Практикум по электродинамике СВЧ

(7 сем., диф. зачет)

Преподаватели: Доцент, к.т.н. Запрягаев Игорь Александрович,
Ст. преподаватель Чернов Константин Николаевич

1. Исследование ферритового циркулятора.
Цель работы: Изучение работы ферритового циркулятора в качестве бесконтактного высокочастотного коммутатора и определение коэффициентов его матрицы рассеяния. Микроамперметр используется в качестве индикатора уровня мощности, регулируемой встроенным в генератор аттенюатором, что избавляет от необходимости калибровки детекторного диода.
2. Исследование направленного ответвителя.
Цель работы: Направленный ответвитель служит для ответвления незначительной части мощности, проходящей по линии передачи, при этом практически не вносит рассогласования в линию. Требуется определить основные параметры направленного ответвителя: переходное затухание и направленность на различных частотах с использованием прецизионного аттенюатора.
3. Измерение мощности СВЧ.
Цель работы: Ознакомление с различными способами измерения СВЧ мощности. Работа посвящается измерению мощности непрерывного сигнала и импульсно-модулированных сигналов различной формы.
4. Измерение полных сопротивлений с помощью измерительной линии.
Цель работы: Изучение работы измерительной линии, калибровка детектора измерительной линии. Измерение КСВН и фазы коэффициента отражения, определение полных сопротивлений с помощью диаграммы Смита для различных нагрузок.
5. Измерение отражений от четырехполюсников.
Цель работы: Измерение коэффициентов отражения от четырехполюсника. Исследуемым четырехполюсником служит волноводно-коаксиальный переход. Измерения проводятся методом Татаринова и методом Вайсфлоха.
6. Измерение параметров волноводных диафрагм.
Цель работы: Волноводный импедометр предназначен для измерения полных сопротивлений волноводных нагрузок. В данной работе исследуются волноводные диафрагмы: симметричная емкостная, симметричная индуктивная и резонансная. Результаты измерений сравниваются с расчетными.
7. Измерение добротности резонатора.
Цель работы: Исследование перестраиваемого цилиндрического резонатора. Расчет собственной добротности при нескольких положениях поршня. Измерение нагруженной добротности по величине полосы резонатора, для различных индуктивных петель связи, при нескольких положениях поршня.
8. Измерение полей в объемном резонаторе методом малого возмущающего тела.
Цель работы: Расчет структуры электромагнитных полей в объемном резонаторе, возбуждаемом на Н011 моде колебаний, по двум направлениям: вдоль оси резонатора, поперек оси резонатора, методом малого возмущающего тела. В качестве возмущающих тел используются эбонитовый и дюралюминиевый шарики. Резонатор возбуждается частотно-модулируемым сигналом. На вход осциллографа, синхронизированного модулирующим напряжением, подается сигнал с детектора. Измерение резонансной частоты проводятся по шкале осциллографа градуированной по частоте.
9. Рупорные и линзовые антенны.
Цель работы: исследование диаграмм направленности рупорных и линзовых антенн. В данной работе снимаются диаграммы направленности в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и поляризационные диаграммы рупорных и линзовых антенн. Селективный усилитель служит в качестве индикатора уровня мощности, а прецизионный аттенюатор позволяет поддерживать постоянную мощность, поступающую на детекторный диод, что избавляет от необходимости калибровки детектора.
10. Измерение добротности объемных резонаторов с помощью панорамного измерителя коэффициента передачи и КСВН.
Цель работы: Панорамный измеритель позволяет измерять частотную зависимость: коэффициента передачи, если исследуемый объект, включен как четырехполюсник; коэффициента отражения, если исследуемый объект, включен как двухполюсник. В качестве исследуемого объекта используется цилиндрический резонатор с переходными волноводными фланцами и диафрагмами. По измеренному ослаблению и КСВН рассчитывается нагруженная и собственная добротности резонатора.
11. Измерение коэффициентов матрицы рассеяния четырехполюсника на векторном анализаторе цепей.
Цель работы: Векторные анализаторы цепей позволяют проводить измерения комплексных S-параметров. В данной работе необходимо ознакомиться с векторным анализатором цепей Network Analyzer #5230A PNA-L фирмы Agilent Technologies. Научиться проводить калибровку прибора в заданном диапазоне частот. Измерить коэффициенты матрицы рассеяния для заданного четырехполюсника. Результаты измерений представить в виде файлов данных.

Литература

Милованов О.С., Собенин Н.П. Техника сверхвысоких частот. 1980.
Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. т. I, М.: Высшая школа, 1970.
Микаэлян А.Л. Теория и применение ферритов на СВЧ. 1963.
Марков Г.Т. Сазонов Д.М. Антенны. М.-Л.: 1975.
Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. 1975.
Тишер Ф. Техника измерений на СВЧ. М.: 1973.
Гинзтон Э.Л. Измерения на сантиметровых волнах.
Билько М.И., Томашевский А.К., Шаров И.Р., Баймуратов Е.А. Измерение мощности на СВЧ.
Дворяшин Б.В., Кузнецов Л.И. Радиотехнические измерения.
Валитов Р.А., Сретинский В.Н. Радиоизмерения на СВЧ. 1958.
Фрадин А.Э., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенн. 1962.
Стариков В.Д. Методы измерения на СВЧ с применением измерительных линий. М.: 1972.
Винокуров В.И., Каплин С.И., Петелин И.Г. Электрорадиоизмерения. 1986.
Калинин В.И., Герштейн Г.М. Введение в радиофизику. 1957.
Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. 1970.
Радиофизический практикум. Саратов, 1966.
Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. 1973.
Янке Е., Эмде Ф., Лёш Ф. Специальные функции. Наука, 1977.
Фрадин А.Э. Антенно-фидерные устройства. М., 1977
Карлинер М.М. Электродинамика СВЧ. Новосибирск, 2006.