ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Измерение в и tg б с помощью резонаторов из "Испытания электроизоляционных материалов " Испытание диэлектриков в диапазоне СВЧ связано с применением многих элементов специальной аппаратуры. К наиболее употребительным элементам, обладающим специфическими особенностями, относятся сами измерительные линии, а также элементы настройки в резонанс, элементы связи и элементы ослабления сигнала — аттенюаторы. [c.123] Настройка в резонанс контуров с сосредоточенными параметрами обычно выполняется путем изменения частоты, индуктивности или емкости. В аппаратуре СВЧ настройка контура в резонанс осуществляется, как правило, изменением длины измерительной линии, волновода или резонатора. Симметричная линия может быть настроена в резонанс с помощью короткозамыкаю-щего мостика или конденсатора переменной емкости (рис. 5-4). В такой мостик может быть включен миллиамперметр для определения точки максимума тока. Перемещением мостика достигается изменение длины линии и, следовательно, резонансной частоты. [c.123] Поэтому при уменьшении емкости конденсатора в конце линии резонансная длина волны уменьшается уменьшая емкость конденсатора (рис. 5-4, ), в начале линии также можно настроиться на более короткую волну. [c.124] В случае коаксиальных линий основным элементом настройки в резонанс является короткозамыкающий поршень, который может перемещаться вдоль линии тем самым меняется ее длина. [c.124] Чем больше длина штырька, находящегося в волноводе, тем сильнее связь, т. е. тем больше энергии передается в волновод, однако тем больше и влияние на режим работы волновода. [c.126] Электрическая связь широко используется в измерительных линиях. В такф линии имеется продольная щель, вдоль которой перемещается зонд. Он располагается вдоль электрических силовых линий и отбирает небольшую мощность (не более 5%). [c.126] Магнитную связь осуществляют при помощи витка связи. Он располагается в области с наиболее сильным магнитным полем таким образом, чтобы его плоскость была перпендикулярно магнитным силовым линиям. Виток можно уподобить рамочной антенне небольшого размера. Чем больше размеры петли, тем сильнее связь. Регулировку связи удобно осуществить поворотом плоскости петли. [c.126] Следует иметь в виду, что магнитная связь всегда сопровождается некоторой электрической связью. [c.126] При применении штырьков или петель связи для отбора энергии волн они выполняют роль приемных антенн. Волны, прошедшие по волноводу, создают своим электрическим полем в приемном штырьке некоторую э. д. с, а в петле связи э. д. с. индуктируется магнитным полем. [c.126] Под дифракционной связью понимают связь через отверстие. Так, например, можно передать часть энергии волны из одного волновода в другой, если в общей стенке этих двух волноводов сделать отверстие той или иной формы. Такая связь будет усиливаться при увеличении размеров отверстия. Круглый волновод должен быть так ориентирован относительно прямоугольного, чтобы совпадало направление полей около отверстия связи. Связь через отверстие в узкой стенке волновода называют соединением Я, а через отверстие в широкой стенке — соединением Е. В некоторых случаях используется не одно, два или три отверстия связи. [c.126] Р-х VI — мощность, отдаваемая генератором на согласованную нагрузку без аттенюатора и аттенюатором, включенным перед той же нагрузкой и также согласованным с генератором. [c.127] Аттенюаторы должны градуироваться при коэффициенте бегущей волны, близком к единице затухания аттенюаторов всех типов зависит от частоты (рис. 5-7). Коэффициент ослабления аттенюаторов в сантиметровом диапазоне может достигать 150 при ограниченной мощности на входе. Каждый аттенюатор применим лишь в определенном интервале температур. [c.127] Главный волновод прямоугольного сечения имеет по концам фланцы, необходимые для включения измерительной линии. На верхней широкой стенке имеется узкая щель, в которой перемещается штыревой зонд. Детекторный резонатор представляет собой отрезок прямоугольного волновода. По концам резонатора имеются два перемещаемых поршня, с помощью которых производится настройка. На некотором расстоянии от конца резонатора помещен детектор. [c.129] Коаксиальный резонатор 1 (рис. 5-8, б) смонтирован в вертикальной колонке, закрепленной на верхней части детекторного резонатора 5. По оси коаксиального резонатора в вертикальном направлении может перемещаться зонд глубину погружения зонда можно определить по шкале. Для настройки коаксиального резонатора служит поршень. Коаксиальный резонатор имеет переменную связь с детекторным резонатором. Резонаторы вместе с зондом могут перемещаться вдоль щели. Промышленность выпускает линии для различных диапазонов частот и назначений. [c.129] Измерение свойств г и tg Ь ) диэлектриков с помощью длинных линий осуществляется в основном двумя методами. Первый основан на измерении коэффициента бегущей волны и коэффициента отражения в линии, нагруженной на сопротивление образца. Второй метод основан на использовании длинной линии как резонансной системы линию настраивают в резонанс без образца при коротком замыкании в конце ее и затем с образцом, включенным в конце, определяя каждый раз резонансную длину и добротность линии. В принципе эти же методы применимы и к волноводам меньшие погрешности получаются при резонансном методе, который поэтому получил широкое распространение. [c.129] Значения и tg находят по известным формулам (глава вторая). [c.130] Описанный метод дает удовлетворительные результаты в том случае, когда полное сопротивление испытуемого конденсатора имеет величину того же порядка, что и волновое сопротивление. В противном случае следует параллельно или последовательно с испытуемым включить образцовый конденсатор и добиться, чтобы значения Zq и оказались близкими. Величину Zx находят затем расчетом. [c.131] Измерения могут быть выполнены и резонансным методом. Рассмотрим один из резонансных методов измерения е и tg 5 с помощью симметричной линии. Четвертьволновая короткозамкнутая линия возбуждается стабилизированным генератором (рис. 5-9). Исходя из аналогии указанной линии и параллельного резонансного контура, нетрудно получить выражения для е и tg б. Линию настраивают в резонанс без образца диэлектрика по максимуму показаний прибора в короткозамыкающем мостике определяют добротность линии с конденсатором без потерь в виде двух параллельных пластинок с расстоянием А. [c.131] В этих выражениях р/ — электрическая длина линии, выражаемая числом длин воли. Погрешность измерения е составляет не более 2%, а tg б — не свыше 20%. [c.131] Вернуться к основной статье