Порядок выполнения работы

1. Включить генератор СВЧ. Добиться максимальной интенсивности возбуждения поля в волноводе. Интенсивность возбуждения оценивать по показаниям индикатора измерительной линии.

2. Снять зависимость интенсивности возбуждения волновода от положения поршня. Изучение влияния положения поршня на интенсивность возбуждения произвести с помощью индикатора волноводной измерительной линии. Для этого вставить в измерительную линию электрический зонд-штырь и, перемещая каретку, установить его в середине линии. Интенсивность возбуждения измерительной линии можно отслеживать по показаниям индикатора зонда. При этом к концу волноводной линии необходимо присоединить поглощающую нагрузку.

Расстояние между вибратором и поршнем изменять плавно от 0,5 до 2,5 см. Следует особо отметить расстояния, при которых получается минимальная и максимальная интенсивность возбуждения.

По данным опыта построить график зависимости интенсивности возбуждения от положения поршня.

При выполнении остальных пунктов лабораторного задания расстояние между возбуждающим штырем и поршнем следует сделать таким, при котором получается наиболее интенсивное возбуждение волновода.

3. Измерить длину волны в волноводе с помощью измерительной линии и сравнить ее с расчетной. Измерение длины волны производится по расстоянию между двумя последовательными минимумами напряженности электрического поля. Это расстояние будет равняться половине длины волны в волноводе. Длину волны измерять при таких условиях, когда в волноводе имеет место стоячая волна. Для этого в волноводе следует поместить отражающую стенку. В качестве отражающей стенки можно использовать электрический фильтр с щелями, прорезанными параллельно боковым стенкам волновода, или закорачивающую пластину.

4. Изучить картину электрического поля волны типа H₁₀ в прямоугольном волноводе. Для этого в волновод последовательно ввести оба фильтра и с помощью зонда-штыря в поперечной измерительной линии определить, изменилась ли интенсивность поля в волноводе за фильтром. Если, например, решетчатый фильтр, показанный на рис. 2.4 а, после введения в волновод не оказывает влияния на распространение волны, то это значит, что в волноводе распространяется такая электромагнитная волна, электрическое поле которой параллельно боковым стенкам волновода. Если вставить в волновод второй фильтр, то в волноводе должна установиться стоячая волна. Таким образом, вводя в волновод фильтры, можно сделать заключение об ориентации вектора напряженности электрического, а, следовательно, и магнитного полей.

5. Исследовать поле в поперечном сечении волновода. В поперечном сечении волновода поле изучить при таких условиях, когда в волноводе имеет место стоячая волна. Для этого на конец волновода подключить подвижный закорачивающий поршень.

Исследование электрического поля в поперечном сечении осуществляется с помощью зонда-штыря в измерительной линии, а магнитного поля – зонда в виде петли. ЭДС, наведенная в петле, пропорциональная напряженности магнитного поля в волноводе вблизи широкой стенки.

Установить в поперечной измерительной линии зонд-штырь. Микроамперметр подключить к клеммам 1−2 детекторного блока измерительной каретки (рис. 2.5 а). Установить зонд-штырь в середине широкой стенки волновода и, изменяя положение подвижного поршня, добиться максимального показания прибора. Не изменяя положения поршня, снять зависимость:

при y = const. (2.3)

Измерения производить через каждые 0,2 см перемещения зонда от одного края измерительной линии до другого.

a

б

Рис. 2.5. Продольный (а) и поперечный (б) зонды.

Аналогичным образом для исследования магнитного поля установить в поперечной измерительной линии зонд-петлю. Микроамперметр подключить к клеммам 1−3 детекторного блока измерительной каретки (рис. 2.5 б). При исследовании магнитного поля необходимо правильно установить плоскость петли для измерения . После установки зонда-петли в середине широкой стенки волновода, изменяя положение подвижного поршня, добиться максимального показания прибора. Закрепить поршень в этом положении контргайкой.

Далее, не изменяя положения подвижного поршня, снять зависимость:

при y = const. (2.4)

Убедиться, что при определенных положениях зонда-петли .

После измерений построить графики указанных выше зависимостей (2.3), (2.4). При построении графиков учесть тот факт, что зонд не может быть установлен вплотную к краям измерительной линии.

6. Исследовать, какие щели в волноводе являются излучающими, а какие неизлучающими при волне H₁₀. Для этого провести поочередно измерение коэффициента бегущей волны в прямоугольном волноводе, на выходе которого поочередно подключаются четыре отрезка волновода с различными прорезанными щелями. Волноводные отрезки следует подключать на выходе измерительной линии 1 вместо поглощающей нагрузки 4 или короткозамыкающей пластины (см. рис. 2.3). Исследуемый отрезок волновода на выходе замкнуть короткозамыкающей пластиной. Измерение коэффициента бегущей волны проводить с помощью измерительной линии. Измерить напряженность поля в минимуме и максимуме волны. Коэффициент бегущей волны рассчитать по формуле:

.

Зная коэффициент бегущей волны, определить коэффициент отражения:

,

по которому оценить, какая щель в волноводе излучает энергию электромагнитного поля, а какая не излучает.

Предварительно убедиться, что коэффициент отражения волны от закороченного на конце волновода без щели равняется единице вследствие малости затухания поля за счет потерь в стенках волновода. Излучение энергии электромагнитного поля щелью, прорезанной в волноводе, приводит к уменьшению коэффициента отражения волны.

7. Выключить блок питания генератора.