Способ измерительной линии

Способ заключается в измерении распределения напряженности электрического поля вдоль линии передачи мощности СВЧ с помощью измерительной линии с последующим определением измеряемых величин. Измерительные линии позволяют измерять: длину волны X; затухание; фазу; коэффициент стоячих волн; полное сопротивление нагрузки.

Рис.2. Измерительные линии

Различают волноводные, коаксиальные и полосковые измерительные линии. Исследование распределения напряженности электрического поля вдоль измерительной линии выполняют зондом, погружаемым в измерительную линию и перемещаемым вдоль нее. Для этого измерительная линия должна иметь продольную неизлучающую щель (рис. 2). Зонд выполняет функции измерительной антенны и должен быть связан с детектором, выпрямленный ток (напряжение) которого характеризует напряженность поля в каждой точке линии. Таким образом, в конструкции любой изме­рительной линии должны быть предусмотрены: щелевая секция, зондовая головка и каретка с механизмом перемещения зонда вдоль щели.

Щелевая секция волноводной измерительной линии состоит из отрезка стандартного прямоугольного волновода 1, оканчивающегося фланцами для подключения измерительного генератора и исследуемого СВЧ-элемента. Из теории СВЧ-устройств известно, что узкая продольная щель будет неизлучающей, если она прорезана точно посредине широкой стенки волновода. Длина щели зависит от диапазона частот измерительной линии и должна быть достаточной для фиксации нескольких пучностей (максимальная амплитуда) и узлов (нулевая амплитуда) стоячей волны. Точность выполнения заданных размеров щелевой секции влияет на такие параметры измерительной линии, как затухание, собственный КБВ, непостоянство связи зонда с полем при его перемещении (за счет изменения глубины погружения).

Зондовая головкасостоит из зонда 2, глубина погружения которого может изменяться с помощью микрометрического винта 3, резонансной системы с настроечными поршнями 4 и СВЧ-диода 5, помещенного в детекторную камеру. В подавляющем большинстве современных измерительных линий применяют зонды емко­стного типа, выполненные в виде тонкого вертикального штыря. Такой зонд реагирует на электрическую составляющую поля Е в линии, причем наводимая ЭДС пропорциональна глубине его погружения в измерительную линию. Введение зонда в щель эквивалентно включению комплексной проводимости, реактивная составляющая которой искажает картину поля в линии и поэтому ее необходимо скомпенсировать. Это достигается настройкой зондовой головки в резонанс с помощью специальной резонансной системы — так называемого бикоаксиального резонатора. Экран зонда и внутренняя поверхность среднего цилиндра образуют контур зонда, а внешняя поверхность цилиндра и внутрен­няя поверхность наружной трубы — контур СВЧ-детектора. Настройку измерительной линии осуществляют с помощью поршней 4 до получения максимального тока (напряжения) детектора — СВЧ-диода 5.

Каретка 6 предназначена для перемещения зондовой головки вдоль линии и определения ее положения с помощью измерительной линейки 7 или другого индикатора. Она представляет собой достаточно массивную плиту, перемещаемую винтовым механизмом.