35. ПРИМЕНЕНИЕ ПЛОСКИХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВСТАВОК ИЛИ ОТРЕЗКОВ ЛИНИИ С РАЗЛИЧНЫМ ВОЛНОВЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

Применение диэлектрических вставок в качестве трансформаторов

С помощью кривых, приведенных на рис. 33.4 и 33.5 нетрудно рассчитать, а затем и создать трансформирующие элементы, которые могут быть использованы для целей согласования и компенсации нежелательных трансформаций в линии. Для этого, например, можно рекомендовать тролитуловые вставки, учитывая, что их изготовление несложно. Кроме того, во время регулировки их можно без труда перемещать вдоль линии. При определении правильного положения тролитуловых вставок большую помощь может оказать семейство кривых, изображенное на рис. 33.5.

Рис. 35.1. Расчет диэлектрической постоянной материала вставки с помощью кривых рис. 33.4 и 33.5.

В качестве примера рассмотрим линию, в которой вследствие несовершенного согласования или из-за наличия нежелательных трансформаций имеет место коэффициент стоячей волны по напряжению В этом случае посредством применения тролитуловой вставки

толщиной в линий легко обеспечйть режим бегущей волны. Если вставка в линии установлена не совсем правильно (это может быть, например, тогда, когда истинное положение ее трудно определить), то в линии установится режим, характеризуемый коэффициентом стоячей волны по напряжению, равным, например, Предположим, что толщина вставки выбрана правильно, тогда с помощью кривых рис. 33.5 можно определить величину сдвига этой вставки относительно положения, соответствующего полному согласованию. Данное устройство рассматривается как последовательное включение двух линейных трансформаторов с как коэффициент стоячей волны может быть обусловлен каждым из этих линейных трансформаторов). Коэффициент трансформации К всего устройства в этом случае можно определить по кривой с параметром изображенной на рис. 33.5.

Предположим, что в результате измерения получено значение коэффициента стоячей волны, равное 1,2, что соответствует К, также равному 1,2. В этом случае по оси ординат рис. 33.5 следует отложить величину (что для параметра дает значение абсциссы, равное 0,02). Таким образом, ошибка в расположении вставки составляет . В какую сторону необходимо произвести смещение, чтобы получить полное согласование, легко определить экспериментально. Если рассогласование наблюдается при смещении вставки в обеих направлениях, необходимо уточнить толщину вставки, так как при ее определении могла вкрасться ошибка, вызванная, например, небольшим отклонением величины диэлектрической постоянной от номинальной.

Применение диэлектрических вставок при измерении диэлектрической постоянной или магнитной проницаемости

С помощью метода измерений, основанного на законе трансформации, и кривых рис. 33.4 и 33.5 можно также достаточно точно определить диэлектрическую постоянную или магнитную проницаемость материала, используя для этой цели плоскую вставку, расположенную в однородной двухпроводной или волноводной линии.

Пусть на частоте, соответствующей см, для диэлектрической вставки толщиной 1 см в двухпроводной линии, измерен коэффициент трансформации Исходя из приведенных данных, найдем диэлектрическую постоянную материала. Ее действительное значение можно получить путем подбора по графикам, изображенным на рис. 33.5. Предположим сначала, что В этом случае длина волны в линии, заполненной диэлектриком, см, а толщина вставки, т. е. значение абсциссы точки, определяемой из рис. 33.5, составляет Исходя из этого, для значения параметра к —1,5, пользуясь рис. 33.5, найдем значение откуда получим Очевидно, что данное значение слишком велико. Произведем вторую попытку, полагая теперь, что Способом, аналогичным описанному выше, используя рис. 33.5, найдем величину Она оказывается равной 0,895, откуда Используя оба найденные опытным путем значения и соответствующие им К и учитывая, что при также равно 1, построим соответствующую кривую, изображенную на рис. 35.1. С помощью этой кривой нетрудно установить, что полученному ранее путем измерений значению соответствует значение

Аналогичные измерения можно произвести, используя вместо двухпроводной линии волновод, по которому распространяется волна типа или При этом отпадает необходимость высверливания вставки, что обычно является неудобным. Таким же способом, как и при определении диэлектрической постоянной, можно измерить магнитную проницаемость. Если диэлектрическая постоянная и магнитная проницаемость отличны от единицы, то измерения несколько усложняются. Однако, учитывая различия в свойствах волн типов и в волноводах и используя в данном случае дополнительно кривые рис. 33.4, можно измерить обе упомянутые выше величины.