Глава 5

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ, ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РАБОТА С НИМИ

§ 5.1. Использование законов распределения напряжения и тока в длинных линиях для измерений полных сопротивлений

В распределении напряжения по длине линии заложена вся информация о параметрах подключенной к ней нагрузки.

В самом деле, если взять идеальную линию (линию без потерь) с волновым сопротивлением Zq и нагруз:1ть ее на комплексный импеданс Za = Ra + Xaj который на комплексной плоскости рис. 1.2 будет отображаться товдой 3, и начать двигаться в сторону генератора, то точка 3 будет перемещаться по часовой стрелке вдоль окружности фиксированного значения кбв К, завершая полный цикл через каждые полволны. При этом будут зушствовать такие длины .линии, при которых входное сопротивление является активным и соответственн ) равным Z =Zo/C и =Zo C (точки / и 2 на рис. ..2). 0.казывается, местоположение первой точки совпадает и минимумом напряжения (максимумом тока), а второй, отстоящей от первой на четверть волны, - с максимумом напряжения (минимумом тока).

Если теперь каким-либо способом снять кривую рзс-лределения напряжения (тока) вдоль линии, то по найденным значениям бмин и f/макс можно вычислить ве-тту кбв /(=/мин/макс (=/мин макс), а ПО место-положению минимума напряжения можно определить длину участка линии Хо от минимума до точек вклю-*ния нагрузки. А зная величину кбв, сопротивление 8 точке минимума Zp=Zo/C и Хо, нетрудно с помощью номограммы рис. 1.5 найти и искомую величину сопротивления Za. Вся задача здесь будет сводиться к пересчету импеданса из одного сечеяя линии в другое.

Такая задача уже рассматривалась в § 1.5 ча 3). Указанный принцип и положен в осно). i называемых измерительных линий (сокращенно ИЛ, схема включения которой показана на р?. состоит из отрезка кабеля / волнового сопроти!. i.:

i i i 11.11

±J-t

T

Puc. 6.1

Zo; зонда 2; резонансного контура 3\ детектора 4 се занного с индикатором 6 гибким экранированным пг водом 5, и шкалы 7. Контур 3 с детектором 4 , зо дом 2 устанавливают на единой площадке-каретке к торая для снятия экспериментальной зависимости рг пределения напряжений в линии может перемещать вдоль нее вручную или посредством привода. К каре ке крепится указатель 8, служащий для отсЧЭта ::эл жений зонда по шкале линейки 7, жестко связанной линией /. Перемещение каретки чаще всего осушес вляется по специальным направляющим, сконструир ванным так. чтобы связь зонда 2 с токонесущими пр водами ИЛ оставалась неизменной. Зонды ИЛ, п с шесгву, являются приемными антеннами. ЕмкО-THt зонды изготовляют в виде миниатюрных штырей > ра мешают вдоль электрических силовых линий поля а индуктивные зонды - в виде небольших или петель, плоскость которых перпендикулярна нитным силовым линиям.

ИЛ в соответствии с типом фидеров, с котг ым они предназначены работать, делают коаксиаль .iMi симметричными двухпроводными, полосковыми, ?- IHC водными.

у экранированных линий для обеспечения дое .та внутреннему полю в экране прорезают щели, расг }лг гая их таким образом, чтобы излучение через ни. о

Я. ма

,\ггсгзовало. Для этого щели должны идти вдоль си- вьи линий тока, нигде их не пересекая.

Э 1ектрическую часго схемы, устанавливаемую на . аретке, часго называют высокочастотной или индик-jopH й головкой линии.

Р 1Ссмотрим кратко вопросы работы с ИЛ, считая, qo е высокочастотная головка уже отградуирована, I по показаниям индикатора 6 с помощью графиков (ожно получить относительные величины напряжения в тйнии. Для проведения измерений ИЛ подключается к генератору 12 (см. схему рис. 5.1) через аттенюатор , согласованный как с генератором, так и с линией, чтобы избежать влияния паразитных переотражений при ;1змерениях. Включив генератор и установив требуемую частоту, линию в точке 9 замыкают специальным ко-козамыкателем. Настраивают индикаторную головку 30нанс и путем ее перемещения вдоль линии нахо-местоположение узла (нуля) напряжения, делая етствующий отсчет расстояния h по шкале 7 ли-. Затем вместо короткозамыкателя в точках 9 noi-клю ают измеряемую нагрузку 10 и, передвигая инди-като ную головку вдоль ИЛ, находят максимальное и минимальное значения напряжения. Одновременно про- 13водят отсчет расстояния 4, определяющего местоло-южмие f/мин по шкале 7. Разделив [Умин на Смаь-о. заходят величину кбв, а по разности XQ = k-к, коп-Dy}< именуют величиной смещения узла напряжен-1ч. ш ;ят фазовый угол Ч, необходимый для расчета ло ном рамме рис. 1.5:

1ри измерениях плэхо согласованных нагрузок зоз-1ЮГ трудности с точным определением малых ков, а показания прибора 6 в точке f/.мин будут сосг:в-доли делений. Разумеется, что принимать пол >-[иеся такие данные за достоверные ни в кэ;м lae нельзя. Чтобы получить правильные результз-снимают участок кривой в районе минимума, л л--проводят хорду, параллельную оси абсцисс, и э -еляют длину этой хорды k = l\- /,. Искомую зеличи-