1

LABORATORIUM ZAKŁADU MIKROFAL

Grupa: E2X1N1

Podgrupa: 2

Nr ćwiczenia:

Nazwisko i imię

Ocena

Data oddania sprawozdania

Zalewska Agnieszka

Prowadzący ćwiczenie

dr inż. Mirosław Czyżewski

Podpis

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO

Temat:

Badanie transformacyjnych własności linii

transmisyjnej

Spis przyrządów.

Nazwa:

Producent:

Typ:

GENERATOR
MIKROFALOWY

G4-80

WOLTOMIERZ

MERATEONIK

W2431

2

1. Badany układ pomiarowy

2. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia laboratoryjnego było zapoznanie się z metodami realizacji dopasowania

impedancyjnej w technice mikrofalowej. Ćwiczenie obejmowało również zagadnienia budowy oraz

zasady działania mikrofalowych linii transmisyjnych. Rezultatem powyższego zadania było zdobycie

praktycznych umiejętności dotyczących pomiaru podstawowych parametrów elementów i obwodów

mikrofalowych.

3

3. Pomiar długości fali za pomocą linii pomiarowej.

Wielkość mierzona

Wartość

Jednostka

L

011

120

[mm]

L

012

115

[mm]

L

021

70

[mm]

L

022

65

[mm]

Wielkość obliczona

Pierwsze minimum l

01

118

[mm]

Drugie minimum l

02

68

[mm]

λ

f

100

[mm]

Tab. 1. Wyniki pomiarów i obliczeń długości fali.

mm

mm

pomiarów

z

Obliczenia

100

)

68

118

(

*

2

50

68

118

2

:





















mm

m

f

c

e

teoretyczn

Obliczenia

100

1

,

0

10

*

3

10

*

3

:

9

8











4

4. Skalowanie detektora mikrofalowego.

L

[mm]

Ud

[mV]

U

d

/U

dmax

[v/v]

L-L01

[mm]

L/λ

sin(2piL/λ)

118

0

0,00

50,0

0,50

0,00

116

0,05

0,02

48,0

0,48

0,13

114

0,2

0,07

46,0

0,46

0,25

112

0,5

0,17

44,0

0,44

0,37

110

0,8

0,27

42,0

0,42

0,48

108

1,45

0,48

40,0

0,40

0,59

106

1,65

0,55

38,0

0,38

0,68

104

2,02

0,67

36,0

0,36

0,77

102

2,4

0,80

34,0

0,34

0,84

100

2,65

0,88

32,0

0,32

0,90

98

2,9

0,97

30,0

0,30

0,95

96

3

1,00

28,0

0,28

0,98

94

3

1,00

26,0

0,26

1,00

92

3

1,00

24,0

0,24

1,00

Tab.2. Pomiary i obliczenia skalowania detektora.

U/Umax = 0,50 [mV[ / 3,00 [mV] = 0,02 [mV]

L-L

01

= 118 [mm] – 116 [mm] = 2 [mm]

L/λ = 2,0 [mm] / 100 [mm] = 0,02 [mm]

sin(2*pi*L/λ) = sin(2*pi*0,02) = 0,13

5

5. Część doświadczalna.

5.1.

Rozkład napięcia w linii zakończonej zwarciem Z

k

= 0.

L

[mm]

U

[mV]

U/U

max

[V/V]

118

0,00

0,00

114

0,20

0,02

110

0,80

0,08

106

1,65

0,17

102

2,40

0,25

98

2,90

0,31

94

3,00

0,32

90

2,90

0,31

86

2,50

0,26

82

1,90

0,20

78

1,25

0,13

74

0,80

0,08

70

0,50

0,05

66

0,10

0,01

62

0,60

0,06

58

1,40

0,15

54

2,20

0,23

50

2,80

0,29

46

3,10

0,33

42

3,10

0,33

38

2,90

0,31

34

2,30

0,24

30

1,60

0,17

26

0,80

0,08

22

0,20

0,02

18

0,00

0,00

Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej zwarciem.

U/U

max

= 0,20 [mV[ / 3,10 [mV] = 0,02 [mV]

6

6.

Rozkład napięcia w linii zakończonej reaktancją 1(indukcyjność).

L

[mm]

U

[mV]

U/U

max

[V/V]

118

1,35

0,41

114

2,10

0,64

110

2,75

0,83

106

3,10

0,94

102

3,10

0,94

98

2,85

0,86

94

2,35

0,71

90

1,65

0,50

86

0,90

0,27

82

0,25

0,08

78

0,00

0,00

74

0,30

0,09

70

1,00

0,30

66

0,80

0,24

62

2,60

0,79

58

3,10

0,94

54

3,30

1,00

50

3,15

0,95

46

2,70

0,82

42

2,10

0,64

38

1,30

0,39

34

0,55

0,17

30

0,10

0,03

26

0,10

0,03

22

0,65

0,20

18

0,50

0,15

Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej reaktancją 1.

U/U

max

= 1,35 [mV[ / 3,30 [mV] = 0,41 [mV]

7

6.1.

Rozkład napięcia w linii zakończonej reaktancją 2(pojemność).

L

[mm]

U

[mV]

U/U

max

[V/V]

118

1,50

0,52

114

0,80

0,28

110

0,25

0,09

106

0,00

0,00

102

0,20

0,07

98

0,75

0,26

94

1,50

0,52

90

2,15

0,74

86

2,60

0,90

82

2,80

0,97

78

2,70

0,93

74

2,40

0,83

70

1,80

0,62

66

1,15

0,40

62

0,50

0,17

58

0,10

0,03

54

0,10

0,03

50

0,50

0,17

46

1,20

0,41

42

2,00

0,69

38

2,60

0,90

34

2,90

1,00

30

2,90

1,00

26

2,70

0,93

22

2,20

0,76

18

1,55

0,53

Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej reaktancją 2.

U/U

max

= 1,50 [mV[ / 2,90 [mV] = 0,52 [mV]

8

6.2.

Rozkład napięcia w linii zakończonej reaktancją 2(pojemność).

L

[mm]

U

[mV]

U/U

max

[V/V]

118

1,00

1,00

114

1,00

1,00

110

1,00

1,00

106

1,00

1,00

102

0,95

0,95

98

0,90

0,90

94

0,85

0,85

90

0,80

0,80

86

0,80

0,80

82

0,80

0,80

78

0,80

0,80

74

0,90

0,90

70

0,95

0,95

66

1,00

1,00

62

1,00

1,00

58

1,00

1,00

54

1,00

1,00

50

1,00

1,00

46

0,90

0,90

42

0,85

0,85

38

0,85

0,85

34

0,85

0,85

30

0,90

0,90

26

0,90

0,90

22

1,00

1,00

18

1,00

1,00

Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej reaktancją 2.

U/U

max

= 1,00 [mV[ / 1,00 [mV] = 1,00 [mV]

9

6.3.

Rozkład napięcia w linii zakończonej reaktancją 2(pojemność).

L

[mm]

U

[mV]

U/U

max

[V/V]

118

1,30

0,45

114

2,00

0,69

110

2,50

0,86

106

2,65

0,91

102

2,60

0,90

98

2,45

0,84

94

1,80

0,62

90

1,20

0,41

86

0,50

0,17

82

0,15

0,05

78

0,05

0,02

74

0,40

0,14

70

1,00

0,34

66

1,80

0,62

62

2,45

0,84

58

2,75

0,95

54

2,80

0,97

50

2,70

0,93

46

2,20

0,76

42

1,60

0,55

38

0,80

0,28

34

0,30

0,10

30

0,05

0,02

26

0,20

0,07

22

0,80

0,28

18

1,50

0,52

Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej reaktancją 2.

U/U

max

= 1,30 [mV[ / 2,80 [mV] = 0,45 [mV]

7. Obliczenia modułów i argumentów badanych obciążeń

7.1. Dla Z

k

=Z

0

7.1.1. Obliczenie argumentu współczynnika odbicia dla Z

k

=Z

0





0

min

*

*

2

l

l













Ф = π -2 * (2π / 100) * (18-68)= π +π=2π

7.1.2. Obliczenie współczynnika fali stojącej dla Z

k

=Z

0

10

min

max

|

|

U

U

WFS









0

10

,

3

|

| WFS

7.1.3. Obliczenie modułu współczynnika odbicia dla Z

k

=Z

0

1

1

|

|









WFS

WFS

K

1

|

|





K

7.1.4. Impedancja wejściowa wyznaczona graficznie:

Z

ku

=0+j0Ω

Z

k

= 0+j0Ω

7.2. Dla Z

k1

7.2.1. Obliczenie argumentu współczynnika odbicia dla Z

k1





0

min

*

*

2

l

l













Ф = π -2 * (2π / 100) * (78-68)= π -0,4π=0,6π

7.2.2. Obliczenie współczynnika fali stojącej dla Z

k1

min

max

|

|

U

U

WFS









0

30

,

3

|

|WFS

7.2.3. Obliczenie modułu współczynnika odbicia dla Z

k1

1

1

|

|









WFS

WFS

K

1

|

|





K

7.2.4. Impedancja wejściowa wyznaczona graficznie:

Z

ku

=0 + j0,73 Ω

Z

k

= 0 + j36,5 Ω

7.2.5. Wartość indukcyjności:

L

c

L

f

X

f

L

*

*

*

2

*

*

*

2











H

c

X

L

f

L







94

,

1

100

10

*

3

*

14

,

3

*

2

5

,

36

*

*

2

8







11

7.3. Dla Z

k2

7.3.1. Obliczenie argumentu współczynnika odbicia dla Z

k2

















0

min

*

*

2

l

l

Ф = -2 *(2π / 100) * (58-68)+π=π + 0,4 π=1,4 π

7.3.2. Obliczenie współczynnika fali stojącej dla Z

k2

min

max

|

|

U

U

WFS









0

90

,

2

|

| WFS

7.3.3. Obliczenie modułu współczynnika odbicia dla Z

k2

1

1

|

|









WFS

WFS

K

1

|

|





K

7.3.4. Impedancja wejściowa wyznaczona graficznie:

Z

ku

=0 - j0,73Ω

Z

k

=0 - j36,5 Ω

7.3.5. Wartość indukcyjności:

C

c

C

f

X

f

c

*

*

*

2

1

*

*

*

2

1











nF

X

c

C

C

f

69

,

0

5

,

36

*

100

10

*

3

*

14

,

3

*

2

1

*

*

*

2

1

8











12

7.4. Dla

Z

k3

=R+jX

7.4.1. Obliczenie argumentu współczynnika odbicia dla Z

k3

=R+jX





0

min

*

*

2

l

l













Ф = π -2 * (2π / 100) * (78-68)= π -0,4π=0,6π

7.4.2. Obliczenie współczynnika fali stojącej dla Z

k3

=R+jX

min

max

|

|

U

U

WFS



56

05

,

0

80

,

2

|

|





WFS

7.4.3. Obliczenie modułu współczynnika odbicia dla Z

k3

=R+jX

1

1

|

|









WFS

WFS

K

96

,

0

1

56

1

56











K

7.4.4. Impedancja wejściowa wyznaczona graficznie:

Z

ku

=0,02 + j0,73 Ω

Z

k

=1 + j36,5Ω

7.4.5. Wartość pojemności:

L

c

L

f

X

f

L

*

*

*

2

*

*

*

2











H

c

X

L

f

L







94

,

1

100

10

*

3

*

14

,

3

*

2

5

,

36

*

*

2

8





