Lab_4_Ed
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ФЭТ
отчет
по лабораторной работе №4
по дисциплине «Электродинамика»
Тема: Невзаимные ферритовые устройства: Фарадеевский вращатель плоскости поляризации
|
Студенты гр. 4209 |
|
Максимова А.А. Строганов К.А. Хабибулин А.Р. |
|
Преподаватель |
|
Гагарин А.Г. |
Санкт-Петербург
2016
Схема измерений:
Источником СВЧ-колебаний служит генератор Г4-83 (1), работающий в режиме внутренней амплитудной модуляции меандром. Сигнал с выхода генератора через коаксиальный кабель (2) подается на выход отрезка цилиндрического волновода (3), содержащего ферритовый стержень. Постоянное магнитное поле Н0, намагничивающее феррит в продольном направлении, создается катушкой, через которую пропускается управляющий ток I от источника постоянного тока (4). СВЧ-сигнал, излучаемый из открытого конца цилиндрического волновода (3), принимается рупорной антенной (5), и после детектирования детектором (7), регистрируется на экране осциллографа (6).
Рис. 1. Схема измерений
Экспериментальные данные:
Таблица 1. Экспериментальные данные
I=0
|
U, мВ |
0,015 |
0,085 |
0,9 |
0,35 |
0,021 |
0,22 |
1 |
0,5 |
|
φ |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
-45 |
-90 |
-135 |
I=10 мА
|
U, мВ |
0,3 |
0,7 |
0,8 |
0,09 |
0,125 |
0,038 |
0,8 |
0,1 |
|
φ |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
-45 |
-90 |
-135 |
I=30 мА
|
U, мВ |
0,74 |
0,85 |
0,32 |
0,075 |
0,68 |
0,2 |
0,34 |
0,2 |
|
φ |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
-45 |
-90 |
-135 |
I=60 мА
|
U, мВ |
1,5 |
0,044 |
0,02 |
0,7 |
1,2 |
1,2 |
0,066 |
0,3 |
|
φ |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
-45 |
-90 |
-135 |
|
I, мA |
0 |
10 |
20 |
40 |
60 |
|
φ |
0 |
180 |
135 |
135 |
90 |
Обратное направление тока:
|
I, мA |
0 |
10 |
20 |
40 |
60 |
|
φ |
180 |
180 |
0 |
135 |
90 |
I=-10 мА
|
U, мВ |
0,02 |
0,05 |
0,2 |
0,12 |
0,03 |
0,11 |
0,225 |
0,735 |
|
φ |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
-45 |
-90 |
-135 |
I=-30 мА
|
U, мВ |
0,012 |
0,02 |
0,035 |
0,075 |
0,028 |
0,032 |
0,022 |
0,005 |
|
φ |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
-45 |
-90 |
-135 |
I=-60 мА
|
U, мВ |
0,04 |
0,018 |
0,015 |
0,09 |
0,3 |
0,13 |
0,012 |
0,026 |
|
φ |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
-45 |
-90 |
-135 |
-
Графики зависимости амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора при различных значениях тока через катушку на частоте 9.4 ГГц.
Рис. 2. - Зависимость амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора при токе через катушку I=0
Рис. 3. - Зависимость амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора при токе через катушку I=10 мА
Рис. 4. - Зависимость амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора при токе через катушку I=30 мА
Рис. 5. - Зависимость амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора при токе через катушку I=60
Рис. 6. - Зависимость амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора при токе через катушку I=-10 мА
Рис. 7. - Зависимость амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора при токе через катушку I=-30 мА
Рис. 8. - Зависимость амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора при токе через катушку I=-60 мА
-
График зависимости угла поворота плоскости поляризации электромагнитной волны от управляющего тока на частоте 9.4 ГГц.
Рис. 9. – Зависимость угла поворота плоскости поляризации от управляющего тока.
Вывод: Анализируя графики зависимостей амплитуды огибающей СВЧ-сигнала от угла поворота рупора, наблюдаем максимумы и минимумы амплитуды, что свидетельствует о вращении плоскости поляризации электромагнитной волны (эффект Фарадея). Также было установлено, что направление вращения плоскости поляризации не зависит от направления движения электромагнитной энергии по волноводу, т. е. ферритовый вращатель плоскости поляризации является невзаимным устройством.