Politechnika Rzeszowska Zakład Systemów Elektronicznych i Telekomunikacyjnych Laboratorium techniki b.w.cz.
Osoby: 1. Arkadiusz Niemczak 2. Tomasz Pachołek 3. Patryk Post 4.Magdalena Nizioł 5.Edyta Surdyka	Temat ćwiczenia: Miernictwo mikrofalowe
	Grupa: L - 2
	Tydzień: A B

1. Klistron – generator mikrofal.

Izolator – nie dopuszcza, aby sygnał się cofnął, tj. aby nie powrócił z wyjścia na wejście.

Detektor – znajduje się w nim sonda z diodą detekcyjną, która mierzy poziom sygnału na wyjściu i przekazuje do urządzeń pomiarowych.

Tłumik – ogranicza/reguluje poziom sygnału w falowodzie.

Częstościomierz – mierzy częstotliwość sygnału w falowodzie poprzez pomiar fali stojącej.

4.

L.p.	Z=Z0	Z≠Z0	Falowód otwarty	Z=0
	x	Upp	x	Upp
	mm	mV	mm	mV
1.	90	16	90	23,7
2.	91	15,6	91	17,8
3.	92	15,5	92	13,1
4.	93	15,4	93	11,9
5.	94	15,3	94	7,5
6.	95	15,4	95	2,8
7.	96	15,6	96	1,4
8.	97	15,8	97	2,4
9.	98	16	98	6,1
10.	99	16,4	99	12,7
11.	100	16,5	100	22,2
12.	101	16,8	101	34
13.	102	17,2	102	41,2
14.	103	17,5	103	46
15.	104	17,5	104	48,6
16.	105	18,5	105	49,2
17.	106	18,7	106	48,2
18.	107	18,9	107	46,6
19.	108	18,5	108	43,4
20.	109	18,3	109	42
21.	110	18,2	110	36,4
22.	111	17,8	111	31,2
23.	112	17,5	112	27,6
24.	113	17,1	113	22,8
25.	114	16,8	114	18,8
26.	115	16,6	115	12,4
27.	116	16,5	116	8,9
28.	117	16,3	117	5,4
29.	118	16,5	118	2,1
30.	119	16,8	119	1,5
31.	120	17,1	120	3,7
32.	121	17,5	121	10,8
33.	122	17,8	122	18,4
34.	123	18,1	123	26,2
35.	124	18,4	124	38,8
36.	125	18,3	125	45,4
37.	126	18,5	126	49,4
38.	127	18,7	127	49,6
39.	128	19	128	48,6
40.	129	18,8	129	47,2
41.	130	18,5	130	46
42.	131	18,1	131	43
43.	132	17,7	132	37,2
44.	133	17,5	133	32,6
45.	134	16,9	134	27,4
46.	135	16,5	135	23,6
47.	136	16,5	136	18,8
48.	137	16,1	137	14,1
49.	138	16,4	138	10,7
50.	139	16,6	139	6,7
51.	140	16,3	140	4,4
52.	141	16,7	141	1,5
53.	142	16,8	142	2,3
54.	143	17,1	143	5,1
55.	144	17,2	144	10,7
56.	145	17,4	145	24,1
57.	146	17,8	146	35,6
58.	147	17,8	147	42,8
59.	148	18	148	47,4
60.	149	18,4	149	48,2
61.	150	18,4	150	48,8
62.	151	18,3	151	46,8
63.	152	17,9	152	44,2
64.	153	17,7	153	42,2
65.	154	17,5	154	38,6
66.	155	17,3	155	34
67.	156	17,1	156	29,4
68.	157	16,8	157	26,2
69.	158	16,6	158	21
70.	159	16,2	159	16,6
71.	160	15,9	160	13,8

Charakterystyka przedstawia stosunek rozkładu sygnału propagowanego w falowodzie do odległości sondy w ławie pomiarowej dla czterech różnych stanów (obciążenia impedancją falową, obciążenia impedancją różną niż falowa, w stanie kiedy falowód jest otwarty oraz przy zwarciu). Możemy zauważyć, iż wszystkie przebiegi układają się w kształt sinusoidalny, lecz z różną amplitudą. Najmniejsza jest w przypadku użycia obciążenia impedancją falową. W przypadku idealnym charakterystyka ta powinna być linią poziomą, a współczynnik VSWR równy 1. W rzeczywistości parametry te są zbliżone do idealnych. Następnie dla obciążenia układu impedancją różną niż falową otrzymujemy przebieg sinusoidalny o większej amplitudzie. Największa amplituda pojawia się przy zwarciu układu oraz przy otwartym falowodzie. Napięcie równe 0V oznaczazwarcie w układzie. Współczynnik VSWR dla tego przypadku przyjmuje wartość największą.

5. Wynik uzyskany za pomocą miernika częstotliwości: 9,46GHz.

Otrzymane wartości do wyliczenia częstotliwości: d₁ = 123, 5mm, d₂ = 102mm. Stałe, jakie zostały użyte w obliczeniach:

a = 22, 86mm, c = 3 • 10⁸m/s.

Obliczenia: λ_g = 2 • |d₁−d₂| = 2 • |123,5−102| = 43mm, λ_c = 2 • a = 2 • 22, 86mm = 45, 72mm.

$$\mathbf{f} = c \bullet \sqrt{\frac{1}{\lambda_{g}^{2}} + \frac{1}{\lambda_{c}^{2}}} = 3 \bullet 10^{8} \bullet \sqrt{\frac{1}{{0,043}^{2}} + \frac{1}{{0,04572}^{2}}} = \mathbf{9,}\mathbf{6}\mathbf{\text{GHz}}$$	Wynik jest bardzo zbliżony do wartości zmierzonej, pomiar można uznać, jako poprawny, a różnica może pochodzić od niedokładności miernika częstotliwości, bądź niedokładności zmierzonych odległości.

L.p. Pomiar pośredni Pozycja tunera 1. Z=Z0 2. Z≠Z0 3. 1 4. 2 5. 3	Współczynnik fali stojącej, zmierzony oraz obliczony dla każdego z przypadków jest bardzo zbliżony. W momencie zmiany pozycji tunera na coraz dalszą, czyli regulacji impedancji możemy zauważyć, iż VSWR rośnie, co potwierdziliśmy również podczas wykonywania podpunktu 4.

7. Wnioski

Stanowisko laboratoryjne wyposażone jest w układ zasilania klistronu, tłumik dzięki któremu możemy wpływać na poziom sygnału mikrofalowego oraz szereg detektorów i mierników za pomocą których możliwe jest zmierzenie parametrów sygnału mikrofalowego. Analizując pkt. 3 i 4 można zauważyć że wyniki pomiarów oraz obliczeń częstotliwości i współczynnika fali stojącej są do siebie bardzo zbliżone. Różnice w otrzymanych wynikach są spowodowane skończoną dokładnością zastosowanych przyrządów oraz przybliżeniami przyjętymi w obliczeniach. Odnosząc się do tematu ćwiczenia można stwierdzić że do wyznaczenia niektórych parametrów mikrofal nie są niezbędne wyspecjalizowane mierniki, gdyż wyznaczanie m.in. częstotliwości i współczynnika VSWR może odbywać się metodami pośrednimi.