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

в связи с тем что калиброванный аттенюатор дает значение затухания, соответствующее лишь первому члену выражения (9.73), необходимо при измерении зутухания экранирования к измеренному значению (разности показаний калиброванного аттенюатора)


1 1 2,0 2,5 3,0 3,5 ,0

НСВН

Рис. 9.53. Зависимость отраженной мощности и величины погрешности от величины входного КСВН

прибавлять поправку ДЛэ. Зависимость значения этой поправки от величины входного КСВН резонатора приведена на рис. 9.53 (кривая б).

Общая погрешность при измерении затухания экранирования определяется как сумма погрешностей, обусловленных неравенством добротностей и КСВН резонатора, когда с кабеля удаляется экран. Интересно отметить, что обе погрешности действуют на результаты измерений таким образом, что измеренные значения затухания экранирования получаются меньше его истинной величины.

Результаты измерения затухания экранирования с помощью резонаторов показывают, что суммарная погрешность не превосходит величины 3-5 дБ. Кроме того, измерения показывают, что затухание экранирования кабелей с одинарной оплеткой из медных проволок в диапазоне частот от 300 МГц до 3 ГГц имеет слабо выраженную возрастающую частотную зависимость и составляет 30-40 дБ. В табл. 9.4 приведены данные, характеризующие величину разброса измеренных значений затухания экранирования для кабеля РК 75-4-11 с одной оплеткой при различных частотах.

Полученные результаты измерений позволяют сделать важный вывод о том, что оценку экранирующих свойств радиочастотных кабелей на СВЧ не обязательно проводить в широком диапазоне частот.

Результаты измерений кабелей с двумя оплетками РК 50-7-16 и РК 50-4-13 показали, что их затухание экранирования также мало зависит от частоты. Затухание экранирования радиочастотных

Таблица 9.4

Значении затухания экранирования для кабеля марки РК 75-4-11

Частота, МГц

Результаты отдельных измерений затухания

экранирования на различных образцах, дБ

Среднее значение затухаиия экранирования, дБ

Максимальное отклонение затухания экранирования от среднего значения, дБ

43, 37, 33, 39. 38

±5

35, 40, 43, 36, 41

±4

39, 36, 43, 41, 38

39.5

±3,5

1000

43, 38, 40. 37, 42

±3

2000

37, 41, 45. 38, 44

±4

3000

45, 39. 47. 37, 42

±5

кабелей с двумя медными оплетками в диапазоне частот от 300 до 1000 МГц на 20-30 дБ выше, чем у таких же кабелей с одинарными оплетками.

9.13. ИЗМЕРЕНИЕ ЗАТУХАНИЯ ЭКРАНИРОВАНИЯ С ПОМОПЦ>Ю ИЗМЕРИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ И КАЛИБРОВАННЫХ АНТЕНН

Измерение затухания экранирования кабелей с помощью измерителей напряженности поля и калиброванных антенн основано на измерении напряженности поля (или мощности) в пространстве около кабеля и сравнении этой величины с величиной мощности высокочастотного сигнала, проходящего по кабелю. Схема измерения приведена на рис. 9.54.


Рис. 9.54. Структурная схема измерения затухаиия экранирования кабелей с по.мощью из.мерителей иапряжеииости поля:

/ - генератор СВЧ сигналов; 2 - радиочастотные соединители; J - измеряемый кабель; 4 - согласованная нагрузка; 5 - антенна-пробник; « - измерительный приемник; 7 - измеритель малых мощностей

К исследуемому образцу кабеля, концы которого заделаны радиочастотными соединителями, подключается источник высокочастотных сигналов. К выходному концу кабеля подключается согласованная нагрузка. Чувствительным приемником с подключенной к нему антенной-пробником измеряют напряженность поля около



кабеля. При этом в качестве измерительного приемника целесообразно использовать прибор, позволяющий измерять напряженность (или мощность) в абсолютных величинах. Измерив напряженность электромагнитного поля около кабеля и в кабеле, можно определить затухание экранирования А, дБ, кабельного экрана по формуле

4= lOlg- .

(9.74)

где Р„ - мощность сигнала в кабеле (потерями в кабеле пренебрегаем) ; Япр - мощность сигнала, измеренная измерительным приемником с антенной.

Несмотря на кажущуюся принципиальную простоту изложенной методики, практическое использование ее встречает немало трудностей. Существующие измерительные генераторы сверхвысокой частоты имеют, как правило, малый уровень выходной мощности. Естественно, что при прохождении через кабель сигнала малой мощности (выходная мощность генератора уменьшается за счет цепи развязки, включаемой Между генератором и исследуемым кабелем) величина напряженности поля, «просочившегося» через оплетку (или другой негерметичный экран) кабеля, оказывается настолько малой, что измерение ее становится невозможным. Поэтому при измерениях приходится использовать чрезвычайно чувствительную аппаратуру. Более подходящими для этой цели являются измерители малых мощностей, обладающие чувствительностью до 10- 5-10-1S Вт. Измерение напряженности поля с помощью антенн - пробников СВЧ связано с серьезными трудностями, ограничивающими возможности применения рассматриваемого метода измерений. Эти затруднения сводятся в основном к следующему:

а) не всегда известны необходимые параметры антенны; определение некоторых из них, например коэффициента направленного действия, представляет собой самостоятельную сложную задачу;

б) учитывая малую напряженность электромагнитного поля около кабеля, приходится работать в ближней зоне (зоне индукции), в то время как все параметры антенн справедливы для дальней зоны (зоны излучения);

в) формула (9.76) предполагает знание всей мощности сигнала, который прошел через негерметичный экран кабеля длиной /. В действительности с помощью антенны СВЧ и приемника измеряется мощность сигнала Рпр, величина которой обусловлена эффективной поглощающей поверхностью антенны.

Для строгого определения мощности сигнала, прошедшего через экран, необходимо полученные результаты проинтегрировать по поверхности охватывающего кабель цилиндра с некоторым радиусом г и длиной I, равной длине исследуемого экрана кабеля. Решение этой задачи возможно для излучателя, закон излучения которого заранее известен. При таком излучателе, как оплетка ка-350

беля, определить закон излучения не представляется возможным, тем более что из-за малой напряженности поля приходится работать на расстояниях от кабеля, меньших или соизмеримых с длиной волны. Поскольку даже при благоприятном подборе измерительной аппаратуры приходится принимать меры по защищенности от внешних мешающих электромагнитных полей, вся индикаторная часть схемы измерения должна быть помещена в экранированное помещение, а источник .высокочастотных сигналов должен быть вынесен за экран. Ввод сигнала через экран должен осуществляться через специальное отверстие.

При оценке величины затухания экранирования кабелей было обнаружено, что проникновение электромагнитного поля происходит не только через негерметичные экраны кабелей, но и через соединители. Причем интенсивность излучения через соединители больше, чем через одинарную оплетку коаксиального кабеля. При-кидочные измерения показали, что высокочастотные соединители обладают экранирующим эффектом, на 20-30% меньшим, чем одинарная оплетка кабеля. По-видимому, сильное влияние на степень экранирования оказывает заделка кабеля в соединитель и место сочленения двух ответвленных частей пары соединителей. Поэтому необходимо принимать меры по устранению влияния соединителей на результаты измерения затухания экранирования кабелей. С этой целью все сочленения измеряемого образца кабеля с высокочастотным трактом следует производить вне экранированного помещения.

Возможен и другой способ оценки экранирующих свойств кабелей, основанный на ином принципе измерения, но использующий ту же измерительную аппаратуру. Этим способом можно проверить полученные результаты затухания экранирования с использованием антенн-пробников. Метод измерения основан на определении величины мощности высокочастотного сигнала в одном из двух связанных коаксиальных кабелей, когда один из них является влияющим, а другой - подверженным влиянию. Кабели в этом случае укладываются параллельно в непосредственной близости один от другого. Длина связанного участка кабелей выбирается вполне определенной, равной, например, 1 м.

Схема измерения по данному методу показана на рис. 9.55. При этом необходимо иметь экранированное помещение, внутри которого располагаются измеритель малой мощности 4 и кабель 6, экранирующие свойства которого измеряются. Ввод влияющего кабеля 5 внутрь экранированного помещения осуществляется через специальные отверстия, причем экран кабеля в месте ввода соединяется с экраном помещения. Измерительный генератор / настраивается на рабочую частоту измерителя мощности, при которой должны быть проведены измерения. Выходная мощность генератора устанавливается максимально возможной. Величина мощности СВЧ сигнала в кабеле измеряется измерителем мощности 2, включенным на выходном конце влияющего кабеля 5. Предположим, что она составляет величину Pj.



При установленной во влияющем кабеле мощности сигнала Pt производят измерение мощности сигнала в кабеле 6 с помощью измерительного прибора 4. Другой конец кабеля, подверженного влиянию, замыкается на согласованную нагрузку 3. Допустим, что

Рис. 9.55. Структурная схема измерения затухаиия Э1фа1нир0ва1ния способом двух связанных коаксиальных кабелей:

I - ГСС; 2 - измеритель мощности; 3 - согласованная нагрузка; 4 - измеритель малой мощности; 5 - влияющий кабель; 6 - кабель, подверженный влиянию


величина мощности сигнала, возникающего в кабеле 6 за счет связи с кабелем 5, составляет величину Рг- Тогда суммарное затухание экранирования Лэо, дБ, для двух кабелей (влияющего и подверженного влиянию) рассчитывается по формуле

А= lOlg- .

(9.75)

Для определения затухания экранирования одного кабеля удобно взять сначала два однотипных образца кабеля, отрезанных от одной строительной длины. Тогда на долю каждого кабеля будет приходиться примерно половина суммарного затухания. Удобно взять один из этих образцов кабеля как эталонный.

Величина затухания экранирования других испытуемых кабелей может определяться как разность между суммарным затуханием и затуханием влияющего кабеля, в качестве которого используется эталонный образец с уже известным затуханием экранирования.

9.14. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ

Измерительные линии имеют весьма важное значение в технике измерений на высоких и сверхвысоких частотах. С их помощью производится ряд измерений радиочастотных кабелей.

Измерительной линией называется такая линия, распределение напряжения электромагнитного поля вдоль которой можно измерять, пользуясь передвижным зондом. На основе этого распределения можно определить коэффициент стоячей или бегущей волны в линии, полное сопротивление нагрузки, потери в кабеле или волноводе, длину волны и другие параметры.

На рис. 9.56 показана принципиальная схема измерительной линии и включение ее в цепь. В качестве измерительной линии

применяются коаксиальные, волноводные и реже двухпроводные линии.

Измерительная линия имеет продольную щель, вдоль которой передвигается индикаторная головка с зондом и детектором, подключенным к источнику постоянного тока. Зонд связан с детектором, выпрямленный ток которого находится в определенном соотношении с величиной наводимой ЭДС. Последняя зависит от на-


Рис. 9.56. Приндипиальная схема измерительной линии (а) и структура электрамарнигно-го поля в линии (б):

г - генератор высокой частоты; А - аттенюатор; Ш - шкала для отметки положения индикаторной головки; ДКК - диапазонный коаксиальный контур; Z - сопротивление нагрузки

пряженности электрического поля и глубины погружения зонда. Поэтому при измерении распределения напряженности поля зонд должен перемещаться со строго постоянной глубиной погружения. Перемещение зонда позволяет определять максимумы и минимумы напряженности поля вдоль линии. Измерительная линия должна быть однородна, и перемещающийся по ней зонд не должен влиять на распределение напряжения и тока в линии.

Таким образом, измерительная линия с перемещающимся зондом состоит из трех основных элементов: отрезка линии со щелью, индикаторного устройства и механизма для перемещения зонда.

Отрезок линии может быть коаксиальным, волноводным или плоским в зависимости от диапазона волн и назначения измерительной линии. Длина отрезка линии обычно выбирается из условия />Х„акс/2, где Я-макс - мэксимальная длина волны, ма которую рассчитывается линия. Если длина линии слишком мала 12-320



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



0.0351
Яндекс.Метрика