Лекція 27 Вимірювання довжини хвилі та частоти.
Найпростіший вимірювач – вимірювальна лінія. Намалюємо її:
/>
Тут максимум та мінімум – нечіткі, тому краще помістити у резонатор:
/>
/>. Це – ВСТ, хвильоводи середньої потужності. Для більшої точності є гетеродинні вимірювачі частоти, котрі працюють зі стандартними генераторами частот.
/>
Гетеродином може бути кварц чи молекулярний випромінювач на />(точність 10-12), також іноді використовується ефект Мьосбауера (точність 10-17). Випромінювання затухання.
Розглянемо метод відношення потужностей:
/>
Якщо детектор лінійний, то />, якщо ж детектор квадратичний, то />.
О/>днак, цей спосіб неточний, він залежить від приладу. Тому існує його модифікація – метод еталонного атенюатора. Тут використовується прецизійний атенюатор:
/>, /> — незалежно від властивостей детектора, бо на ньому завжди 100 поділок. Особливості техніки міліметрових та субміліметрових хвиль.
Виготовлення хвилеводів під субміліметрові хвилі проблематичне бо характерні розміри хвильоводу мають порядок 0,1мм. Втрати: />, />. Тобто такі хвилеводи використовувати неможливо. Межі застосування:
Смужкові – до 300-400 ГГц.
Мікросмужкові – до 100 ГГц.
Коаксіальні кабелі – до 50 ГГц.
Потреба в освоєнні даного діапазону пов’язана із “забитістю” інших.
Д/>іелектричні хвильоводи для />теж погані, бо ці частоти відповідають оптичним фотонам у ТТ – ЕМХ замість розповсюдження починає збуджувати коливання атомів ТТ. Це – фундаментальна проблема, її не можна “обійти”.
Тому роблять так звані лінзові хвильоводи – чим менше діелектрика, тим менше втрати. Тому намагаються зменшити кількість лінз за рахунок збільшення фокусної відстані. Однак, завжди є дифракція. Чим більша фокусна відстань, тим більші втрати, пов’язані з дифракцією. Фокусна відстань Релея /> — це максимальна фокусна відстань лінзи.
Втрати лінзового хвильоводу 1-1,5 />. Для виготовлення лінз використовують тефлон. Для того, щоб змінити напрямок розповсюдження, можна поставити дзеркало.
Розглянемо ряд приладів на основі лінзових хвильоводів:
Н/>апрямлений відгалуджувач: аналог в НВЧ (див. Мал. Справа): відгалуджує хвилю А, не реагує на хвилю В. непівпрозоре дзеркало створює такий ефект в оптиці (див. Мал. Зліва).
/>
Резонатор. Плоскопаралельний дзеркальний резонатор: />. Служить для відбору хвиль певної довжини.
/>
М/>ожна використати розділення і злиття хвиль. Важлива фаза після проходження />та />.