5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

5.1. Расчётная часть к первому заданию

 

5.1.1. Рассчитать по размерам поперечного сечения волновода верхнюю lв и нижнюю lн границы одноволнового режима и соответствующие им частоты fв и fн.

5.1.2. Определить среднюю длину волны l=(lв+lн)/2 и частоту f=(fв+fн)/2 одноволнового режима.

5.1.3. Выбрать два значения частоты генератора f1, f2 (но не на краях диапазона) для создания одноволнового режима в волноводе.

5.1.4. Рассчитать значения длин волн в волноводе L1, L2 с воздушным заполнением, соответствующие частотам f1, f2.

 

5.2. Порядок проведения эксперимента на первом занятии

Построение амплитудных распределений при короткозамыкающей и согласованной нагрузках. Измерение длины волны в волноводе

 

5.2.1. Включить генератор и дать ему прогреться в течение 10…15 минут.

5.2.2. Установить в волноводе режим стоячей волны, для чего к выходу измерительной линии подключить короткозамыкающую нагрузку.

5.2.3. Настроить измерительную линию на частоту генератора при помощи перемещения короткозамыкающих поршней в измерительной головке линии, добиваясь максимального показания индикаторного прибора. При отсутствии показаний индикаторного прибора изменить местоположение головки на измерительной линии и настройку повторить.

5.2.4. Перемещая головку вдоль измерительной линии (изменяя координату z), снять амплитудное распределение поля в волноводе a=j(z), то есть зависимость показаний индикаторного прибора a от расстояния z.

5.2.5. Изменяя частоту генератора f1 на f2, повторить операции 5.2.3 и 5.2.4. Результаты измерений занести в таблицу типа табл. 5.1.

Таблица 5.1

Результаты экспериментального определения вида амплитудного распределения при ……………… нагрузке

 

 

min

 

 

max

 

 

min

 

 

max

 

 

a, мкА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1=… МГц

z, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a, мкА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f2=… МГц

z, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.6. По результатам измерений построить графики амплитудного распределения поля в волноводе a=j(z).

5.2.7. Определить экспериментально значения длин волн в волноводе L1, L2 и сравнить их с рассчитанными значениями.

5.2.8. Установить на выходе измерительной линии согласованную нагрузку вместо короткозамыкающей нагрузки и снять амплитудное распределение аналогично пункту 5.2.4. Результаты измерений занести в таблицу типа табл. 5.1 и построить график амплитудного распределения.

5.2.9. Сделать выводы.

5.3. Расчётная часть ко второму занятию

 

5.3.1. Рассчитать значение волнового сопротивления волновода с воздушным заполнением.

5.3.2. Для частоты, заданной преподавателем, рассчитать значения длин волн в прямоугольном волноводе с различным диэлектрическим заполнением. Значения относительных диэлектрических проницаемостей e применяемых  диэлектриков приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Значения относительных диэлектрических проницаемостей диэлектриков

 

№ диэл.

вставки

Материал диэлектрической вставки

e

1

Полистирол

2,56

2

Полиэтилен

2,25

3

Фторопласт

2,08

4

Плексиглас

2,59

5

Бакелит

3,68

6

Тефлон

2,08

 

5.4. Порядок проведения эксперимента на втором занятии

Измерение и расчёт значений нормированного сдвига и коэффициента бегущей волны, необходимых для определения полного сопротивления нагрузки

 

5.4.1. Для частоты f2 определить координаты всех узлов амплитудного распределения в режиме стоячей волны. Данный пункт выполняется, если после выполнения пунктов 5.2.1…5.2.4 генератор выключался.

5.4.2. Определить длину волны L в волноводе.

5.4.3. Подключить к выходу измерительной линии реактивную нагрузку, предварительно отключив короткозамыкающую или согласованную нагрузку.

5.4.4. Определить координаты узлов zmin р.н. амплитудного распределения в волноводе для трёх положений L короткозамыкающего поршня.

5.4.5. Определить значения КБВ в волноводе при короткозамыкающей и реактивной нагрузках.

5.4.6. Определить величину и направление сдвига Dz – расстояния между ближайшим узлами амплитудных распределений при реактивной и короткозамыкающей нагрузках (для трёх положений короткозамыкающего поршня L). Направление сдвига определяется относительно координаты узла при коротком замыкании.

5.4.7. Отнормировать значения Dz к длине волны L в волноводе.

5.4.8. Результаты измерений и расчётов занести в таблицу типа табл. 5.3.

Таблица 5.3

Результаты экспериментального исследования

L

10 (15)

20 (25)

30 (35)

zmin КЗ

 

 

 

zmin

 

 

 

Dz

 

 

 

Dz/L

 

 

 

КБВ

 

 

 

 

5.5 Определение полного сопротивления нагрузки

 

5.5.1. По известным значениям Dz/L и КБВ с помощью диаграммы полных сопротивлений (диаграммы Вольперта) определить нормированные значения составляющих комплексного сопротивления нагрузки. Методика определения приведена в разделе 2 описания настоящей лабораторной работы.

5.5.2. Определить значение комплексного сопротивления волноводной нагрузки.

5.5.3. Сделать выводы.