Описание лабораторной установки

В настоящей работе для измерения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) вентилей в прямом и обратном направлениях применяется измеритель модуля коэффициента передачи и отражения «Р2М-04» российской фирмы «Микран» (г. Томск). Схема измерения АЧХ исследуемых вентилей с помощью этого измерителя представлена на рис. 5.15.

Рис. 5.15. Схема измерения амплитудно-частотных характеристик исследуемых вентилей с помощью прибора «Р2М-04».

Входной сигнал, пропорциональный уровню мощности (отраженной – при измерении модуля коэффициента отражения; падающей – при измерении модуля коэффициента передачи) СВЧ-колебаний, оцифровывается и считывается процессором цифровой обработки сигналов измерителя, который, выполнив необходимые вычисления, передаёт результаты в ЭВМ. Контроль и измерение амплитудно-частотных характеристик резонатора осуществляется на мониторе компьютера с помощью частотных меток.

Для устранения потерь, вносимых трактом, непосредственно перед измерением необходимо провести калибровку СВЧ-тракта.

По усмотрению преподавателя для проведения измерений и исследований может быть использован более высокочастотный вентиль. В этом случае вместо измерителя «Р2М-04» следует использовать измеритель «Р2М-18» той же фирмы, который работает в диапазоне до 18 ГГц. Схема измерений АЧХ с помощью измерителя «Р2М-18» аналогична представленной на рис. 5.15.

В настоящей лабораторной работе исследуются вентили, в которых используется эффект поперечного ферромагнитного резонанса.

Порядок выполнения лабораторной работы

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

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

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

3. Произвести калибровку СВЧ-тракта, после чего включить исследуемый вентиль в схему измерений АЧХ согласно рис. 5.15.

4. Снять амплитудно-частотные характеристики вентиля (прямые и обратные потери) во всем рабочем диапазоне прибора «Р2М-04» в прямом (вход 1 → вход 2) и обратном (вход 2 → вход 1) направлениях.

5. По измеренным кривым прямых и обратных потерь для каждого из направлений включения вентиля в СВЧ-тракт построить частотные зависимости его потерь на поглощение (А, дБ).

6. По измеренным кривым прямых потерь для обоих направлений определить, какому включению вентиля в СВЧ-тракт соответствует прямая и обратная волны в вентиле, и определить вентильное отношение вентиля во всем исследованном частотном диапазоне. Результат отобразить на графике.

Рис. 5.16. График вентильного отношения исследуемого вентиля с указанием всех характерных частот и значений.

7. По построенной частотной зависимости вентильного отношения определить ширину рабочей полосы исследуемого вентиля по уровню относительно центральной частоты этой полосы (∆f / f₀, %) по формуле:

. (5.45)

где и – нижняя и верхняя граничные частоты рабочей полосы вентиля (см. рис. 5.16). Также определить значения (частоту, на которой вентильной отношение максимально) и (максимальное значение вентильного отношения) согласно рис. 5.16.