Laineväljad IRM0010 Labor 1 - Koormuse sobitamine liiniga (3)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Raadio- ja sidetehnika instituut
Õppeaine: Laineväljad IRM0010
Laboratoorse töö: Koormuse sobitamine liiniga
Aruanne
Täitjad:
Juhendaja :
Töö sooritatud:
Aruanne esitatud: ………….
Aruanne tagastatud: ………..
Aruanne kaitstud: ………….
………………………………..
(juhendaja allkiri)
1. Lainepikkuse mõõtmine liinis
Käivitasime generaatori ning lülitasime lühise liini lõppu. Fikseerisime kahe järjestikuse pinge miinimumi asukohad liinil, milledeks saime
x1 = 485 mm ja x2 = 700 mm
Valemi λ = 2 * ( x2 - x1) järgi saame arvutada lainepikkuse
λ = 2 * ( 700 – 485 ) = 430 mm
2. Koormuse asukoha määramine Smithi diagrammil
Lülitasime koormuse liini lõppu ning mõõtsime Umax ja Umin, milledeks saime
Umin = 3 mV ja Umax = 47 mV
Valemi SWR = SQRT ( Umax / Umin ) järgi saame arvutada seisulaineteguri
SWR = SQRT( 47 / 3) = 3,958
Seejärel joonistasime konstantse SWR ringi diagrammile. Miinimumkohaks koormusega liinil, mis asetseks punktide x1 ja x2 vahel, saime
x3 = 650 mm
Kandsime leitud punkti Z-diagrammile, st. punkti, kus SWR ringil aktiivtakistus on minimaalne. Liikusime piki konstantset SWR ringi lähima lühisega miinimumi, milleks on x2.
Nihke suuruseks saime x2 - x3 = 700 - 650 = 50 mm ning lainepikkustes valemi l / λ järgi
50 / 430 = 0,1163
Leidsime vastava punkti Z-diagrammil, arvestades et üks pööre = 0,5 lainepikkust liinis ning jälgides nihke suuna liinis ja diagrammis vastavust. Saime 0,5 - 0,1163 = 0,3837 ja märkisime selle Z-diagrammile.
3. Sobitusskeemi parameetrite leidmine
Et sobitatakse paralleelse reaktiivsusega, leidsime koormusele vastava juhtivuse YL diagrammil. Vastav juhtivus asub 0,25 lainepikkuse kaugusel vastavast komplekstakistuse punktist, seega leidsime punkti konstantsel SWR liinil ZL vastas 1800.
Liikusime punktist YL piki konstantset SWR ringi generaatori poole kuni punktini ZX = 1,0 ± jx, milles konstantne SWR ring lõikub ringiga , millel aktiivtakistus R = 1 ehk on võrdne liini lainetakistusega. Lugesime diagrammi servalt nihke suuruse lainepikkustes, milleks saime
0,176 – 0,134 = 0,042
Valemi l / λ järgi saame leida vastava nihke mm-tes, mis on sobituselemendi liinile lülitamise kohaks.
l1 = 430 * 0,042 = 18,06 mm
Lühisliini pikkuse leidmiseks määrasime Zx reaktiivtakistuse Xx. Viimase kompenseerimiseks tuli liinile lülitatava lühise pikkus valida selline, et tema otstes realiseeruks reaktiivsus – Xx. Selleks leidsime lühise takistuse diagrammil, teisendasime ta juhtivuseks ning liikusime sealt generaatori poole punktini – Xx. Saime nihke lainepikkustes
0,3435 – 0,25 = 0, 0935
Valemi l / λ järgi saame leida vastava nihke mm-tes
l2 = 430 * 0,0935 = 40,205 mm
4. Uue seisulaineteguri mõõtmine
Koostasime vastava sobitusskeemi reaalselt
l1 = 18,06 + 430 = 448,06 mm ja l2 = 40,205 – 75 + 430 / 2 = 180,205 mm
Mõõtsime uued Umax ja Umin, milledeks saime
Umin = 14 mV ja Umax = 26 mV
Valemi SWR = SQRT( Umax / Umin ) järgi saame arvutada uue seisulaineteguri
SWR = SQRT( 26 / 14 ) = 1,363
5. Kokkuvõte ja järeldused
Lainepikkuseks liinis saime λ = 430 mm. Ilma sobitusskeemi parameetriteta saime seisulaineteguriks SWR = 3,958. Sobitusskeemi parameetriteks saime l1 = 18,06 mm ja l2 = 40,205 mm. Reaalse sobitusskeemi korral saime seisulaineteguriks SWR = 1,363. Kuigi mõõtmistulemused ei ole just kõige täpsemad, võib tulemusega rahule jääda, sest seisulaineteguri väärtus muutus esialgsega võrreldes oluliselt paremaks.