- энергия, запасенная в единице длины замедляющей системы. Теоретическая оценка электродинамических свойствволноводных систем сложной конфигурация обычно является очень приближенной, поэтому основнымкритерием качества замедляющих систем является результат экспериментального исследования.
Методика экспериментального исследования ЗС
Экспериментальное определение дисперсии и сопротивления связи производится обычно методомхолодных измерений (без электронного пучка) на короткозамкнутых отрезках ЗС.Это так называемыйрезонансный метод. Схема измерительной установки для снятия характеристик ЗС таким методом представлена на рис.2.
Рис.2
На этомрисунке:
Г -высокочастотный генератор
В - волномер
А -развязывающий аттенюатор
ЗС- исследуемая система
И - индикаторный прибор
а) Измерение дисперсионной характеристики.
При резонансных измерениях отрезок ЗСзакорачивается с двух сторон и превращается в объемный резонатор с достаточно - высокой добротностью.
Амплитуда стоячей волны, образующейся в резонаторе, в два раза превышает амплитуду бегущейволны, а распределение поля ее соответствует распределениюбегущей волны в определенный момент времени. Длина отрезка ЗС (l) выбирается кратной периоду ЗС (l).т.е.
На резонансной частоте вдоль такого резонатора укладывается целое число полуволн: , Для волн типа "Е", р может так же принимать значение равное нулю.
Фазовый сдвиг поля на один период системы (L) можноопределить как:
Для основной гармоники фазовый сдвиг на один период может принимать значения от 0 до π.
Так, при N=4 в резонаторе могут возбуждаться только видыколебаний, соответствующие p= 0; 1; 2; 3; 4; т.е. θ = 0; π/4; 2π/4; 3π/4; π.
Есличисло периодов увеличить, например, до шести, то можно зафиксировать семь видов колебаний, соответствующихp= 0; 1; 2;3; 4; 5; 6и = 0;π/6; 2π/6; 3π/6; 4π/6; 5π/6; π.
Для снятия дисперсионной характеристики необходимо установить соответствие резонансной частоты тому или иному виду колебания. Если правильно подобраны размеры возбуждающей и приемной петель связи, то число отмечаемых резонансов точно равно N+1. Вид колебания можно идентифицировать, если воспользоваться маленьким металлическим цилиндром, перемещаемым вдоль оси резонатора. Если цилиндрик расположен в максимуме продольной составляющей электрического поля, то в соответствии с теоремой возмущения максимально меняется собственная частота резонатора.
Если цилиндрик попадает в точку с Ez=0 ,то резонанс наблюдается на частоте, равной резонансной частоте резонатора без цилиндрика.
Перемещая цилиндрик по оси резонатора и отмечая по частотомеру числомаксимальных изменений резонансной частоты, определяем число полуволнp, тогда для основной гармоники (n=0):
Построив зависимость резонансной частоты резонатора от kzo,получим дисперсионную характеристику ЗС. Обычно изменения резонансной частоты при использовании возмущающих тел малых размеров также малы, и для фиксацииих требуются точные измерения частоты.
В данной работе исследуется ЭС типа «диафрагмированныйволновод», вид которой изображен на рис. 3.
Рис.3
Конфигурации силовых линий электрического поля и эпюры продольной составляющей поля в макете для различных видов колебаний представлены нарис.4.