LABORATORIUM ZAKŁADU MIKROFAL
E2Y2S1
SPRAWOZDANIE
T e m a t: Badanie układów dopasowania impedancji

1. Układ pomiarowy

Lp	Nazwa przyrządu	Typ	Firma
1	Generator mikrofalowy	8690B	HP
2	Falowodowa linia pomiarowa	LPF-4,5	PIT
3	Woltomierz	V640	MERATRONIK
4	Strojnik szeregowo-równoległy	EHF-4,5
5	Obciążenie

1. Wyniki pomiarów i obliczeń

   1. Pomiar długości fali

Wielkości zmierzone	Wartość
L01L [mm]	113,9
L01P [mm]	111,3
L02L [mm]	149,5
L02P [mm]	147,1
Wielkości obliczone
Pierwsze min. l01 [mm]	112,6
Drugie min. l02 [mm]	148,3
λf [mm]	71,4
λ0 [mm]	0,05
fg[GHz]	6

- Wzory wykorzystane do obliczeń oraz obliczenia:

-minima:

- długość fali:

1. Wykonanie pomiarów w celu wyznaczenia współczynnika odbicia dopasowywanego obciążenia:

Wielkość mierzona	Wartość
LmBL [mm]	118,8
LmBP [mm]	112,4
[mm]	115,6
[dz]	27,0
[dz]	7,1

- Wzory wykorzystane do wyznaczenia modułu i argumentu współczynnika odbicia:

Otrzymane wyniki obliczeń zostały zamieszczone w tabeli poniżej:

WFS	|Гk|	Arg(Гk) [^o]
1,95	0,32	-149

1. Obliczenie wymiarów strojnika szeregowo – równoległego

Przy obliczaniu wymiarów strojnika korzystaliśmy z metody graficznej. W tym celu:

• na wykres Smith’a nanieśliśmy obliczony współczynnik odbicia Г_k i odczytaliśmy unormowaną impedancję: z_k = 0,54 – j0,2

• następnie impedancję z_k przetransformowaliśmy przez odcinek linii przesyłowej o długości l_d = 5cm czyli jest to odcinek od środka strojnika do obciążenia (, w wyniku czego uzyskaliśmy unormowaną impedancję: z_k’ = 1,05+j0,7

• kolejnym krokiem było przetransformowanie impedancji z_k’ po kole stałej rezystancji r_we na impedancję z_t taką, która po przejściu na admitancję y_t znajdzie się na kole jednostkowej rezystancji.

• na koniec wyznaczyliśmy długości :

- strojnika szeregowego na podstawie długości łuku między górnym punktem biegunowym wykresu (r=0),

a przecięciem okręgu stałej reaktancji x_s z okręgiem zewnętrznym wykresu:

=0,402

l_s=28,7 [mm]

Na ramieniu strojnika szeregowego ustawiamy długość 28,7 mm.

1. Wykonanie pomiarów w celu wyznaczenia współczynnika odbicia dopasowywanego obciążenia z układem dopasowania.

Na ramieniu strojnika szeregowego ustawiamy długość 28,7 mm Wyniki pomiarów zostały zamieszone w tabeli poniżej:

Wielkość mierzona	Wartość
LmBL [mm]	124,6
LmBP [mm]	114,6
[mm]	119,6
[dz]	29,5
[dz]	10,45

- Wyniki obliczeń zostały zamieszczone w tabeli poniżej:

WFS	|Г|	Arg(Г) [^o]
1,37	0,15	-150

Kolejno badaliśmy spadki napięcia przy wysuwaniu strojnika równoległego do dł. 20mm co 4mm.

Obliczone WFS i zamieściliśmy w tabeli.

l [mm]	Umin [mV]	Umax [mV]	WFS	|Γ|
0	10,45	19,5	1,37	0,15
4	11,8	19	1,27	0,12
8	12	19,8	1,28	0,12
12	14,8	22,5	1,23	0,10
16	21	27,5	1,14	0,07
20	33,5	36,2	1,04	0,02

1. Wnioski i spostrzeżenia

W pierwszej części ćwiczenia, gdzie mierzyliśmy długość fali w falowodzie, po przeliczeniu na częstotliwość uzyskaliśmy, że f_f = 4,2GHz. Częstotliwość ustawiona na generatorze wynosiła f_g = 6GHz. Różnica miedzy tymi częstotliwościami wynika z tego, że na generatorze była to częstotliwość dla wolnej przestrzeni, natomiast falowód wypełniony był powietrzem dlatego przy wyznaczeniu częstotliwości falowodu prędkość światła należy pomniejszyć o względną przenikalność elektryczna i magnetyczną dla powietrza ().

Porównując dopasowanie za pomocą dopasowywanego obciążenia(zapytać co to było?) z dopasowaniem za pomocą strojnika szeregowo – równoległego widoczne są niewielkie różnice. Wynikają one głównie z tego, że przy dopasowaniu za pomocą strojników ich parametry i wymiary zostały wyznaczone metodą graficzną, zatem odczyty mogły nie być dokładne, co z kolei rzutowało na dalsze pomiary i obliczenia.

Błędy jakie jeszcze mogły wpłynąć na pomiary, to :

- straty w liniach transmisyjnych oraz w falowodzie,

- straty na złączach badanych elementów mikrofalowych,

- dokładność woltomierza,

-stabilność częstotliwości generatora b.w.cz