Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Радиочастотные линии

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [55] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

Индикатор. Основное назначение индикатора типа Я2Р-19- преобразование сигналов, несущих информацию о параметрах измеряемых четырехполюсников с целью обеспечения возможности наблюдения на экране ЭЛТ их частотных характеристик, а также непосредственного отсчета измеряемых величин КСВН и затухания по шкалам отсчетного устройства в автоматическом, ручном и следящем режимах перестройки частоты ГКЧ. В индикаторе осуществляются усиление напряжений, пропорциональных мощностям падающей и отраженной (прошедшей) волн на частоте модуляции СВЧ сигнала, деление их в делительной схеме, детектирование, визуальная индикация частотных характеристик КСВН и затухания на экране ЭЛТ и непосредственный отсчет измеряемых величин. Кроме того, в индикаторе имеются устройства, обеспечивающие работу системы АРМ ГКЧ, индикацию частотной метки на экране ЭЛТ.

Комплект СВЧ узлов. В состав комплекта СВЧ узлов входят две пары направленных ответвителей (кроме прибора Р2-38), две детекторные головки, согласованные нагрузки, короткозамыкате-ли, развязывающие аттенюаторы.

Одновременно для проведения измерений требуется одна пара направленных ответвителей. Обе пары направленных ответвителей, входящих в комплект, яву1яются идентичными по своим электрическим параметрам. Величина направленности - не менее 38 дБ, переходное затухание - не более 20 дБ. Чувствительность детекторных головок составляет не менее 200 мкВ/мкВт в рабочем диапазоне частот.

9.10. ИЗМЕРЕНИЕ ЗАТУХАНИЯ В ЭКРАНИРОВАННЫХ СИММЕТРИЧНЫХ КАБЕЛЯХ НА ВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ

Затухание симметричного кабеля на частотах до 100 МГц может быть определено с большой точностью путем непосредственного измерения полных проводи.мостей с помощью мостов. На рис. 9.21а, б приведены принципиальные схемы мостов.

Использование мостовых методов измерения затухания в кабелях на частотах выше 100 МГц практически связано с целым рядом трудностей (необходимость тщательной экранировки, влияние дополнительных емкостей и т. д.). Поэтому на более высоких частотах, например на частоте 200 МГц, рекомендованной МЭК и принятой в отечественных стандартах для оценки многих радиочастотных кабелей, необходимо выбирать иные методы измерения затухания.

Наилучшим методом измерения затухания симметричных кабелей является метод измерения с помощью симметричной измерительной линии. Но этот метод требует наличия специальной симметричной измерительной линии, изготовленной с высокой степенью точности.

Для измерения затухания симметричных кабелей на частоте 200 МГц может быть использован один из уже отработанных ме-

тодов измерения затухания коаксиальных кабелей - метод коэффициентов рассеяния с применением обычной коаксиальной измерительной линии и симметрирующих устройств, включаемых между измерительной линией и измеряемым кабелем. Этот метод не требует создания специальной измерительной аппаратуры, необходимо лишь приспособить имеющуюся измерительную аппаратуру и изготовить сравнительно несложные симметрирующие устройства.

Симметрирующее устройство представляет собой пассивный пятиполюсник, который легко преобразуется в четырехполюсник в случае симметричной оконечной нагрузки. Входное сопротивление Zbx такого устройствз является функцией оконечного сопротивления и может быть записано как

где Gn, 12, Й2!, 22 - элементы матрицы а четырехполюсника. Для того чтобы ZsxKZa, Т. е. обеспечивалась трансформация сопротивления с определенным коэффициентом независимо от Zh, необходимо выполнение условий ai2==a2i=0 и K=aii/a22. Так как элементы матрицы являются частотозависимыми величинами, выполнение этих условий в широком диапазоне частот является сложной задачей.

На частотах выше 100 МГц применение симметрирующих устройств с использованием элементов с сосредоточенными параметрами невозможно, поэтому подобные устройства выполняются на коаксиальных линиях. Существуют два типа симметрирующих устройств -на основе разветвления коаксиальной линии и с применением заграждающих фильтров. На рис. 9.36 представлена по-

(9.56)

Рис. 9.36. Полуволновая симметрирующая линия

луволновая симметрирующая линия. Коаксиальная линия с волновым сопротивлением Zb разветвляется на две линии с волновыми сопротивлениями 2Zb, одна из которых длиннее другой на Л/2, вследствие чего происходит симметрирование с коэффициентом трансформации 1 :4. При изменении рабочей частоты электрическая длина ответвления изменяется, что приводит к нарушению фазовых соотношений и рассогласованию тракта.

Для обеспечения широкополосного согласования необходимо плавное изменение либо длины ответвления, либо его волнового



сопротивления, что на практике трудно выполнимо. К числу симметрирующих устройств, обладающих некоторой щирокополосно-стью, может быть отнесено симметрирующее устройство, показанное на рис. 9.37. Оно состоит из отрезка коаксиальной линии»


------гъыкЦ

Рис. 9.37. Широкаполос-иос симметрирующее устройство без потерь (симметрирующий шлейф):

а) схематическое изображение; б) внешний вид

внешний проводник которой разветвляется с помощью балансовой секции N. образуя короткозамкнутый шлейф. Потенциал точки разветвления внешнего проводника тракта равен нулю. Длина шлейфа выбирается равной Л/4, при этом шлейф эквивалентен параллельному колебательному контуру. При резонансе входное сопротивление контура равно бесконечности, контур почти не потребляет энер- " гни, потери в нем бесконечно малы. Эквивалентная схема такого сим-

"1

метрирующего устройства приведена на рис. 9.38.

Недостатком подобного устрой- Эквивалентная электри-

ства является отсутствие трансфор- ;ойа"б%отеГ"~ мации сопротивления. Практически

устройство такого типа может быть выполнено из отрезков коаксиальных кабелей.

Измерение затухания симметричных экранированных кабелей с волновым сопротивлением 200 Ом следует проводить на 50-омном канале измерительной линии с использованием полуволнового симметрирующего устройства, обеспечивающего коэффициент 332

трансформации 1 :4 на одной фиксированной частоте. Измерение затухания 100-омных симметричных экранированных кабелей следует проводить, подключая их к линии через четвертьволновый шлейф.

9.11. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ КАБЕЛЕЙ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ДО 200 МГц

При использовании радиочастотных коаксиальных кабелей наряду с такими характеристиками, как волновое сопротивление, коэффициенты затухания и фазы, важное значение приобретает величина затухания экранирования, характеризующая экранирующие свойства внешних проводников кабелей. Условие гибкости, предъявляемое к радиочастотным кабелям, приводит к необходимости применения в качестве внешнего проводника (экрана) электрически негерметичных конструкций типа обмоток, оплеток и др. Естественно, что экранирующая способность таких экранов ниже, чем у сплошного экрана.

Теоретические методы расчета позволяют достаточно точно рассчитать затухание экранирования лишь для сплошного экрана. Для негерметичных экранов, сопротивление связи которых может быть измерено лишь в ограниченном диапазоне частот, получены лишь приближенные формулы. Приближенная теоретическая оценка степени экранирования недостаточна для того, чтобы установить критерий эффективности экранирования таких кабелей. В связи с этим экспериментальное изучение сопротивления связи кабелей с экранами в виде оплетки имеет большое практическое значение.

Рассмотрим основные методы измерения сопротивления связи.

Из определения понятия «сопротивление связи» следует, что для измерения этой величины необходимо имитировать помехоне-сущнй ток, а также напряжение помех и найти их значение [см. ф-лу (3.74)].

Различные авторы [11, 31-39] использовали отличные друг от друга методы измерения сопротивления связи. Почти все из этих методов разрабатывались применительно к частотам, используемым обычно в технике кабелей магистральной связи. Тем не менее изучение их послужило основой для создания устройств, пригодных для измерения сопротивления связи коаксиальных радиочастотных кабелей в диапазоне сверхвысоких частот.

Проведенные исследования и, в первую очередь, работы Крю-геля [38] позволили создать специальное устройство для измерения сопротивления связи, получившее название триаксиальной линии. Принципиальная схема измерения сопротивления связи с помощью триаксиальной линии приведена на рис. 9.39.

Измеряемый образец кабеля / длиной I помещается в середине сплошной металлической трубы 2. Если между внутренним и внешним проводниками кабеля, короткозамкнутого на противоположном конце, приложить некоторое напряжение L/,o. имитирую-



щее помеху, то по внутренней коаксиальной системе (внутренний проводник - внешний проводник - экран кабеля) потечет некоторый ток /,о Тогда во внешней системе, образованной экраном кабеля и трубой, замкнутой на экран кабеля со стороны генератора

в

Рис. 9.39. Приищшиальная схема измерения сопротивления связи с использованием триаксиальной линии

наведется напряжение U21, которое можно измерить на разомкнутом конце. В случае квазистационарного распределения тока и напряжения по длине кабеля напряжение холостого хода U21 во внешней системе пропорционально длине / отрезка кабеля и сопротивление связи легко определяется из отношения U21 к току /ю.

Условие квазистационарности распределения тока в такой системе соответствует неравенству

/<Ят/4. (9.57)

где Ят - длина волны, соответствующая максимальной частоте при измерениях.

Следовательно, триаксиальную линию при реальной длине 1м можно использовать в диапазоне частот до 50 МГц. Практическая реализация данного метода весьма разнообразна. Например, Крю-гель использовал этот метод при квазистационарном режиме в диапазоне частот до 30-50 МГц и пользовался при расчете ф-лой (3.74), а Ларсен [36], наоборот, использовал резонансный режим (/ = л/4) и получил результаты измерения сопротивления связи при частотах до 200 МГц. При расчете сопротивления связи использовалась формула

(9.58)

Z = Z

где Zbi - волновое сопротивление измеряемого кабеля.

Наряду с некоторыми недостатками резонансного метода измерения, связанны.ми с жесткой зависимостью частоты и размера линии, он обладает и достоинствами. Например, за счет резонансных свойств четвертьволнового отрезка получаются большие выходные напряжения.

После ряда из.мерений было установлено, что сопротивление связи негерметичных экранов (в частности, оплеток) кабелей на частотах выше 5-7 МГц становится пропорциональным частоте и определяется величиной индуктивности оплеток. В связи с этим оценку экранирующих свойств радиочастотных кабелей можно проводить на основании измерения индуктивности оплетки. 334

На основе анализа различных .методов из.мерения для практического использования можно рекомендовать способ измерения сопротивления связи с помощью триаксиальной линии, допускающей использование двух методик. Схемы из.мерения по этим .методик кам приведены на рис. 9.40 и 9.41. При той и другой методике ис-/ Z f 5 6




Рис. 9.40. Схема измерения сопротивления .связи методом вольтметра-амперметра с использованием триаксиальной линии:

/ - измерите.чьиый генератор; 2 - миллиамперметр; 3 - трнак-снальная линия; 4 - измеряемый кабель; 5-нагрузка; 6 - милливольтметр

Рис. 9.41. Схема из.мерения сопротивления связи методом замещения с использованием триаксиальной линии:

/ - измерительный генератор; 2 - коаксн. альиый тройник; Л - нагрузка; 4 - триак-сиальная линия; 5 - измеряемы!! кабель; (5 - магазин зату.хання; 7 - индикатор напряжения

пользуется одна и та же конструкция триаксиальной линии. Напряжение источника, имитирующее помеху, прикладывается между внутренним и внешним проводниками измеряемого кабеля, ко второму концу которого подключается нагрузка, равная его волновому сопротивлению. В качестве источника напряжения применяется генератор напряжения, обеспечивающий выходной уровень нужной величины и частоты.

При использовании схемы на рис. 9.40 измеряются ток, протекающий по внутренней системе, и напряжение, возникающее на выходе внешней системы. В качестве измерителя тока применяется прибор тепловой системы с достаточной чувствительностью. Напряжение, наведенное на внешнем проводнике кабеля, измеряется чувствительным измерителем напряжения. Опыт работы по измерению сопротивления связи показал, что при использовании генератора с выходным напряжением порядка 10 В необходим индикатор напрял<ения с чувствительностью порядка десятых долей милливольта и выше. Удобно для этих целей применять электронные .милливольт.метры или еще лучше .микровольтметры.

По результатам измерения тока и напряжения рассчитывается .модуль сопротивления связи Zs, МОм/.м, по формуле

\Z,\=, (9.59)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [55] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68



0.011
Яндекс.Метрика