Исследование параметров объемных прямоугольного и цилиндрического резонаторов
Описание экспериментальной установки объемного резонатора. Расчет основных параметров резонатора для различных типов колебаний, возбуждаемых в нем. Методы измерения параметров и проведение экспериментальных измерений для цилиндрического резонатора.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.12.2014 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной лабораторной работы является:
Ознакомление с некоторыми вопросами теории объемных резонаторов;
Проведение расчета основных параметров резонатора для различных типов колебаний, возбуждаемых в нем;
Ознакомление с двумя методами измерения основных параметров резонаторов и проведение экспериментальных измерений для цилиндрического резонатора.
1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Рисунок 1.1 - схема экспериментальной установки
На рисунке 1.1 приведена схема экспериментальной установки. ВЧ колебания, с частотами, лежащими в диапазоне 1600-3700 МГц, со векторного анализатора цепи поступают на возбуждающую петлю, исследуемого резонатора. В качестве исследования предложен резонатор цилиндрического типа.
Изобразим положение петли возбуждения колебаний в исследуемом резонаторе на рисунке 1.2.
Плоскость петли должна быть перпендикулярна линиям магнитного поля рабочего типа колебаний.
Рисунок 1.2 - Петлевой возбудитель
2. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1) Рассчитаем резонансные частоты, которые могут возбуждаться в диапазоне частот от 1900 МГц до 3700 МГц:
Воспользуемся формулой, представленной ниже, и найдем резонансные частоты для всех типов колебаний, возбуждаемых в резонаторе:
(2.1)
Используя таблицу корней Бесселя и формулу (2.1), найдем резонансные частоты, и занесем их в таблицу 2.1.
Таблица 2.1- значения резонансных частот для колебаний E и H
|
Тип колебания |
Частота |
|
|
E011 |
2578МГц |
|
|
E012 |
3261МГц |
|
|
E010 |
2295МГц |
|
|
H111 |
2103МГц |
|
|
H113 |
2903 МГц |
|
|
H212 |
3131 МГц |
2) Структура полей для колебаний типа Eи H
Рисунок 2.1 - Структуры полей в цилиндрическом резонаторе для колебаний типа Нmnp и Еmnp
3)Собственная добротность для волн типа E
Определим собственную добротность Q0 по формуле:
Таблица 2.2- значение Q0 для различных типов колебаний
|
Добротность Q0 |
Тип колебания |
|
|
44690 |
E011 |
|
|
50330 |
E012 |
|
|
53440 |
E110 |
|
|
42230 |
E010 |
3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Метод четырехполюсника:
В ходе эксперимента были получены такие величины, как частота резонанса -f0,f1 и f2- частота на уровне минус 3дБ, Qн -нагруженная добротность.
Данные эксперимента приведены в таблице 3.1.
Нагруженная добротность была получена, как отношение частоты резонанса к полосе пропускания:
Таблица 3.1-Данные эксперимента, полученные методом четырехполюсника
|
Тип колебаний |
f0, МГц |
f0(расч.), МГц |
f1, МГц |
f2, МГц |
?f, МГц |
Qн |
|
|
H111 |
2096 |
2103 |
2092 |
2098 |
6 |
349,3 |
|
|
E011 |
2581 |
2578 |
2579 |
2584 |
5 |
516,2 |
|
|
H113 |
2880 |
2903 |
2871 |
2890 |
19 |
151,57 |
|
|
H212 |
3112 |
3131 |
3092 |
3133 |
41 |
75,9 |
|
|
E012 |
3276 |
3261 |
3246 |
3296 |
50 |
65,52 |
2) Метод двухполюсника:
Метод двухполюсника позволяет кроме нагруженной добротности резонатора Qн измерить “собственную”-Q0,учитывающую потери ввыходной цепи, ивнешнюю Qвн.вх.
Данные эксперимента представлены в таблице 3.2
Таблица 3.2- Экспериментальные данные, полученные методом двухполюсника
|
f1,Мгц |
f2,МГц |
G0,мСм |
B1,мСм |
B2,мСм |
?f,МГц |
?B,мСм |
|
|
2095 |
2097 |
17,26 |
-11,27 |
-13,907 |
2 |
3,435 |
|
|
2581 |
2580 |
11,126 |
1,4 |
1,35 |
1 |
0,05 |
|
|
2880 |
2882 |
18,45 |
4,7 |
3,46 |
2 |
1,24 |
|
|
3112 |
3114 |
16,056 |
-6,71 |
-7,83 |
2 |
1,12 |
|
|
3276 |
32778 |
8,9 |
4,3 |
4,86 |
2 |
0,56 |
По полученным данным рассчитаем нагруженную, собственную и внесенную добротности.
Для этого воспользуемся соотношениями:
, где
G0- активная проводимость
?f-полоса пропускания
?B - реактивная проводимость
Таблица 3.3- результаты измерения добротностей
|
Q0 |
Qвн.вх |
Qн |
|
|
160 |
1,8 |
0,895 |
|
|
5,8 |
0,065 |
0,032 |
|
|
48,382 |
0,893 |
0,442 |
|
|
54,27 |
0,871 |
0,432 |
|
|
51,5 |
0,459 |
0,228 |
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЗОНАТОРА В CST MICROWAVE STUDIO
Сделав замеры резонатора мы получили следующие параметры, необходимые для создания модели резонатора в программе CST Microwave Studio: 10.8см радиус внешний, 9,9см внутренний радиус, 13,114см высота.
После чего мы начали моделировать резонатор в программе CST Microwave Studio.
Резонатор состоит из:
Внутренний полый цилиндр из серебра, толщина которого 0.1см, содержит в себе воздух
Внешний полый цилиндр из меди, толщина которого 0.5см;
С двух сторон цилиндры закрыты медными крышками толщина которых 0.5см.
Запустили обработку данных этого цилиндра и получили параметры колебания H, E.
Колебание Е:
Колебание H:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
резонатор объемный цилиндрический экспериментальный
И так, был изучен цилиндрический резонатор.
Основными типами колебаний являются колебания типа H111,E012, H113,H212,E012.
Были рассчитаны методом четырехполюсника - нагруженная добротность, а методом двухполюсника - собственная, внесенная и нагруженная добротности.
Экспериментальные и расчетные данные не сошлись. Это может быть обусловлено различными потерями.
Чем выше добротность, тем лучше качество резонатора. Исходя из этого, более точными будут измерения полученные методом двухполюсника.
Так же с помощью программы CST Microwave Studio мы увидели колебание H, E волн.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Word
2. http://oleaword.blogspot.ru/p/word.html
3. http://eurointech.ru/index.sema?a=pages&id=108
4. http://tusur.ru/ru/tusur
5. http://tusur.ru/ru/faculties/rtf/chairs/svchkr/
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Устройство и принцип действия отражательного клистрона. Определение геометрических размеров объемного резонатора. Расчет тороидального резонатора и устройства вывода энергии. Вычисление активной проводимости резонатора и напряжения на отражателе.
курсовая работа [784,6 K], добавлен 11.12.2015Параметры многолучевых приборов. Конструкция и параметры резонаторных систем. Достоинства и недостатки многоканальных и кольцевых резонаторов. Однозазорные тороидальные клистронные резонаторы с упаковкой пролетных каналов в единой пролетной трубе.
контрольная работа [3,3 M], добавлен 28.05.2012Взаимодействие электромагнитных полей с материалами и средами. Типы резонаторных измерительных преобразователей, их физико-математическое моделирование. Применение датчика на основе резонаторного измерительного преобразователя с коаксиальной апертурой.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 25.05.2013Исследование спектра собственных частот ионосферно-магнитосферного альвеновского резонатора. Расчет сдвига резонансных частот методами теории возмущений. Этапы решения данной задачи при сферически слоистой модели околоземного космического пространства.
статья [70,8 K], добавлен 26.11.2013Характеристика и функция лазерного резонатора, обеспечение обратной связи фотонов с лазерной средой. Лазерные моды – собственные частоты лазерного резонатора. Продольные и поперечные электромагнитные моды. Лазер на ионах аргона и криптона, его устройство.
реферат [1,5 M], добавлен 17.01.2009Расчет полупроводниковой лазерной структуры на основе соединений третей и пятой групп для волоконно-оптических линий связи III поколения. Выбор структуры кристалла. Расчет параметров, РОС-резонатора, внутреннего квантового выхода, оптического ограничения.
курсовая работа [803,5 K], добавлен 05.11.2015Параметры ошибок и методы их измерений по G.821. Схема измерений параметров каналов ЦСП типа "точка-точка". Основные принципы методологии измерений по G.826. Методика индикационных измерений. Измерение параметров кодовых ошибок, их связь с битовыми.
реферат [405,0 K], добавлен 12.11.2010Рассмотрение основных характеристик линий передач для резонаторов, представляющих собой основу узкополосных СВЧ-фильтров. Изучение правил расчета параметров двух моделей многопроводной однородной экранированной линии передачи прямоугольного сечения.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 19.04.2014История открытия пьезоэлектрического эффекта братьями Жаком и Пьером Кюри. Изготовление первого кристального резонатора. Строение и принцип работы кварцевых фильтров, характеристика их основных видов. Практическое применение кварцевых резонаторов.
презентация [5,9 M], добавлен 16.12.2013Основные характеристики и эквивалентная схема кварцевого резонатора. Трехточечные схемы автогенераторов, их преимущества. Расчет основных показателей генератора. Проектирование печатной платы и принципиальной схемы генератора и источника питания.
курсовая работа [975,2 K], добавлен 20.01.2013Сущность, условия решения и критерий оптимальности задачи измерения параметров сигнала. Постановка задачи измерения параметров сигнала. Классификация измерителей. Следящий режим измерения. Автоматические измерители работающие без участия человека.
реферат [382,0 K], добавлен 29.01.2009Описание трехфазной мостовой схемы. Определения и расчет параметров тиристорного выпрямителя. Выбор допустимых нагрузок вентилей по току и параметров цепи управления. Расчет токов короткого замыкания; ограничение напряжения, защита предохранителями.
курсовая работа [307,7 K], добавлен 22.09.2014Рассмотрение методов измерения параметров радиосигналов при времени измерения менее и некратном периоду сигнала. Разработка алгоритмов оценки параметров сигнала и исследование их погрешностей в аппаратуре потребителя спутниковых навигационных систем.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 23.10.2011Основные параметры и характеристики, выбор режима работы транзистора. Расчет малосигнальных параметров. Определение основных параметров схемы замещения. Расчет основных параметров каскада. Оценка нелинейных искажений. Выбор резисторов и конденсаторов.
курсовая работа [964,4 K], добавлен 01.10.2014Описание конструкции оптического квантового генератора типа ЛГ-75. Методы юстировки, их характеристика. Оценка критического угла разъюстировки для одного из гелий-неоновых лазеров. Юстировка с помощью диоптрийной трубки, особенности данного процесса.
лабораторная работа [61,1 K], добавлен 05.06.2014Технические требования к радиопередающему устройству магистральной радиосвязи. Рассмотрение сущности приближенного гармонического анализа импульсов коллекторного тока. Составление схемы замещения кварцевого резонатора. Анализ типов колебательных систем.
контрольная работа [737,5 K], добавлен 02.11.2014Принцип работы и основные технические характеристики электромеханических измерительных приборов. Расчет и изготовление прибора для измерения параметров реле. Выбор типа регулирующего транзистора и его режима. Достоинства транзисторных стабилизаторов.
курсовая работа [610,9 K], добавлен 22.06.2010Парокотельные установки: описание, структура, функциональные особенности и направления применения. Технологические параметры, требующие автоматической стабилизации. Выбор средств для измерения параметров, его обоснование. Исследование АСР 3-го порядка.
курсовая работа [238,3 K], добавлен 11.05.2011Методы измерения параметров и характеристик усилителей низкой частоты. Изменение входного сигнала в заданных пределах, частоты генератора. Выходное напряжение при закороченном и включенном сопротивлении на входе усилителя. Входная емкость усилителя.
лабораторная работа [21,8 K], добавлен 19.12.2014Исследование влияния параметров проводной линии на характеристики ее выходного сигнала. Методика измерения параметров выходного импульса. Искажение сигнала вследствие частотной дисперсии. Описание интерфейса взаимодействия с пользователем модели.
лабораторная работа [398,0 K], добавлен 06.07.2009
