25. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛНОВОДНЫХ СЕКЦИЙ И ЛИНИЙ

В волноводных секциях измерялись омические потери мощности волны потери мощности на преобразование в волны и их омические потерн, а также разность фазовых постоянных волн Цель этих измерений заключалась как в нахождении средних характеристик этой партии волноводов, так и в отбраковке секций с омическими потерями волны свыше и потерями на преобразование в слабозатухающие волны соответственно более

Омические потери волны измерялись по схеме, приведенной на рис. и составили в среднем по отобранной партии секций (общая длина около

Разность фазовых постоянных волн измерялась по схеме, показанной на рис. 5.11, а также методом, изложенным в [6.3]. Средняя по ансамблю секций длина волны биений этих волн составила

(Потери мощности волны на преобразование в паразитные волны и омические потери этих волн измерялись по схеме, приведенной на рис. 5.7. Оказалось, что в секциях возбуждались лишь волны . (Потери мощности волны на преобразование в остальные паразитные волны были весьма малы (намного меньше 0,05 дБ/км). Результаты измерений приведены в табл. 25.1, 25.2.

Таблица 25.1 (см. скан)

Таблица 25.2 (см. скан)

Малый уровень мощности волн указывает на то, что ответственные за возбуждение этих волн изменения диаметра и эллиптичности труб малы. Значительный же уровень мощности волн свидетельствует о том, что основным видом деформаций секций являются изгибы оси. Поэтому секции отбирались по величине потерь на преобразование в волну При средних потерях во всем ансамбле исследованных секций (около 400 м) порядка 0,8 дБ/км в 30% секций эти потери не превышали 0,3 дБ/см, а в 15% секций были более Измерения (см. рис. 5.10) потерь мощности волны на преобразование в волну в двух линиях, составленных соответственно из «хороших» и «плохих» секций, подтвердили эффективность отбора секций по потерям на преобразование в волну

Производилась также отбраковка секций по потерям на преобразование в волну Как отмечалось, потери волны на преобразование определяются изгибами оси с периодами порядка 330—350 см. В связи с этим была измерена стрела прогиба 120 труб длиной (рис. 6.1). Затем были собраны три линии (длиной каждая), составленные соответственно из труб

с малыми, средними и большими прогибами оси. В этих линиях с помощью схемы, приведенной на рис. 5.10, были измерены потери мощности волны на преобразование в волну Результаты этих измерений приведены в табл. 25.3.

Рис. 6.1. Гистограмма стрелы прогиба секций.

Таблица 25.3 (см. скан)

Согласно данным табл. 25.3 зависимость от имеет вид

Следовательно, потери на преобразование в волну действительно зависят лишь от крупнопериодных изгибов оси труб. Для проверки того, как зависят от крупнопериодных изгибов потери мощности волны на преобразование в волну была исследована связь стрелой прогиба секций. Результаты измерений приведены на рис. 6.2. По оси абсцисс отложена величина а по оси ординат отношение величины в данной секции к средним по ансамблю потерям Если предположить зависимость у от х в виде и

найти методом наименьших квадратов, то получим где Таким образом, потери на преобразование в волну вызываются двумя фактически независимымичюлебаниями оси: крупнопериодным с амплитудой и мелкопериодными с очень малой амплитудой, меньшей Потери на преобразование в волну из-за мелкопериодных изгибов равны в среднем а из-за крупнопериодных около

Рис. 6 2. Зависимость потерь мощности волны на преобразование в волну от стрелы прогиба волновода.

Эти предварительные исследования позволили отобрать около труб с минимальными полными потерями мощности волны (омические потери плюс потери на преобразование в волны Затем из этих труб были собраны три линии длиной около каждая, уложенные на точно выверенные опоры (кронштейны с точностью при расстоянии между кронштейнами С помощью схем, приведенных на рис. 5.10, в полосе частот были измерены суммарные потери мощности волны в линиях, а также потери на преобразование в волны Суммарные потери мощности волны усредненные по полосе частот и по трем линиям, в пересчете на километр, оказались равными Средние потери мощности волны на преобразование в волну оказались равными а средние потери на преобразование в волну составили Таким образом, если считать.

что омические потери волны составляли около то потери мощности волны на преобразование во все остальные (кроме ) паразитные волны были равны примерно что соответствует результатам, приведенным в табл. 25.1.

Рис. 6.3. Профиль -метровой линии, уложенной на песчаной насыпи.

Следует отметить, что для дополнительной проверки эффективности применяемых авторами методов при отборе волноводных секций была собрана линия длиной около (линия I) из секций, наилучших по всем видам потерь, которые можно измерить именно в секциях: омических потерь Ьолны и потерь на преобразование в волны

Рис. 6.4. Частотная зависимость полных потерь мощности волны в -метровой линии.

Суммарные потери в полученной таким образом «образцовой» линии в среднем по полосе частот оказались равными т. е. весьма малыми (примерно на 24% меньше средних по трем линиям потерь, равных На песчаной насыпи была собрана -метровая линия (линия II) (рис. 6.3).

(см. скан)

Суммарные потери волны измеренные непосредственно «осле укладки, составляли в среднем по полосе частот 3,35дБ /км (рис. 6.4), потери на преобразование в волну потери на преобразование в волну

Рис. 6.5. Частотная зависимость потерь волны на преобразование в волну в -метровой линии.

Поскольку на длине омические потери волны равны примерно то нерегулярности линии, расположенные далее чем на от приемного коица линии, уже не влияют на результат измерений (см. §15). Поэтому потери на преобразование в волну в собранной линии, уложенной на песчаной насыпи, измерялись отдельно с двух концов; однако даже в этом случае не удалось учесть

Таблица 25.4 (см. скан)

влияния нерегуляриостей в средней части линии (длиной более 100 м).

Итак, потери мощности волны в линиях, уложенных на точно выверенные опоры, практически не отличаются от потерь волны в линии, уложенной в реальных условиях на основание, имеющее весьма изрезанный профиль. Однако изгибов со стрелой прогиба более 10 см на в линии, уложенной на песчаной насыпи, не было, и этого оказалось достаточным, чтобы потери в линии остались неизменными. Это еще раз подтверждает один из важнейших теоретических выводов о том, что степень влияния нерегуляриостей на потери в волноводной линии зависит не только от их величины, но также и от их расположения (от спектра нерегуляриостей).

Линия, уложенная на песчаной насыпи, ничем не закрытая сверху, исследовалась на протяжении 16 месяцев. Результаты измерений суммарных потерь приведены в табл. 25.4.

Не слишком большое (с учетом разнообразия метеорологических условий, в которых находилась линия) увеличение потерь, по-видимому, можно объяснить двумя факторами: увеличением омических потерь вследствие ухудшения медного токопроводящего слоя внутри секций (которые продувались сухим воздухом лишь непосредственно перед измерениями, а в остальное время не осушались); увеличением потерь на преобразование в волну так как могущие возникнуть дополнительные искривления линии (из-за ее усадки, а также под давлением снега в зимнее время) прежде всего влияют именно на эти потери (как уже отмечалось, длина волны биений между составляет

Измерить непосредственно эти потери во всей линии, включая среднюю часть, не удалось по уже указанным причинам. Потери на преобразование — в волну за время исследования линии не возросли.