Применение метода Татаринова, для измерения параметров нерегулярностей волноводного тракта.
При измерении характеристик нерегулярностей в волноводном тракте методом Татаринова проходная секция с измеряемой нерегулярностью подключается к выходу измерительной линии и нагружается в свою очередь на «согласованную» нагрузку. Если нагрузка идеальна, т.е. zсн =1, то независимо от расстояния между сечением включения согласованной нагрузки и сечением нерегулярности к мнимому значению проводимости нерегулярности в эквивалентной схеме замещения будет всегда добавляться активная проводимость, равная 1.
В этом случае суммарная проводимость, измеренная методом Татаринова в сечении включения нерегулярности, должна состоять из единичной активной составляющей и реактивности нерегулярности. На круговой номограмме соответствующее значение проводимости должно находиться на единичном круге постоянной активной проводимости. Поэтому, если знак реактивности заранее известен, можно обойтись измерением только величины КБВ. Точка пересечения на круговой номограмме круга измеренного КБВ и круга единичной активной проводимости даст искомое значение проводимости нерегулярности.
Однако, если нагрузка согласована не идеально (КБВсн<1, КБВсн есть КБВ, создаваемый в линии используемой неидеальной «согласованной нагрузкой»), то ее проводимость будет пересчитываться в сечение нерегулярности в одно из значений, принадлежащих кругу КБВсн,. Поскольку истинное значение проводимости неидеально согласованной нагрузки и расстояние между сечением входа нагрузки и сечением расположения нерегулярности, как правило, неизвестно, к измеряемой проводимости нерегулярности может добавиться любое из значений проводимости принадлежащих кругу КБВсн в качестве погрешности измерения.
2.2. Решаемые задачи
Задача ПР 2.1.
С помощью круговой номограммы определить zн и yн по измеренному КБВ = 0,5 и расстоянию от сечения узла напряжения в линии питания до нагрузки Δlу/λв = 0,1.
Решение
Выше было показано, что значение сопротивления в сечении, соответствующем узлу напряжения, чисто активно и равно величине КБВ, создаваемого в линии нагрузкой. Нанесем это значение на номограмму сопротивлений (т.1. на рис. ПР2.1,а).
Двигаясь
по линии постоянного КБВ=0,5 (линия
постоянного модуля коэффициента
отражения) от т.1 в сторону к нагрузке
на расстояние
,
приходим в сечение, в котором сопротивление
равно сопротивлению нагрузки. Пройденное
расстояние отсчитывается по шкале
расстояний. Значения комплексного
сопротивления в точке т.2 (z=0,67-j0,48)
и есть искомое значение сопротивления
в сечении входа нагрузки.
ОТВЕТ: z=0,67-j0,48
При нахождении значения проводимости для описанного случая можно использовать номограмму как номограмму проводимостей. Значение проводимости в сечении узла напряжения равно значению КСВ=1/КБВ=2 (т.1. на рис. ПР2.1,б). Двигаясь от этой точки в сторону нагрузки на расстояние , приходим в точку т.2 со значением проводимости равным (y=0.98+ j0.7). Это и есть искомая проводимость нагрузки.
ОТВЕТ: y=0.98+ j0.7
При уже определенном сопротивлении можно пересчитать его в проводимость по методике, изложенной на предыдущем занятии (задача ПР1.5)
а) б)
Рис. ПР2.1. Применение круговой номограммы при нахождении сопротивления (проводимости) нагрузки методом Татаринова (а - номограмма сопротивлений; б - номограмма проводимостей)
Задача ПР 2.2.
В измерительной линии при установке в сечении входа нагрузки режима короткого замыкания узел напряжения смещается относительно узла напряжения для линии с подключенной нагрузкой на расстояние в направлении к нагрузке. Измеренное в тракте значение КБВ=0,5. Определить сопротивление нагрузки.
Данная постановка задачи отличается от предыдущего случая тем, что в последнем случае не задается напрямую значение расстояния от узла напряжения до сечения нагрузки. Однако, как было указано выше, задается расстояние до сечения узла напряжения при коротком замыкании в сечении нагрузки, где, как было указано выше, значение сопротивления равно сопротивлению нагрузки.
Поэтому, двигаясь по линии постоянного КБВ=0,5 от т.1 в сторону к нагрузке на расстояние (расстояние до узла, соответствующего режиму кз в сечении нагрузки и отстоящего от нагрузки на целое число полуволн), приходим в сечение, в котором сопротивление равно сопротивлению нагрузки. Пройденное расстояние отсчитывается по шкале расстояний. Значение комплексного сопротивления в точке т.2 (z=0,67-j0,48) и есть искомое значение сопротивления в сечении входа нагрузки.
ОТВЕТ: z=0,67-j0,48
Задача ПР 2.3
Для «согласованной нагрузки» измерено значение КБВ, создаваемое ею в линии - КБВсн = 0.8. Определить максимальную погрешность, которая может быть внесена в измерения реактивности нерегулярности методом Татаринова.
Решение
В сечение подключения нерегулярности не единичное значение проводимости может пересчитаться в любое значение, лежащее на круге КБВ=0,8, поскольку расстояние от согласованной нагрузки до сечения включения нерегулярности неизвестно.
На круговой номограмме находим круг КБВ = 08 и определяем, что измеренное в сечении нерегулярности значение активной составляющей проводимости может принимать любое значение в пределах 0,8–1,25 вместо единичного, а к измеряемой реактивности нерегулярности может добавиться величина в пределах +-j0.2.
ОТВЕТ: +-j0.2
Задача ПР 2.4
Шунтирующая нерегулярность при помещении её в согласованный волновод создает отражение, которое характеризуется значением КБВ = 0,7. Чему равна реактивная проводимость нерегулярности?
Решение.
Нагрузка
представляет собой параллельное
соединение проводимости нерегулярности
и согласованной нагрузки
Следовательно, искомое значение
проводимости нерегулярности находится
на пересечении круга КБВ = 0,7 и круга
постоянного значения активной единичной
проводимости.
ОТВЕТ: +-j0,36