Magdalena Młodzianowska

Wydział : Mechaniczny

Kierunek : Automatyka i Robotyka

Rok : II

Data ćwiczenia: 26.II.98

Prowadząca : dr L. Lewowska

Ćwiczenie 59

Temat: BADANIE PROPAGACJI MIKROFAL

Wprowadzenie:

Przez mikrofale rozumiemy fale elektromagnetyczne o długościach od 0,1m do 0,001m. Korzystną cechą mikrofal jest to, że ich długość jest porównywalna z rozmiarami badanego obiektu. Przy niskich częstotliwościach fala elektromagnetyczna rozchodzi się wzdłuż linii transmisyjnych. W obszarze mikrofal analiza zjawisk falowych jest stosowana zarówno w linii transmisyjnej jak i w przestrzeni otwartej.

Fale elektromagnetyczna o długości około 3 cm jest generowana klistronem refleksowym i przez elementy sprzęgające wprowadza do falowodu prostokątnego. Falowód jest zakończony anteną nadawczą. W pewnej odległości znajduje się tuba odbiorcza z diodą detekcyjną. Dioda połączona jest z miernikiem elektrycznym.

2) Układ pomiarowy :

1- głowica klistronu 7- ramię z podziałką milimetrową

2- tłumik fali 8- stolik z podziałką kątową

3- tuba nadawcza 9- ramię z podziałką milimetrową

4- tuba odbiorcza Z- zasilacz klistronu

5- głowica detekcyjna V- woltomierz

6- ruchome podstawki

Klistron refleksowy - generator fali ciągłej w zakresie częstotliwości mikrofalowych.

Głowica detekcyjna - składa się z odcinka falowodu na osi którego znajduje się dioda

półprzewodnikową.

3) Dyskusja błędów:

4) Pomiar charakterystyki kierunkowej tuby nadawczej :

Wyznaczamy w płaszczyźnie poziomej rozkład mocy P tuby nadawczej N, zmieniając położenie tuby odbiorczej O przy ustalonej odległości.

a) Dane :

r = 50cm ; Φ ∈ ( 0° - 30°) co 2.5°; Umax =1 mV;

f(Φ) = (U/Umax)*100%

b) Tabela wyników :

Kąt ustawienia tuby odbiorczej	Wskazanie woltomierza	f(Φ) = (U/Umax)*100%
( ° )	( mV )	( % )
0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0	3.00 ( 1.00 ) 2.88 ( 0.96 ) 2.59 ( 0.86 ) 2.28 ( 0.76 ) 1.87 ( 0.62 ) 1.48 ( 0.49 ) 1.10 ( 0.36 ) 0.91 ( 0.30 ) 0.66 ( 0.22 ) 0.45 ( 0.15 ) 0.32 ( 0.11 ) 0.18 ( 0.06 ) 0.09 ( 0.03 )	100 96 86 76 62 49 36 30 22 15 11 6 3

b) Wykres zależności promienia (napięcia) od kąta :

Badanie długości fali za pomocą interferometru Michelsona :

a) Układ pomiarowy :

płyta metalowa P- płyta półprzepuszczalna

Przesuwamy powoli jedną z płyt metalowych wzdłuż osi. Notujemy położenie płyty gdy na woltomierzu zaobserwujemy maksymalną wartość. Z rozkładów maksimów wyznaczamy długość fali.

Tabela wyników :

Nr	Odległość ( mm )	Nr	Odległość (mm)	Nr	Odległość (mm)
1	19	6	16	11	16
2	16	7	16	12	15
3	15	8	14	13	14
4	15	9	15	14	16
5	15	10	14	15	13

Wartość średnia wynosi : 15.3 mm

Długość fali wynosi : 30.6 mm

Wzór na średnią długość fali wynosi :

=

6) Określenie płaszczyzny polaryzacji mikrofal

Na ramieniu ruchomym umieszczamy detektor punktowy.

Notujemy napięcie i położenie detektora. Następnie obracamy detektor o 90 stopni wzdłuż osi poziomej. Odczytujemy napięcia. Następnie na stoliku pomiarowym umieszczamy ramkę z drutami równoległymi. Odczytujemy napięcia gdy druty są umieszczone pionowo i poziomo.

Tabela wyników :

Sposób ustawienia ramki z drutami	Poziome ułożenie detektora ( wartość w woltach )	Pionowe ułożenie detektora ( wartość w woltach )
bez siatki pionowa orientacja drutów ramki pozioma orientacja drutów ramki orientacja drutów ramki pod kątem 45 stopni	0.00 0.00 0.00 1.21	7.73 1.43 6.78 1.13

Wnioski :

Na podstawie powyższych wyników można wnioskować, że mikrofale są spolaryzowane poziomo. Przy przejściu przez pręty położone prostopadle zostają wytłumione (zmniejsza się amplituda fali). W przypadku poziomej orientacji drutów fala nie jest tłumiona.

---