Измерительная линия

Измери́тельная ли́ния — устройство для исследования распределения электрического поля вдоль СВЧ-линии передачи. Представляет собой отрезок коаксиальной линии или волновода с перемещающимся вдоль него индикатором, отмечающим узлы (пучности) электрического поля.

Устройство и принцип действия

Линия состоит из трёх основных узлов: отрезка передающей линии с продольной узкой щелью, зондовой головки и каретки с механизмом для перемещения зондовой головки вдоль линии. Зондовая головка представляет собой резонатор, возбуждаемый зондом — тонкой проволокой, погружённой через щель во внутреннюю полость волновода. Глубину погружения зонда в линии регулируют специальным винтом, расположенным сверху зондовой головки. Внутри резонатора помещён полупроводниковый детектор, связанный с индикаторным прибором. При перемещении зонда вдоль линии, внутри которой имеется электромагнитное поле, в зонде наводится электродвижущая сила, пропорциональная напряжённости поля в сечении расположения зонда. Эта э. д. с. возбуждает резонатор, создавая в нём электромагнитные колебания. Для уменьшения искажающего действия зонда на электромагнитное поле в линии и повышения чувствительности линии объёмный резонатор зондовой головки настраивают в резонанс с частотой электромагнитных колебаний.

Классификация

По типу используемого канала передачи электромагнитной волны измерительные линии бывают коаксиальные и волноводные.

Примеры коаксиальных линий: Р1-36, Р1-42, Р1-45
Примеры волноводных линий: Р1-21, Р1-30, Р1-32

Применение

С помощью измерительной линии исследуется распределение напряженности электромагнитного поля в тракте, из которого определяются коэффициент стоячей волны как отношение амплитуд волны в пучности и узле и фаза коэффициента отражения по смещению узла. Зная эти параметры, по круговой диаграмме полных сопротивлений можно найти полное сопротивление или другие, удобные для использования в конкретной задаче, величины. Измерения производятся с использованием измерительного генератора в качестве источника сигнала. Для отсчёта показаний используются, как правило, гальванометр или измеритель отношений напряжений. Измерительные линии применяются на частотах от сотен мегагерц до сотен гигагерц.

Кроме того, с помощью измерительной линии были выполнены наиболее точные измерения скорости света. Метод основан на независимом измерении длины волны $\lambda$ (путём измерения расстояния между пучностями стоячей волны, или количества волн, укладывающихся на определённом расстоянии) и частоты $\nu$ , и последующего расчёта в соответствии с равенством $c$ = $\lambda \nu$ .^[1]

Измерительная линия включается в тракт последовательно и должна вносить минимальное затухание и рассогласование.

Основные нормируемые характеристики

Диапазон частот
Собственный коэффициент стоячей волны
Сечение коаксиального тракта или волновода
Неравномерность связи зонда

Литература и документация

Литература

Справочник по радиоизмерительным приборам: В 3-х т.; Под ред. В. С. Насонова — М.:Сов. радио, 1979
Справочник по радиоэлектронным устройствам: В 2-х т.; Под ред. Д. П. Линде — М.: Энергия, 1978
Валитов Р. А. Радиотехнические измерения — М., 1963
Сазонов Д.М., Гридин А.М., Мишустин Б.А. Устройства СВЧ — М: Высш. школа, 1981

Нормативно-техническая документация

ГОСТ 11294-81 Линии измерительные. Технические требования. Методы испытаний
ГОСТ 8.351-79 ГСИ. Линии измерительные. Методы и средства поверки Архивная копия от 20 декабря 2009 на Wayback Machine
ОСТ4-0022-96 Линии измерительные. Общие технические требования и методы испытаний
ТУ 4-ГВ2.744.008ТУ-87 Линия измерительная волноводная Р1-31
ТУ 4-ГВ2.744.009ТУ-87 Линия измерительная волноводная Р1-30
ТУ 4-ГВ2.744.010ТУ-87 Линия измерительная волноводная Р1-29
ТУ 4-ГВ2.744.013ТУ-87 Линия измерительная волноводная Р1-28
ТУ 4-ГВ2.744.014ТУ-87 Линия измерительная волноводная Р1-27