | Обратная связь

Л а б о р а т о р н а р о б о т а 4



 

НАСТРОЙКА ЛІНІЇ ПЕРЕДАЧІ В РЕЖИМ БІЖУЧОЇ ХВИЛІ

ЗА ДОПОМОГОЮ УЗГОДЖУЮЧОГО ТРАНСФОРМАТОРА

 

Мета роботи: ознайомитися з методикою настройки хвилеводів у режим біжучої хвилі за допомогою трансформатора з двома і трьома неоднорідностями.

 

Загальні відомості

 

Для лінії передачі, яка настроєна в режим біжучої хвилі, притаманна відсутність відбитої хвилі, при цьому коефіцієнт відбиття (КВ) Г=0, а для коефіцієнта стоячої хвилі (КСХН) =1. Виходячи із виразу для КВ у вигляді

 

, (4.1)

де – опір навантаження;

– хвилевий опір лінії передачі,

КВ може дорівнювати нулю в тому випадку, коли опір навантаження збігається з хвильовим опором лінії передачі. Такий розгляд має точне фізичне тлумачення для довгих ліній, у яких можна говорити про напругу і струм. У хвилеводах вводять поняття про ефективні значення струму й напруги як кореня квадратного із значення потужності, фазові характеристики пов’язують з фазою електричного поля. Для хвилеводів більш фізичною є інтерпретація узгодження як ситуації, при якій розподіл електромагнітного поля в перерізі підключення навантаження збігається з розподілом електромагнітного поля в цьому ж перерізі за наявності лінії передачі нескінченної довжини.

Під режимом узгодження розуміють випадок, коли опір навантаження, який підключено до кінця лінії передавання, дорівнює хвильовому опору даної лінії. Це еквівалентно роботі в режимі біжучої хвилі, тобто за відсутності відбитої хвилі.

Причини, з яких намагаються досягти узгодження, такі.

Потужність Р, яка надходить у навантаження, згідно з законом збереження енергії дорівнює різниці між потужністю падаючої хвилі й потужністю відбитої хвилі:

. (4.2)

 

Максимальне значення потужності , яке може надходити в навантаження, дорівнює і спостерігається для , тобто для випадку ідеального узгодження навантаження з лінією передачі. У випадку відсутності узгодження навантаження й лінії передавання частина енергії відбивається, що обумовлює наявність втрат на відбиття , які вимірюють у децибелах:

 

. (4.3)

 

Наявність додаткових втрат за рахунок відбиття приводить до зростання рівня шуму, який обумовлений втратами, оскільки коефіцієнт шуму (або шумова температура) пасивного чотириполюсника пропорційний втратам .

Узгодження відіграє важливе значення для забезпечення нормальної роботи джерел НВЧ коливань. При зміні опору навантаження, на яку працює джерело НВЧ коливань, у більшості випадків спостерігається зміна як рівня генеруємої потужності, так і частоти коливань, які генеруються. Чим краще узгоджений НВЧ тракт, тим вища стабільність частоти генератора. Для забезпечення розв’язування генератора і навантаження використовують вентиль на виході генератора. Максимальна допустима величина КСХН для більшості потужних генераторів не перевищує 1,5.

У випадку відсутності узгодження пробивна потужність лінії зменшується за рахунок зростання напруги в максимумах стоячої хвилі й дорівнює

 

. (4.4)

 

Під розуміють потужність, яка поступає в навантаження саме перед виникненням електричного пробою, а не потужність, яку має генератор. Електрична міцність лінії для випадку відсутності узгодження зменшується у разів у порівнянні з електричною міцністю узгодженої лінії. При передаванні великих потужностей звичайно намагаються забезпечити КСХН не більше 1,5.

Наявність на вході приймальних кіл КСХН, які відрізняються від 1, призводить до зменшення чутливості й дальності дії, тому на практиці вимагають, щоб вхідні кола НВЧ приймачів у режимі приймання мали <1,5-2,0 у межах робочого діапазону частот. При = 1,5 втрати на відбиття складають 0,17 дБ (4% потужності).

Узгодження є важливим і при вимірюванні потужності. При цьому достатньо хорошим є узгодження при =1,2-1,5 (при =1,2 похибка не перевищує 1 %).

Узгодження не завжди вимагається при розв’язуванні задач НВЧ техніки. Для ряду задач, зокрема при вимірюванні на НВЧ, навпаки вимагається наявність еталонного відбиття, яке використовується як референсне для вимірювань, наприклад, малих рівнів відбиття.

У принципі про ступінь узгодження можна говорити за наявності максимуму потужності, яка надходить у навантаження. Однак контроль узгодження за величиною потужності має недостатню чутливість, наприклад, похибка у визначенні максимуму потужності, яка дорівнює 1%, відповідає КСХН приблизно 1,22. Безпосередній контроль КСХН подає значно більшу точність.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.