Дослідження спрямованих відгалужувачив

 

Ціль роботи

 

§ Поглиблене пророблення лекційного матеріалу.

§ Ознайомлення з конструкціями спрямованих відгалужувачів

§ Вивчення принципу дії спрямованих відгалужувачів

§ Вимір і розрахунки параметрів спрямованого відгалужувача

 

 

2. Ключові положення

 

Спрямовані відгалужувачі являють собою широкий клас не дисипативних восьмиполюсників і містять два відрізки лінії передачі.

В ідеальному випадку енергія електромагнітної хвилі вступники в одне із плечей, поширюючись, нерівномірно ділиться тільки між двома плечима й не надходить у плече, що залишилося, яке називають "розв'язаним" щодо першого плеча.

У реальних конструкціях відгалужувачів незначна частина енергії проникає в "розв'язане" плече. Величина розв'язки, виражена в децибелах, визначається формулою:

,

 

де - потужність, що надходить на вхід одного із плечей, - потужність на виході відповідного "розв'язаного" плеча.

Більшість спрямованих відгалужувачів мають площина симетрії, тому аналіз їх матриць розсіювання можна робити методом декомпозиції.

Найпростіша конструкція хвилеводного спрямованого відгалужувача зображено на малюнку 2.1. Нумерація плечей зазначена на цьому малюнку.

 

Малюнок 2.1 (До аналізу властивостей хвилеводного спрямованого відгалужувача

 

Відгалужувач складається із двох однакових хвилеводів прямокутного перетину, що мають загальну вузьку стінку, у якій прорізано два однакові отвори на відстані друг від друга. Хвиля основного типу, порушувана в плечі 1, поширюючись по хвилеводу, збуджує послідовно отвору зв'язку. Кожне із цих отворів стає джерелом хвиль, що поширюються в обидва боки у вторинному хвилеводі.

Хвилі (суцільні лінії), які пройшли однаковий шлях ліворуч праворуч, синфазні і їх коливання підсумуються. На відміну від цього, хвилі, що поширюються від плеча 1 і прямуючі праворуч ліворуч у плече 2 (пунктирні лінії), пройшли різні відстані, що відрізняються на половину довжини хвилі у хвилеводі. Отже, у плечі 2 ці хвилі протифазні й при рівності амплітуд погашають один одного.

Параметрами, що характеризують електродинамічні властивості спрямованих відгалужувачів, є перехідне ослаблення й спрямованість. Перехідне ослаблення, виражене в децибелах, визначається формулою

 

, дБ,

 

де індекси означають номер відповідного плеча.

Спрямованість, виражена в децибелах, визначається формулою

 

, дБ,

 

Недоліком розглянутого відгалужувача є його вузькосмуговість по спрямованості: при збільшенні розстройкі величина спрямованості різко падає.

 

Домашнє завдання

 

Підготувати бланк звіту до лабораторної роботи

Зобразити ескізи хвилеводного спрямованого відгалужувача

Зобразити схему лабораторної установки й вивчити методику виконання вимірів

 

3.4. Розрахувати величину потужностей і в плечах 1 і 2 спрямованого відгалужувача, виконаного на основі хвилеводу прямокутного перетину, якщо задані величини перехідного ослаблення й спрямованості . При цьому потужності, що зробили в плечі 3 і 4, рівні, відповідно, і , відбиття у всіх плечах відсутні. Вихідні дані наведені в таблиці.

 

Таблиця 1 – Параметри відгалужувача

 

№ бригади	, дБ	, дБ	, Вт	, Вт
			0,1	0,01
			0,5	0,025
			0,01	0,003
			0,2	0.02

 

Лабораторна установка

 

На малюнку 2.6 зображена схема лабораторної установки за допомогою якої можна робити вимір параметрів спрямованого відгалужувача.

 

 

 

Рис. 2.6. (Функціональна схема установки для вимірів характеристик

спрямованих відгалужувачив: 1- генератор НВЧ, 2 - феритовий вентиль, 3 - коаксиально хвилеводний перехід, 4 - хвилеводная вимірювальна лінія, 5, 6 - досліджувані спрямовані вігалужувачи, 7 - хвилеводная детекторна секція, 8 -індикаторний прилад - вибірковий підсилювач НЧ, 9 - хвилеводная погоджене навантаження

 

Студенти повинні, залежно від призначення вимірів, зібрати з наявних елементів відповідну схему лабораторної установки.

 

Лабораторне завдання

 

Зібрати схему лабораторної установки для вимірювання перехідного ослаблення спрямованого відгалужувача

Зробити вимірювання величин потужностей у плечах 1 і 4 спрямованого відгалужувача на трьох частотах робочого діапазону частот, зазначених викладачем. Розрахувати значення перехідного ослаблення на цих частотах.