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

(/<А,/4), то при некоторых значениях полного сопротивления определение положения первого минимума (ближайшего к точке подключения сопротивления нагрузки к линии) невозможно. Длинные измерительные линии (/>ЗА,) трудно изготовлять па практике вследствие малых допусков.

Выбор поперечных размеров измерительных линий определяется стандартами волновых сопротивлений передающих линий. Коаксиальные и эквивалентные им плоские измерительные линии изготовляются на волновые сопротивления 50 и 75 Ом.

Вдоль измерительной линии прорезается щель, через которую вводится зонд ппдикаториого устройства. Длина щели зависит от длины волны, иа которую рассчитана линия. Так как относительная напряженность поля измеряется между двумя точками, отстоящими друг от друга па расстоянии А/4 (максимальное и минимальное значения), а положение минимума в зависимости от фазового угла нагрузки может смещаться на XiA, то минимально необходимая длина щели должна быть равна А,/2. Вообще, желательно иметь щель длиной, равной по меньшей мере полной длине волны, чтобы можно было измерить несколько максимумов и минимумов и оценить, насколько повторяются их величины и положения.

Наличие щели может оказать заметное .влияние на волновое сопротивление линии. Допустимая ширина щели является функцией частоты и поперечных размеров линии. Обычно ширина щели подбирается экспериментально, прорезается она очень тщательно и с малыми допусками. Особое внимание обращается па прямолинейность и симметричность щели относительно оси отре.нка передающей линии.

При точных измерениях следует учитывать изменение волнового сопротивления из-за наличия щелей. Для коаксиальной линии это изменение определяется по формуле

(9.76)

где i - ширина щели; а w b - радиусы соответственно внутреннего и внешнего проводников линии; AZqJZq, - относительное изменение волнового сопротивления.

Для того чтобы связь линии с внешним пространством была наименьшей, щель не должна пересекать линий тока. Обычно щели имеют ширину I-3 мм, а в некоторых случаях - до 7 мм.

Щели в измерительных линиях могут вызвать появление нового типа колебаний, так называемых щелевых волн. Щелевые волны возникают, если щель сделана идеально симметрично. На практике всегда имеется некоторое отклонение от симметрии. Даже слабое возбуждение щелевой волны может сильно исказить результаты измерения стоячей волны. Поэтому для устранения возбуждения щелевой волны зонд экранируется. Экран состоит из двух металлических пластин, погруженных в щель и составляющих одно целое с кареткой зонда.

Внешний проводник измерительной коаксиальной линии может быть заменен параллельными пластинами (рис. 9.566). При правильном выборе размеров пластин такой линии влияние изменения глубины погружения зонда связи при движении каретки будет значительно меньше, а также будет меньше излучение через щель по сравнению с коаксиальной линией.

Размеры плоской линии, волновое сопротивление которой равно волновому сопротивлению данной коаксиальной линии, определяются с помощью конформного преобразования. Волновое сопротивление для плоской линии с центральным проводником круглого сечения будет равно

Zo==60

Н + Р tg« t)fp tga

(9.77)

Iga. th»a Ы

Влияние копечрюй ширины пластин эквивалентно ирорезанию двух симметричных щелей в коаксиальной линии. Прн этом эквивалентная ширина щелей / будет связана с размером плоской линии следующей зависимостью:

/ = . (9.78)

При отпошснии Dlcl=5 HuipuFia п1елсй / в эквивалентной коак-сиальноГг липни будет составлять 0,0015 рад, что для коаксиа.чьиой линии с внешним проводником 35 мм составляет всего 0,03 мм. Отсюда видно, что такая щель практически не повлияет па паря-метры линии, и излучение через такую и,сль будет ничтожным,

В измерительных линиях в качестве элемента связи в бо.чь-HiHFicTBc случаев применяется зонд штыревого типа. Этот тин моп-да реагирует только на электрическое поле в линии. Зоил 1!отл<-вого типа, реагируюгний в основном иа магнитное поло, н.ч-.чп ил-личия индуктивности применяется реже, в основном в волновых линиях.

Кроме элемента связи, индикаторное устройство имеет колебательную цепь, детектор (ламповый или кристаллический) и выходной прибор. Колебательная цепь индикаторного устройства служит для усиления колебаний, поступающих из линии в индикаториоо устройство, и представляет собой контур с сосредоточепиримн илн распределенными постоянными или объемный резонатор. Ин.лнка-тором служит диодный или кристаллический детектор в сочетании с выходными приборами. Обычно применяются детекторы с лирюй-ной или квадратичной характеристикой, что облегчает обработку результатов измерения. В качестве выходных приборов используются приборы постоянного тока (с усилителями и без них), осциллографы и т. п.

12 Но;



Механизм для перемещения индикаторного устройства должен обеспечивать ппгтоянство погружения и положения перемещаемого зонда относительно оси симметрии и высокую точность отсчета положения зонда относительно конца линии.

Основными характеристиками измерительной линии являются: диапазон частот, пределы измерений, точность измерений, чувствительность, надежность работы, удобство измерений, масса и габариты.

Диапазон частот определяется конструкцией измерительной линии. Для метровых и дециметровых волн применяются преимущественно коаксиальные измерительные линии; для сантиметрового диапазона чаще используются волноводные линии.

Пределы измерения характеризуют возможность практического применения измерительной линии. При помощи измерительной линии можно измерять коэффициент стоячей волны в пределах ог 1,05 до 10.

Погрешность измерения коэффициента стоячей волны определяется отношением

Yi = А КСВН/КСВН. (9.79)

где А КСВН - максимальное отклонение коэффициента стоячей волны от истинного значения; КСВН - истинная величина измеряемого коэффициента стоячей волны.

Современные измерительные линии обладают точностью измерения коэффициента стоячей волны порядка 5-10%.

Погрешность измерения полных сопротивлений при помощи измерительной линии может быть выражена отношением

Y2 = AZ/Z, (9.80)

где AZ - максимальное отклонение сопротивления от истинного значения, определяемое погрешностями линии; Z-истинная величина измеряемого сопротивления.

Чувствительность может быть охарактеризована переходным затуханием, представляющим собой отношение мощности сигнала, проходящего по измерительной линии, к мощности сигнала погту-паюП1его на детектор. Чувствительность выражается в децибелах. Например, для волноводной измерительной линии она составляет приблизительно 25 дБ при погружении зонда на 1,5 мм.

При измерении параметров радиочастотных кабелей применяются коаксиальные измерительные линии типов Р1 5А, Pl-GA, Р1-2. Р1-3 и волноводные измерительные линии типов Р1-4 и П1-13. Некоторые параметры этих линий приведены в табл. 9.5

Измерительная линия типа Р1-5А имеет диапазон частот 150- -11000 МГц (2000 см). Линия состоит из двух секций с волновыми сопротивлениями 50 и 75 Ом. Основная погрешность по волновому сопротивлению и за счет собственных отражений перелающей линии не более 3% на частоте 500 МГц и 6% на частоте 1000 МГц для секции с волновым сопротивлением 75 Ом и не более 5% для секции с сопротивлением 50 Ом (собственные КСВН ли-3.56

Таблица 9.5

Параметры измерительных линий

>

Обозначение линий

Диапазон частот, МГц

Сечение тракта, мм

Волновое

Собственный КСВН

Погрешность мзые-рения КСВН. S

н(вое

старое

сопротивление. Ом

Р1-5А

ЛИ-3

150-1 ООО

16X7

50 И 75

1,04

PI-6A

ЛИ-4

500-3000

16X7

50 н 75

1,04

Р1-2

ИКЛ-112

1 000-3 750

16X7

1,05

Р1-3

ИКЛ-111

2 500-10 350

10x4,3

1,06

Р1-4 -

ИВЛУ-140

7 150-16 670

23x10

1,03

ИВЛ-635

16 670-25860

11.5X5

1,03

НИИ 1,03 и 1,04). Неравномерность распределения напряжения вдоль линии не превышает 2% на частоте 500 МГц и 2,5% на частоте 1000 МГц для секции 75 Ом и 3% для секции 50 Ом в диапазоне 150-1000 МГц. Максимальная чувствительность линии обеспечивает не менее половины шкалы показания индикаторного прибора при мощности в линии не более 20 мВт на частотах 150- 500 МГц, 40 мВт на частотах 500-1000 МГц для секции 75 Ом и 35 мВт для секции 50 Ом. Чувствительность может регулироваться. Перемещение индикаторной головки с зондом производится от ручного привода. Габариты линии Р1-5А - 1885 X 375X405 мм, масса - 60 кг.

Внешний вид измерительной линии Р1-5А показан на рис. 9.57. Корпус линии состоит из двух корытообразных и одной П-образ-


Рис. 9.57. Внешний вид иэ1меритель1Н0й коаксиальной линии типа Р1-5А

ной частей, отлитых из алюминиевого сплава и соединенных между собой фланцами так, что образуются две секции, каждая из которых имеет внешний проводник линии из двух плоскостей со

13°-320 357



щелью между ними. Ширина щелей равна 24,7 мм для 75 Ом и 16,3 мм для 50 Ом. Внутренние проводники выполнены из латунной трубки, а центрирующие опорные шайбы - из фторопласта-4. Шайбы вмонтированы во фланцы. На фланцах укреплены радиочастотные соединители. Таким образом, во фланцах линия плоскостного типа переходит в коаксиальную.

Корпус индикаторной головки линии Р1-5А, выполненный из латуни, имеет камеру-резонатор, в которой коаксиально расположен плунжер. Контакт между плунжером и корпусом камеры осуществляется через кольцеобразную пружину. При настройке индикаторной головки плунжер перемещается относительно дна камеры с помощью ручки через реечную передачу с червячным редуктором. Перемещение плунжера отсчитывается по шкале барабана. Высота подъема плунжера -25 мм.

Для изменеБия связи линии с зондом последний с помощью ручки через зубчатую передачу перемещается в вертикальном направлении в пределах не более 15 мм. С задней стороны на корпусе головки имеется колодка с гибким экранированным шнуром для подключения индикаторного устройства. Механизм передвижения индикаторной головки вдоль линии представляет собой каретку на роликах (шарикоподшипника) с фрикционным приводом. Каретка с индикаторной головкой движется по направляющим, представляющим собой туго натянутую стальную проволоку, укрепленную в кронштейнах по концам линии. Скорость передвижения каретки с помощью привода - около 30 мм за один оборот штурвала. На кронштейне каретки имеется приспособление, включающее привод при необходимости быстрого передвижения каретки непосредственно рукой.

В комплект линии Р1-5А входит также контрольная линия, используемая для проверки самой измерительной линии, а также для измерения искажений, вносимых всевозможными переходными устройствами с малыми КСВН. Контрольная линия представляет собой точно изготовленную коаксиальную линию с внутренним диаметром внешнего проводника 16+0,035 мм и двумя сменными внутренними проводниками 4,6+0,03 мм и 6,96±0,03 мм, что соответствует волновым сопротивлениям 75 Ом + 1% и 50 Ом±1,2%-Внутри линии перемещается короткозамыкающий поршень; точность отсчета 0,1 мм. Контрольная линия может включаться на любой конец измерительной линии.

Измерительная линия типа Р1-6А имеет рабочий диапазон частот 500-3000 МГц (60-10 см). Так же как и Р1-5А, она состоит из двух секций с волновыми сопротивлениями 50 и 75 Ом. Основная погрешность по волновому сопротивлению и за счет собственных отражений передающей линии не более 5% для секции 75 Ом и не более 6% для секции 50 Ом (собственные КСВН линии соответственно 1,05 и 1,06). Неравномерность распределения напряжения вдоль линии не превышает 2% для секции 75 Ом и 3% для секции 50 Ом. Габариты линии - 760X387X296 мм, масса - 25 кг.

Конструкция линии Р1-6А аналогична Р1-5А (см. рис. 9.57).

Измерительная линия типа Р1-3 является коаксиальной линией (рис. 9.58) и имеет диапазон рабочих частот 2500-10350 МГц (12-2,9 см). Вдоль щели во внешнем проводнике линии перемещается измерительная головка с зондом, позволяющим определить


Рис. 9.58. Внешний вид измерительной коаксиальной линии типа Р1-3

характер распределения поля вдоль линии. Волновое сопротивление линии - 50 Ом. Погрешность измерений КСВН, не превыша-

-1"


Рис. 9.59. Внешний вид установки для измерения коэффициента затухания в коаксиальном кабеле с использованием волноводной измерительной линии типа Р1-4

ющего 2,- не более ± 10%. Длина хода зонда - 140 мм с точное стью отсчета по нониусу ±0,05 мм. Габариты линии - 280X270X Х140 мм.

Измерительная линия типа PI-4, общий вид которой показан на рис. 9.59, состоит из основного волновода, зонда, волновода детектора и детекторной головки с детектором и кабелем для подключения к усилителю или микроамперметру постоянного тока. ,3». 359



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



0.0483
Яндекс.Метрика