А.Н. Фомичев
Техника СВЧ
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов, обучающихся по специальностям
Радиофизика и электроника, Физика
Ярославль 2006
1
УДК 621.37.029.6
ББК З 80я73
Ф 76
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. <...> Определение полных
сопротивлений и измерение длины волны
в линии передачи
Цель работы
• Ознакомиться с методом измерения полных сопротивлений
• Получить навыки использования измерительной линии для
количественной оценки параметров волновых процессов
• Измерить полное сопротивление нагрузки
Приборы и принадлежности <...> Краткая теория метода
В комплексной форме полное (комплексное) сопротивление
нагрузки может быть представлено:
Z = R + ix , <...> (2)
где Е+ и Н+ – поперечные компоненты падающей волны (волны,
распространяющейся в положительном направлении оси волновода), Е- и Н- - поперечные компоненты отражённых волн. <...> Измерительная линия представляет собой отрезок в несколько длин волн, в волноводе, в котором с
помощью перемещающегося зонда с индикаторной цепью можно
регистрировать распределение поля Е и Н. <...> Из теории известно, что в волноводе конечной длины, нагруженном произвольным сопротивлением, устанавливаются стоячие волны, эпюра которых определяется характером комплексного
сопротивления нагрузки. <...> Измеряя коэффициент отражения в измерительной линии, можно вычислить величину активной и реактивной нагрузки. <...> 1
7
При включении генератора в волноводе измерительной линии
установятся стоячие волны, так как часть энергии поля будет отражаться от нагрузки. <...> Поперечные составляющие полей Е и Н могут быть представлены как сумма падающей и отраженной волн (т.е. идущей в положительном направлении Е+ и в отрицательном Е- соответственно):
Е=Е++Е-, <...> На практике для определения чаще всего
используют коэффициент отражения по электрическому полю, поэтому ниже под коэффициентом <...>
Техника_СВЧ_.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
Кафедра радиофизики
Н.И. Фомичев
А.Н. Фомичев
Техника СВЧ
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов, обучающихся по специальностям
Радиофизика и электроника, Физика
Ярославль 2006
1
Стр.1
УДК 621.37.029.6
ББК З 80я73
Ф 76
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2006 года
Рецензент кафедра радиофизики Ярославского государственного
университета им. П.Г. Демидова
Ф 76
Фомичев, Н.И. Техника СВЧ : метод. указания по выполнению
лабораторных работ / Н.И. Фомичев, А.Н. Фомичев
; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль : ЯрГУ, 2006. – 60 с.
Рассмотрены основные рекомендации по выполнению
лабораторных работ по дисциплинам “Антенно-фидерные
устройства”, “Анализ и синтез устройств СВЧ”.
Каждая лабораторная работа содержит краткое описание,
снабженное необходимыми комментариями, порядок выполнения
лабораторной работы, контрольные вопросы.
Методические указания предназначены для студентов физического
факультета, обучающихся по специальностям Радиофизика
и электроника, Физика (специализация "Радиофизика
и электроника") (дисциплины "Антенны", "Антеннофидерные
устройства", "Анализ и синтез устройств СВЧ",
блок ДС), всех форм обучения.
УДК 621.37.029.6
ББК З 80я73
Ярославский государственный университет, 2006
Фомичев Н.И., Фомичев А.Н., 2006
2
Стр.2
Общие методические указания
по выполнению лабораторных работ
Выполнение лабораторной работы студентом делится на три
этапа: подготовку к работе, выполнение самой работы и составление
отчета.
Добросовестная подготовка к работе обеспечивает хорошее и
быстрое выполнение ее, сокращает время на составление отчета.
При подготовке к работе рекомендуется:
– Внимательно прочитать описание предстоящей лабораторной
работы и вопросы, выносимые на коллоквиум, предшествующий
этой работе.
– Используя рекомендованную литературу и конспект лекций,
усвоить основные теоретические сведения, методы и технику измерений,
которые необходимо проделать в данной работе. Ответить
на вопросы, выносимые на коллоквиум.
– За день-два до выполнения работы ознакомиться с лабораторной
установкой и аппаратурой, которая будет использована во
время работы. Непонятные вопросы выяснить у преподавателя или
сотрудников лаборатории.
– Дo выполнения лабораторной работы каждому студенту рекомендуется
проделать технические расчеты и построить графики
согласно заданию.
Подготовку к работе студент может считать законченной, если
он имеет ясное представление о том, что делать и что он ожидает
получить в результате эксперимента.
Преподаватель, проводящий коллоквиум, до начала лабораторных
работ устанавливает степень понимания студентом этих
вопросов. Студент, показавший на коллоквиуме недостаточные
знания, к выполнению лабораторной работы не допускается. В то
время как его товарищи выполняют лабораторную работу, ему
предоставляется возможность здесь же в лаборатории восполнить
недостаток своих знаний и подготовиться к повторному коллоквиуму
в установленное преподавателем время.
3
Стр.3
Содержание
Общие методические указания по выполнению лабораторных работ .............. 3
Работа 1. Определение полных сопротивлений и измерение длины волны
в линии передачи ....................................................................................... 6
Работа 2. Исследование электромагнитного поля в прямоугольном
волноводе ................................................................................................. 20
Работа 3. Измерение параметров диэлектриков на СВЧ волноводными
методами .................................................................................................. 33
Работа 4. Многополюсники СВЧ ........................................................................ 41
Приложение. Описание панорамного измерителя коэффициента
стоячей волны напряжения Р2-61 ....................................................... 57
Учебное издание
Фомичев Николай Иванович,
Фомичев Александр Николаевич
Техника СВЧ
Методические указания по выполнению лабораторных работ
Редактор, корректор А.А. Аладьева
Компьютерная верстка Е.Л. Шелеховой
Подписано в печать 14.11.2006. Формат 60*84 1/16 Бумага тип.
Усл. печ. л. 3,49. Уч.-изд. л. 1,6. Тираж 100 экз. Заказ
Оригинал-макет подготовлен
В редакционно-издательском отделе ЯрГУ.
Отпечатано на ризографе.
Ярославский государственный университет
им. П.Г. Демидова
150000, Ярославль, ул. Советская, 14.
61
Стр.61