9201_Рауан_Альжанов_Заикина_ЛР4

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ФЭТ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №4

по дисциплине «МТИ»

Тема: «Исследование характеристик ферритовых приборов»

Студенты гр. 9201		Рауан М. Альжанов Д. Заикина Е.
Преподаватель		Дроздовский А.В.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы - изучение характеристик резонансного вентиля и полоскового циркулятора, приобретение практических навыков работы по измерению параметров многополюсников на СВЧ.

Описание экспериментальных схем:

Схемы установок для измерения параметров резонансного вентиля и циркулятора показаны на рис. 1 и 2.

Рисунок 1. Вентиль

Рисунок 2. Полосковый циркулятор.

Основные теоретические положения.

Резонаторный вентиль предназначен для подавления отраженной волны в СВЧ-трактах. Основными характеристиками вентиля являются:

1. Затухание – отношение выходной мощности к входной мощности при прямом направлении волны ( ))

2. Развязка – отношение мощности на выходе вентиля к мощности на входе при обратном направлении распространения волны ( )

3. КСВ – характеризует отражения, вносимые вентилем в СВЧ-тракт, и определяется со стороны соответствующего плеча при наличии согласованной нагрузки в другом плече.

4. Полоса рабочих частот – определяет диапазон частот, в пределах которого неравномерность ослабления, развязка и КСВ не превышают заданных (необходимых) значений.

Для измерения ослабления и развязки используется метод замещения, а КСВ можно определять с помощью измерительной линии.

Циркулятор – элемент СВЧ-тракта, предназначенный для направления мощности отраженной волны из основного тракта во вспомогательный. Принцип действия циркулятора основан на интерференции и невзаимных свойствах волн, возбуждаемых в ферритовом вкладыше циркулятора, причем элементы связи располагаются таким образом, чтобы в результате интерференции отраженная волна поступала только во вспомогательный тракт. Циркулятор является многополюсником с числом полюсов не менее шести. Основными характеристиками циркулятора являются:

1. Прямые потери между плечами 1 и 2 циркулятора находятся как отношение мощности на выходе 2 к мощности, поданной на вход: )

2. Развязка – отношение мощности на входе 1 к мощности, поданной на вход 2 при условии, что плечо 3 нагружено на согласованную нагрузку: )

3. КСВ – характеризует отражения, вносимые циркуляторном в СВЧ-тракт, и определяется со стороны соответствующего плеча при наличии согласованных нагрузок в других плечах.

4. Полоса рабочих частот – определяет диапазон, в пределах которого неравномерность переходного ослабления, развязка и КСВ не превышают заданных значений.

Для измерения характеристик циркулятора также используется метод замещения.

Обработка результатов.

1. Расчетные соотношения и результаты расчета характеристик резонансного вентиля.

Рисунок 2. График зависимости коэффициентов передачи от частоты

2. Расчетные соотношения и результаты расчета характеристик циркулятора

Рисунок 3. График частотной зависимости коэффициентов передачи циркулятора, подключенного портами 1 и 2

Рисунок 4. График частотной зависимости коэффициентов передачи циркулятора, подключенного портами 1 и 3

Рисунок 5. График частотной зависимости коэффициентов передачи циркулятора, подключенного портами 2 и 3

Вывод:

Были рассчитаны и построены характеристики для резонансного вентиля на рис. 2. Из него видно, что рабочая полоса частот лежит в диапазоне f =4-7 ГГц, а также то, что вентиль имеет малое затухание волны в прямом направлении, и очень большое для волны обратного направления.

Также были построены характеристики для ферритового циркулятора на рис. 3-5. Из них видно, что он пропускает волны практически без затухания в направлениях: 2 → 1, 3 → 2, а в обратном направлении коэффициент передачи меньше –20 дБ. Для входов 13 эта закономерность нарушается, циркулятор плохо пропускает в обоих направлениях на рабочей полосе частот, что может быть связанно с повреждениями цируклятора. Рабочая полоса частот циркулятора лежит в диапазоне f = 4-8 ГГц.