Порядок выполнения работы

Получив у преподавателя допуск и резонатор для исследований, приступить к выполнению лабораторной работы в следующем порядке:

1. Определить резонансную частоту резонатора для низшего колебания по его геометрическим размерам.

2. Для прямоугольного резонатора определить его собственную добротность на частоте низшего колебания согласно расчету с учетом того, что резонатор выполнен из меди.

3. Ознакомиться с устройством и назначением измерительной аппаратуры. Проверить правильность соединений приборов по схеме.

4. Включить аппаратуру в сеть согласно инструкции. Прогреть не менее 15 минут.

5. Произвести калибровку СВЧ-тракта, после чего включить исследуемый резонатор в схему измерения АЧХ согласно рис. 3.3.

6. Снять амплитудно-частотные характеристики резонатора (прямые и обратные потери) во всем рабочем диапазоне прибора «Р2М-18».

7. С помощью частотных меток на мониторе компьютера измерить частоту низшего колебания резонатора, ширину полосы пропускания по уровню -3 дБ вблизи этой частоты и рассчитать нагруженную добротность резонатора по формуле (3.16).

8. Рассчитать добротность связи резонатора на частоте низшего колебания.

9. Отметить, какие еще моды колебаний присутствуют на спектре, и измерить их частоты. По измеренным значениям частот определить названия этих мод.

Содержание отчета

1. Схема лабораторной установки.

2. Чертеж исследуемого резонатора с указанием всех его геометрических размеров.

3. Расчет резонансной частоты для низшего колебания и его собственной добротности на этой частоте.

4. Результаты измерений АЧХ прямых и обратных потерь в резонаторе с указанием названий всех обнаруженных типов колебаний.

5. Расчет добротности связи на частоте низшего колебания.

6. Краткая сводка результатов всех проведенных измерений и расчетов.

7. Выводы по полученным результатам.

Контрольные вопросы

1. Что такое резонаторы? Где они применяются?

2. Определение низшего типа колебаний.

3. Что такое добротность резонатора? Как она определяется?

4. Какие параметры резонатора определяют спектр его резонансных частот?

5. Как на СВЧ реализуется эквивалентная схема в виде параллельного контура?

6. Как на СВЧ реализуется эквивалентная схема в виде последовательного контура?

7. Какие параметры являются для резонаторов основными?

8. Чем определяется существование определенного типа колебаний в резонаторе?

9. Чему равна длина волны в прямоугольном резонаторе?

10. Нарисовать структуру поля H₁₀₁ в прямоугольном резонаторе.

11. Нарисовать структуру поля в открытом коаксиальном резонаторе длиной .

12. Нарисовать схемы возбуждения резонаторов.

13. От чего зависит коэффициент передачи резонатора при заданной собственной добротности?

14. От чего зависит собственная добротность резонатора?

15. Какой из полых резонаторов (шаровой, цилиндрический, прямоугольный или коаксиальный) имеет большую собственную добротность при одинаковом объеме и на одной и той же частоте?

17. Какие колебания в резонаторе называются вырожденными?

18. Как можно изменять степень связи резонатора с возбуждающей щелью?