Вимірювання довжини хвилі та частоти

Реферат на тему:

Вимірювання довжини хвилі та частоти.

Найпростіший вимірювач — вимірювальна лінія. Намалюємо її:

Тут максимум та мінімум — нечіткі, тому краще помістити у резонатор:

$${}_{\text{хв}}=\frac{{}_0}{\sqrt{1-{\left(\frac{{}_0}{{}_{\text{кр}}}\right)}^2}}$$. 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 $${\text{NH}}_3$$ (точність 10−12), також іноді використовується ефект Мьосбауера (точність 10−17).

Випромінювання затухання.

Розглянемо метод відношення потужностей:

Якщо детектор лінійний, то $$L=\frac{P_1}{P_x}={\left(\frac{J_1}{J_x}\right)}^2$$, якщо ж детектор квадратичний, то $$L=\frac{J_1}{J_x}$$ .

Однак, цей спосіб неточний, він залежить від приладу. Тому існує його модифікація — метод еталонного атенюатора. Тут використовується прецизійний атенюатор:

$$\begin{array}{c}{P}_{\text{дБ}}-\text{100}\text{поділок}\\ P_{x\text{дБ}}-\text{100}\text{поділок}\end{array}$$, $$L=P_{\text{дБ}}-{Р}_{х\text{дБ}}$$ — 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 0,1 мм. Втрати: $$=\mathrm{0,2}\text{мм}$$, $${}^{H_{\text{10}}}=\frac{\mathrm{0,7}}{\sqrt{}}{\text{10}}^{-3}\left(\raisebox{1ex}{$\text{дБ}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$м$}\right.\right)=>{}^{H_{\text{10}}}=\text{100}\left(\raisebox{1ex}{$\text{дБ}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$м$}\right.\right)$$. Тобто такі хвилеводи використовувати неможливо. Межі застосування:

• мужкові - до 300−400 ГГц.

• ікросмужкові - до 100 ГГц.

• оаксіальні кабелі - до 50 ГГц.

Потреба в освоєнні даного діапазону пов’язана із «забитістю» інших.

Діелектричні хвильоводи для $$=\mathrm{0,1}:1\text{мм}$$ 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 $$F=R=\frac{D^2}{}$$ — це максимальна фокусна відстань лінзи.

Втрати лінзового хвильоводу 1−1,5 $$\frac{\text{дБ}}{\text{10}м}$$. Для виготовлення лінз використовують тефлон. Для того, щоб змінити напрямок розповсюдження, можна поставити дзеркало.

Розглянемо ряд приладів на основі лінзових хвильоводів:

1. 1.Напрямлений 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).

1. 2.Резонатор. Плоскопаралельний дзеркальний резонатор: $$l=\raisebox{1ex}{$$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.$$. Служить для відбору хвиль певної довжини.

Можна використати розділення і злиття хвиль. Важлива фаза після проходження $$$$ та $$$$ .