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

Увеличивая затухание, вносимое калиброванным аттенюатором, добиваются тех же показаний индикаторного прибора, что и в случае, когда образец кабеля внутри трубки имел экран. При этом выходная мощность генератора высокочастотных сигналов поддерживается неизменной для обоих случаев. Допустим, что затухание аттенюатора, при котором индикаторный прибор имел такое же показание, равно а.2. Тогда затухание экранирования испытуемого негерметического экрана кабеля находится как разность показаний калиброванного аттенюатора, т. е.

Лз = а2 -Oi. (9.66)

Конструкция коаксиального резонатора для измерения затухания экранирования негерметичных экранов радиочастотных коаксиальных кабелей выполнена в виде латунной массивной трубы - корпуса. Длина и поперечные размеры корпуса резонатора выбираются в соответствии с диапазоном частот, в котором необходимо провести измерения. Медная или латунная трубка с отверстиями, служащая внутренним проводником резонатора, располагается аксиально внутри корпуса и крепится с помощью торцовых заглу-днек. Одновременно заглушки обеспечивают выполнение граничных условий для электромагнитного поля на торцах резонатора.

Для увеличения добротности резонатора и получения более стабильной работы его внутренняя трубка с отверстиями припаивается к торцовым заглушкам. Пайку целесообразно выполнять серебрёным припоем. Все детали, образующие внутреннюю полость резонатора, тщательно обрабатываются и серебрятся.

Общий вид одной из конструкций резонатора, предназначенного для работы на частотах 200, 600 и 900 МГц, показан на рис-9.49. Основным элементом конструкции является корпус /. Торцовые заглушки 2 имеют плотную резьбовую посадку на корпус и

\ Нандикаторнопу, д ,9

Рис. 9.49. Общий вид конструкции резонатора для из.мерения затухания экранирования кабеля:

7 - корпус резонатора; 2 - торцовая заглушка; 3 - трубка с отверстиями; 4 -измеряемый кабель с экраном,- 5 - контактная втулка; 6 - штырь соединителя; 7 - корпус соединителя; S - детекторная головка; Э - петля связи

штифтуются. Трубка с отверстиями 3, в свою очередь, в контактирующем месте припаивается к заглушке. Последнее условие не обязательно, если в этом месте выполняется хороший холодный 342

контакт путем обжатия типа «хомутик». Около торцовой стенки в корпусе имеется отверстие для ввода магнитной петли связи. Детекторная головка 8 и петля связи 9 индикаторной цепи выполнены в виде самостоятельного узла и легко могут быть подключены к резонатору. Концы трубки, в которую вставляется образец кабеля, заканчиваются коаксиальными соединителями стандартных размеров, что позволяет включать резонатор в любую коаксиальную цепь. Корпусы соединителей 7 выполнены в виде насадок, плотно обжимающих концы трубки. В качестве штыря 6 используется насадка на внутренний проводник кабеля.

Как показал опыт работы, резонатор можно использовать на нескольких резонансных частотах, которые связаны с геометрическими размерами резонатора соотношением

/ = псПи (9.67)

где с - скорость распространения электромагнитной энергии в свободном пространстве, равная З-Ю" см/с; /-длина резонатора, см; га -порядковое число 1, 2, 3 ... Например, при длине резонатора 50 см измерения можно проводить на частотах 300, 600 и 900 МГц, т. е. на частотах первого второго и третьего резонансов. В принципе, такой резонатор можно использовать и на более высоких резонансных частотах, но при этом надо учитывать возможность возникновения в резонаторе волн высшего порядка.

Известно, что верхняя граничная частота определяется поперечными размерами резонатора и может быть рассчитана из условия отсутствия в коаксиально.м резонаторе волн высшего типа. Это условие описывается соотношением

(9.68)

где £>-внутренний диаметр внешней трубки резонатора; d - внешний диаметр трубки с отверстиями.

Учитывая, что наибольшую длину волны из колебаний высших типов для коаксиального резонатора и.меет волна Нц, условно (9.68) .можно переписать так:

н.. = . (9.69>

Для плавного перекрытия заданного диапазона частот резонатор можно выполнить с изменяющейся длиной. Однако практическая реализация этой возможности наталкивается на конструктивные трудности.

Как ясно из принципа измерения, данный способ по существу есть способ замещения. Вносимым элементом является экран кабеля. Известно, что измерения, основанные на методах замещения, предполагают полную эквивалентность условий при внесенном исследуе.мом элементе и при отсутствии его. Одно из условий указанного метода измерения - равенство добротностей резонатора для случаев, когда он возбуждается через исследуемый экран



кабеля и трубку с отверстиями, и когда он возбуждается через трубку с отверстиями.

Опыт работы и исследования метода показали, что даже лри слабой связи (через отверстия) полного равенства добротностей резонатора не достигается. При этом наблюдается, что добротность резонатора выше, когда образец кабеля имеет экран. Это обстоятельство находится в соответствии с известными положениями о зависимости добротности резонатора от степени связи его с возбуждающей цепью. Известно, что чем меньше эта связь, тем выше добротность резонатора. Экран исследуемого кабеля уменьшает величину связи, и поэтому добротность резонатора при включении кабеля с экраном выше, чем в случае включения кабеля без экрана.

На рис. 9.50 приведены характеристики одного из резонаторов, используемого для измерений на частоте 900 МГц. Из этого ри-


Рис. 9.50. Резонансные характеристики (резонатора;

/ - кабель без оплетки; 2 - кабель с одной медной оплеткой; 3 - кабель с двумя медными оплетками

сунка следует, что резонансная характеристика наиболее широкая, когда кабель внутри трубки не имеет экрана. Аналогичные характеристики имеют место и при других частотах.

Некоторое изменение резонансной частоты происходит также вследствие незначительного изменения связи между резонатором и трубкой со щелями. Однако это изменение невелико и существенно на результаты измерений не влияет. 344

Физический смысл ошибки, обусловленной изменением добротности резонатора, может быть объяснен следующим образом. Предположим, что резонансная характеристика резонатора (для кабеля с экраном) имеет вид, показанный на рис. 9.51 (кривая а).


Рис. 9.51. К анализу погрешности измерения затухания эвфанирования за счет «епостоянстша добротностя резонатора

Этой резонансной характеристике соответствует добротность резонатора Qi=/p/A/a- Пусть при этом значение тока, протекающего в цепи детектора, будет равно /деть Если удалить экран с кабеля, то добротность резонатора уменьшится до величины г-ЫЫь (кривая б). Значение тока, протекающего в цепи детектора, обозначим /дет2. Отметим, что его увеличение обусловлено лишь увеличением мощности сигнала, просочившегося в резонатор. Влиянием изменения добротности на величину тока /детг в данном случае пренебрегаем.

Для определения затухания экранирования мощность генератора изменяют с помощью калиброванного аттенюатора до тех пор, пока ток детектора /детг не примет значение, равное /дет1. Пусть при этом ток детектора /детг уменьшается на величину А/изм- Величина затухания, внесенного калиброванным аттенюатором и соответствующая изменению тока /дет2 на величину А/изм, принимается за величину затухания экранирования Лэ.изм- Однако если бы добротность резонатора при удалении экрана с кабеля сохранилась равной Qi (кривая в), которая больше, чем Q2, то ток детектора /дет2 принял бы значение, равное /дет2, причем /дет2>т2. Следовательно, чтобы уравнять токи /детг и /деть необходимо было бы ток /дет2 уменьшить на величину А/ист=А/изм-ЬА/. Естественно,.



что для этого потребовалось бы ввести несколько большее затухание аттенюатора. Поэтому истинное значение затухания экранирования Лзпст будет больше измененного на некоторую величину АЛ,.

Поскольку зависимость добротности имеет вполне определенную закономерность, то погрешность за счет этого фактора при измерениях затухания экранирования может быть учтена. Практическая проверка метода показала, что она снижает истинное значение затухания экранирования примерно на 2-3 дБ.

Вторым важным условием при измерении является постоянство величины коэффициента стоячей волны (КСВН) на входных зажимах резонатора. В процессе измерений величина в.ходного КСВН не остается строго постоянной. Это объясняется тем, что волновое сопротивление кабеля с экраном отличается от волнового сопротивления коаксиала, внешним проводником которого слу-:*ит трубка с отверстиями (при удалении экрана с кабеля). Погрешность измерений за счет указанного фактора может быть снижена при дополнительном согласовании входного сопротивления резонатора. При этом трансформатор сопротивлений должен быть включен между резонатором и калиброванным аттенюатором. Еще одной возможностью снижения погрешности измерения за счет непостоянства величины КСВН является применение набора внутренних трубок для резонатора, внутренний диаметр которых наилучшим образом приближается к диаметру измеряемого кабеля по экрану.

При оценке величины разброса КСВН на входе резонатора были измерены его значения для различных кабелей. Измерения показали, что при изменении диаметра кабелей по изоляции от 4 до 9 M.M значения КСВН не превосходят 3.

Количественную оценку погрешности за счет рассогласования можно произвести следующим образом. На рис. 9.52 показаны идеализированные случаи подключения резонатора к выходу калиброванного аттенюатора. Плоскость подключения резонатора (плоскость входа резонатора) обозначена аа. Обозначим также Pi - мощность сигнала на входе аттенюатора, Рг - мощность сигнала на выходе аттенюатора, Рг - мощность сигнала на входе резонатора, Г - коэффициент отражения в плоскости входа резонатора, Zq-сопротивление на выходе аттенюатора (или волновое сопротивление соединительного коаксиального кабеля), Zo - волновое сопротивление на входе внутренней системы резонатора.

При наличии у кабеля экрана Zo равно волновому сопротивлению кабеля. При отсутствии экрана Zo равно волновому сопротивлению коаксиальной системы, образованной внутренним проводником коаксиального кабеля с трубкой со щелями. Если предположить, что вход резонатора (кабель без экрана) согласован с остальным измерительным трактом, т. е. Zo - Zo (рис. 9.52а), то общее вносимое затухание а, дБ, которое потребуется ввести для уравнивания напряженности поля в резонаторе, определится соотношением

К индикат.

Аттеиттор

-Ь---:-

1 Резонатор

Н индинат. прибору

От ГСС- Pi

Аштшатр

\ Резонатор

Рис. 9.52. К анализу погрешиости из.мерения затухания экранирования за счет

непостоянства КСВН резонатора:

а) согласованный вход; б) рассогласованный вход

Л= lOlg .

(9.70)

в этом случае мощности сигналов Рг и Рг равны, так как коэффициент отражения Г=0.

Если вход резонатора не согласован с измерительным трактом, что часто бывает на практике (см. рис. 9.506), коэффициент отражения в плоскости аа не равен нулю. Поэтому мощность сигнала Рг на входе резонатора отличается от мощности сигнала Рг. Они связаны между собед соотношением

Р; = Р,(1-Р).

Пользуясь значениями КСВН, можно написать КСВН-1

(9.71)

(9.72)

ксвн-ы

Эта зависимость представлена на рис. 9.53 (кривая а).

Вносимое затухание для случая, когда вход резонатора рассогласован (Г=70), может быть определено по формуле

=I01g + 101g- (9.73)

Первый член выражения определяет затухание, вносимое калиброванным аттенюатором, а второй член - дополнительное затухание за счет отражения в плоскости входных зажимов резонатора АА. Из выражений (9.70) и (9.73) видно, что В>В. Следовательно, мощность на входе резонатора при рассогласовании будет меньше, чем при согласовании.



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



0.0077
Яндекс.Метрика