Meting van het reaktieve effekt van de verbinding van twee identieke rechthoekige golfpijpen met onderlinge translatie, vergeleken met het effekt van vensters in de golfpijp

(1)

AFDELING DER ELEKTROTECHNIEK

-7,

~'C

F P

711EC

I/f

T S C/iE CLC /r7/j/, ,/fc"y-.A//c/[

P/{tJF:Dr../r. /l./i,7/;, i j va,? TIf/,e/) Ir--"'=' . _..'h' -_. .= _::=-z;o.;.':--:-~-::-":'-:-:::)i

:: Studiebioliotheekj

! Elektrotechniek

i

t'_'~--.-_ ,_. '". ,', " ,"._.. ""

Meting van het reaktieve effekt van de verbinding van twee identieke rechthoekige golfpijpen met onderlinge translatie, vergeleken met het effekt van vensters in de golfpijp.

Door: D.~. Steinbusch

E.T.A. - 17 - 1967 September 1967

(2)

1. INHOUDSOPGAVE

1. Inhoudsopgave

---

2.

Samenvatting

3.

Inleiding

3.1.

Algemeen

3.2.

De mee tme thode

4.

Metingen en meetresultaten

4.1.

De meetopstelling

4.2.

Meetresultaten

4.3.

_{Nadere beschouwing van de meetresultaten}

5.

Konklusies 6. Bijlagen

(3)

2. SAMENVATTING

Uit theoretisch onderzoek is gebleken dat het reaktieve effekt van de verbinding van twee identieke rechthoekige golfpijpen met onderlinge translatie groter is dan het reaktieve effekt van asymmetrische en -voor voldoende kleine waarden van de verschuivingsparameter - zelfa van dat van symmetrische vensters in de golfpijp. Met behulp van de methode van Deschamps· is de reflektiekoefficient gemeten van een

aantal symmetrische en asymmetrische induktieve en kapacitieve vensters. De gevonden waarden zijn vergeleken met de eveneens gemeten waarden van het effekt van kapacitieve tranalatie. De metingen bevestigen de theorie.

(4)

3.

INLEIDING

Golfpijpen en andere microgolfkomponenten worden gewoonlijk aan elkaar bevestigd door middel van flensverbindingen. Vaak laten dergelijke flenzende mogelijkheid open tot foutieve verbindingen. In bijlage 1 is een schematische voorstelling hiervan gegeven.

De theorie [1] vergelijkt het effekt van kapacitieve en induktieve translatie met het effekt van vensters in de golfpijp. De bijlagen 2* en 3 geven een aantal resultaten van deze theorie.

In het algemeen is het mogelijk een diskontinuiteit in een golfpijp te beschrijven in termen van de verstrooiingsmatrix S Van een tweepoort. Indien de diskontinuiteit verliesvrij is, is het netwerk bepaald

door de reflektiekoefficient 8_{11 •} De ekwivalente relatieve admittantie is dan Van de vorm y

=

1 + jb.

Met behulp van de meetmethode van Deschamps is het mogelijk 8" of b met de Smithkaart grafisch te bepalen. Voor de details van deze methode verwijzen we naar (2) en [3]

*

De grafieken zijn overgenomen uit [ 1 ]. De grafiek voor het symme-trische induktieve venster is echter gewijzigd. De term

4

in formule 47 uit [1 Jmoe t' zijn K2

4.

(5)

4.

METINGEN en MEETRESULTATEN o I<lys~ran vuclins fl"tkW'ln~it

stala,

l,

SAtO,.

De meetopstelling was ala schematisch aangegeven in bovenstaande fi-guur. Voor de betekenis der symbolen zie [4J • Bijlagen 4, 5 en 6 ge-ven reapectievelijk een totaal-overzicht en enige details van de op-stelling.

4.2. Meetresultaten

---De staandegolfverhouding 6 bleek in aIle gevallen zo groot, dat een

gemiddelde waarde van s

=

75

voor aIle punten kan worden aangenomen. Dit betekent dat de punten ~ ,~ ••••• ~ in de Smithkaart liggen op een cirkel met straal 0,975.

All6 meetgegevens zijn vermeld ~n de bijlagen 7. tim 7e. Bijlagen

8

en 9 geven een voorbeeld van de grafische konstruktie van S'1 op een gewone Smithkaart en een op vergrote.schaal.

(6)

Voor nog kleinere waarden van 5'1 moet het snijpunt van de lijnen bepaald worden met behulp van een analytische methode.

l - -=~~-=:=:::-""'===_---..,(J.

1'.

Aangezien de plaats van Po en P~ nauwkeurig bekend is, is het snij-punt S,,1 met de cirkel "reele deel admittantie = 1" nauwkeurig te bepalen. De op deze wijze bepaalde waarden van b uit Po en P~ wordt aangegeven me t bo~ •

Aangezien 05,1' klein is mag S11 halverwege OS11' aangenomen worden.

De plaats van he~ minimum is te bepalen op 0,01 m.m o nauwkeurigo Dit komt overeen met een onnauwkeurigheid van 0,180 in de positie van P langs de omtrek. Veor b betekent dit een absolute fout van 0,0019 tot 0,0025.

Het is mogelijk dat in het systeem aanwezige reflekties de meting ver-storeno Om deze te bepalen deen we een meting in het systeem nadat het· meetobject verwijderd iaG Met de gevonden reaktieve waarde moet bij de andere meetresultaten gekorrigeerd worden.

50 KONKLU S lES

Met behulp van de gebruikte meetmethode is het mogelijk reflekties te meten tot een benedengrens van

Ibl

=

0,005. Door vele metingen te ver-richten kan men nog iets lager komen.

Het effekt van translatie blijkt bij kleine waarden van de verschuivinga-parameter te gaan overheersen boven het effekt van het symmetrische

venster.

(7)

6.

LIJST VAN BIJLAGEN 1. Golfpijpverbindingen en venstera. 2. Induktief effekt.

3.

Kapacitief effekt.

4.

Overzicht meetopstelling.

5.

Detail meetopstelling. 6. Detail meetopstelling.

7.

a, b, c, d, e. Meetgegevens en resultaten.

8.

Smithkaart-konstruktie.

(8)

Q. 0L

f

rJLr

ve

t"

b

ih

cl

i

n

jL-e_"

e_n

v_e_n_~_~_t_"_5_

"'""---,,~--'l,

•.

I

~

III, "'. 'J.8' .... dOO~lhfde ,oLfp~~

roo

0"1

,...• '-,

---

_:r

~

i.."rJ.""cb·cf

vu,s~t9"

"r

I ClISY"''''Ct-t''llC''

r

UW

1 ~ kof.<i~;<1 V~.l~"

t1.sy'"

.«.trl"'~

~

(} r ,·r I S'f~"'« ~

risch

C::::::J.;

(9)

.

5 I11rne.hiH.he

e

ed

va.n

B

ij

L

II

3_

e_ _

2._

cl'"Cll'IsLcdie.

_e.n

_a. ₅ _m

_mel:

_r

_i,Sc

_{~ e..} _ve.n.s~ers

•

_ T

" ',DIO II,DZo "oJO D,040 lJ,oro

o _{r",:,-'$-~_~::::!:::=-'"""~~-t-~~~...:...r~~-.---t-=--'-""----j}

• _,

•

_\

,

\ \ \

,

• _,

b

\

i.n

rJ.;

\tro. ..~L.

ill}'.

\ \ \

- 7

• G.lD -o,os

-0.»

1L

_.

(10)

"'~

O/OJ o. e~

I,"

Hl~ Ka.eQ.ci~jeve

efJec.t

~ ~

c

ie.,

a.

s

Y

ttl ,..,

e

t

r

ISC.

h

e.

en

/2

10l·~h. :::: jbc'Cl<cwoCil : } ' .c.th.

IC.t,.

L.ti&

va

n

9 at

f~

e

t

r

a.

n

s-5

y

m

ttl£

~

r

i

s

c.

~

eve

t1S

~

e r

s.

(11)

b

I)

L

a.

CI

e.

It

_ ..,,~,,_.__ .' __. -1-____ ----_

(12)

'-'J

~~'1"" J ---_.,._-- ._._._-~

-_e-=-

t

Q.lt

~

e.

e

~

0

pJC

t L

L

n

J

. i

: :,

.~r;I1.G~N'

_

·f·

~ ";:!.1"'~<<<W<'<' " '~" _,.w%M,"~h.' " .1... .v'h~"'4W#17k;H.( ~ " ~ ,?~<4~~~;;i,

..

I'. !\

(13)

{)jJLtt5

e.

6 ..D

e

t

(U

L

m e.et

opsl-eLLi.

n9

(14)

p.

Z!Mi ..

o

t,liq

1t'9~ 7.4~

'1,'1 IZ,i(D '4,11 (".6

t + j ;

-Il','.

'1v'

'1

4,00 11(1.I 14J,

l'

Ilt1"

111.i'~

IJ!.3S

11',1

1-(J,ol.( t,l'( b.1.3

9'''1

11,Of( ''t.'Oo 1$,7'

'1,/'J

6,J't(

b,lJS'

IJ.Jl'

ooO,lJ'

l~

1

t

m,gf qZ,lD

Ill,ltl/fIt,IJ ZU,JJ $11,flJ

"4r~

f'

'i'

,s3

'1't,Zl l?f,Il.

'7",8

141

.111

"~t1'( "~1' "g,,~

'I',n

~,(JS'

1,6'1 S;S'1

4.'1.1'

1D,16 IJ,II

"''1

6 '1,sl

~,'f( ~/jl

(J,,6

il,q1oliLI'/

tD/,IIS I5'OJ IQ4.IUJ4.10Ul,fZIJ,481

2 1M ,'" _Il',

_'u

_/14I.'f

_111','IJ

_'1"u

"1,1'

"",u

.

_1141'1

_"1,9

_z

~

~ ~ ~

..

~

I:)

...-'1

I

_,h.

_11,001'

_t,n

_!',/O

_7.

_~l

_10.

_'I

_11,~1

_Ilt,1/

_q,}o

_{~~ ~}

_qOf'

_~DS"J

6;;

q,D~O

"1,,.

qZ.H d4'ff 11't,S'y

tt4," 11,

,6J

J/~91

0,''11

z ...".

Il','t

'1~

'I

'7It,.,

'1',11

IU.II 111,1'0

Ill."

"~St

"I."

(15)

A'l#!It,

'0

~

.... f

1I

P

t

Pl

Pit

~

p,

_P1

/,

'1~,1$

Po

P,

,

...

z

_16~, _1~,IflJ'

_u.,,,

_It,JlS- _l411,

1"IJI

"."~

1'f.tlS

knt

6.Z"otlo 0 _1.I(1r

_4'.,1"

_l·'tu

_(),_f#~ _11,11J'_11,;1;'_'l.JU

Z ....i .. 129,10 ISI,9' I~f,,'t "3,u

_'''',I'

11(1.,,,

_''tI(,'1

,,,I,

1~ A'2"",." ~~~. 1,')

_J;"

_{g'~l II,IJJ} _{IJ, "} _If,

_''I

'" 6, 0,19J' 1,/1

-"", l'

',~(' fl,I(1'

''',''

,1't"9 tI',I(1 _1S1,1' II",."Jt~/r ~ .2f!Wl,l .. /29.lt /11.1'1

ltv,

IJ1.16

_IJ1o$'

'1(1,11. _{'''~,~J ''f~,~} AZ ...i .. 0,I~ 1,6,

.&'

~"

1,'1

I"

/1

'J"l

If,ll

'lo

[1

0,111

0,12

..o.r~

P

_{I,Bi 1fJ.1°}

~.~o

_'ltq.

26 1~.r,62. J370b _Z7M~ _~'8,fl

Z ""i..

"4,11

(}I,H

IJUS IJ6,,~

"9,11

,,,,,1,

_1""'11 _l'fUt

~21O\i... ~/J _I,

'1

_$,"

7.'1

",ll 11,l(f IS;,f,

'''''1

I,oil I.,if

.. a,r-~

P

i,)~·

_Wl,61

_'lit.!?

₁₃₉₀₃₀ _{/8r, 61} _1.2~J¥

qVD

~/H7

Z __

II _1l9,k,

W,11

{Jil.,'

_'J~,ll

IJ1,t,

_''I',

_if' 11f",." 1,,~,lo

/.)2 ...·.. _0,

_'f

1,6t _~oJ

"'1

16,,6

'/,ro

lit,

'it

Il,ltl _~I"J _',(Jill

..

(16)

b

Allen,

16

₁₁

b

tq,~JS

l/,1/

z~

,liS

t'.8'

Z~,JJj

JI,81 lit.lll'

A,

I

1 o

i1

jiA, ~"l.

,.

tl,

A2

_...

.

", 0,") 3,U"

7,"

11,2' lJ,1f6

If..,

(~'f"

Il,';

~.rJ'

r9,.'

Ij9,~" 1~'r.l"~".lc

ll',lfJ

t~4'A 1lf,,.fl

0,ti

J

2,IJ 50

,it

t1."

,,-['6

15,

61

15',.~

'1,

6)

','If"

SlitS"

ID109,

'&1.01

t,o,"

Z~J,II tilt."

1l11,j1

124,1, 1)',11 1~.e,S 1S],'1 13,,16

1't

'

.t

8

''tIt,Jo

'y("

0l/~ l,l] S,l' 7,~1 ID,yl 11,B) 1S;lr'l,S'1

.c

f,rr ~I,rt ,;;"

'ltJ,11

II"JI' m.~) Z11,~J III,JJ

..

(17)

, r

I

Zrcf

~&

'P,

Pz

?J

1?~

~

P, P

_f

Zkort 16.

9

1

11.13 LI,ar

Zi{,Jt6

z'.I,

zq,q

_~'1'f _)"1,1

_I

J

A 1KDrt 0

7,H

_~,9~ ].~16

_'},'9

_/1,36 _''1,11 _R,loj

Z \lOot .. Il~.1J' I~I,S; _IH,

_l'

IJS,IJ 118,1' _I~',

_l

'

I~~S", IHJJ

b7.. . _111,'0 _0,_If _l,ttf ~,61

6,7J

_9,fJl

If, 61 /(1,(/'

'7,/1

""'"

~QJl~~

•

_~~,6o

d'J,gl It't,DJ l

It,J'

161,H JIMI +Z,13 _ll~s1.

. Z kl1...t

_'b"r

_14.4"

ll.a,'

_l.,~"l _lUl6 _19,t,.,_{J/d6J JI,.lJ}_I

T

6

'1~4

'1J;g,

'1e.~t

l,po",

(lj.~1 1r!4tJ b.;~~

b.

_f,.,,,,

1(,,(

7,27

Q,7°

(1,19

''t,,'

'l,lt

b.

Q,D66 -D,1141

11:q~

89,'4 IJ1,Sl '1~dl UI.iD"g.Il( ~'6,

til

b,-o.~

"a,'I

'1,,~I

m,1"

'1

6,

'it

111,

s

9 lOlA

,NJ,S'6

,14,

II

~;'Q,'"

1&,:·,\oU

0,/3 1,[9

~",

7-'f

1

'1,'1

Il,J,,' 11(,1'(

17"9

~l;'O.~

",

()~l' -O,OI~

,1,J1'

H,ll

q0,16

11S;U

/1"1'

21"'J

qVD

1/~11 ~'"

o,,~ 1,$1 f,o,

f,rs'

't~/f

91"9

If:-,'/1

l,f2

9",

If''ll)

''f,II '1,

If0

J~":"i

_{D,(J11.JJ,ogg}

10::-Ill.o?

"'4~6 ll~'J l1',IJ

lq",

-O,off

11'20

'l',U

']410 11~r' ,/(oJ "~sJ II~IJI •.•

• O":4,'H

2,ItI

't,9¥

l,U

9,

It

It,JI

'It,ID

'l.

1,

":",cli,l ()

'1''''0#

l(~I#S' ,,,,.II'ft,nl'1f.u1

''''.JI.r

1~.111.Itr,Ir, ~.

(18)

129,11

A

_1,~~,Sl'...

Zrf'

P. P,

P

a

P

J

Pit

Ps

P,

('

1

1:

b

zl<orl 1'.~O 1~,311 f'.8~~ 2~.JI~ 1.6.1

'J

t"I1~ J/,III ~y,/~J

() (>

AZ",,.t 0 _l.~l" _'t,W8

_7,'f

_'ft

_,,"ff

_1%,31"1

_I~,IJI _'l,loJ

..

Z ",I' ..

u,.u

_IJ/.~' /H,II "(Of

_°7,1/

"'It " 1~/,ll I,,'."

,t)Z. . _',08 _1.z6

_~"l

s: ,.

" 1

6

I',

't

J Il,r/' If.D I _{", I}_JI _·O.~Z

""III

-M~

P

+1,21" _.'t

'•'If "7~,l/' "1.'f' (VY." 11,. " 1'11,11

3',,1.

. Z. ""i~ IIU~ III.6s _W.,] _{1/6, I'} Ill.$~ _I~~/' ''1ft.

I,

1~6,'t(

~"l.to\i" b,I~ 2,,, "

""Il

" 0'1

~11(1 Ii,

"+'

'S;!V 'l,JiI 0,1/66 -r-o,fIfb"

•

a.r~.

P

_'t

_J•6_'1

_i1.1

f 111.16 _/fl.!' llg."

at'.f"

JI't·n

2.~I" 11" " /JI,l' lIt" l16,rJ 'l'.iY ''t~TJ" II(J,fl I~~n"

AZ"'.~ -~o6

1.q

"·'1

7.

J8 _'I._~1 It.",

_'V;

I/'yD D,l1Jr-11,leU

-aO"~

fJ

-I,ll'· _1(6.1,

_9','1

1 IJ".IS Ij~,," 2lJ,0/y glf.~J/o,ll

Z t!'Ili" d9,lo IJI,~S Ill(,It II'.It IJ1·lIt ''(1,11 litl

,?,

'y/.b"

A'Z ~;I:'l IJ,

"r

l,rD 1,'16

7,["1

9,fD It,'1" 1'f,It '7,ltD tJ.OIf f-o,IlOl,S

(19)

Bli

L4.QL ~

ll,ME _T~lLE _" _V _{DWG. NO.}

; t l l ' l Q (t"Vl _\ \ j WI Yn e~ ri~'_ ~1 (J .,fl \ 1- 0 ,~

CHART FORM756-N GENERAI:I RADIO COMPANY WEST CONCORD DATE

11TH MASSACHUSETTS

'J':

0

ov

'lfJ,o:!s-6.

~ 0is"

Copyri,hr: 1949 by K.y Electric Co., Pine Brook, New Jersey CENTER

I

0.12 0." 0.3B o.,n

IMPEDANCE: OR ADMITIANCE COORDINATES

EI.c/",.iu'Vol. 17. No.1, PP. 130-133, Jl8-3n.J'.'19«

~I'O

L~-O

I ₀ 0 0 "l _! _! ~ _':! RAOIALLY SCALED PARAMETERS;; _~ _i!l ~ ... 8 II

8 2 1 ...

_•

...

..

" 0

TOWARD GtNERATOA---' ___ ",",,lAD LOAD II i3 _{~ ~} II 5 ₃ _~ _~ _~

~ g 0 Q 0 ~ ~ tI p _iii P

..

b g

..

t w 8~ ~ ~ 01

..

• _"

0 b 0 8 c; cl 2 Q 0 _:il 0 _~

..

_~

'"

e

~ b '" l;;

.

tv

..

4 0;

..

l>

(20)

AME

MITH CHARTrORM5301-7561-NE

NO. GC 1951C

DWG. NO. DATE

, .. (),OJS

IMPEDANCE OR ADMlnANCE COORDINATES

,=

1,00 -

J

0111.

b::: -

0/ OJ.!

RADIALLY SCALED PARAMETERS

~ ₃ § 0

..

§

..

.. ..

D § ₂

..

_~

..

_a N

..

., l

~ ~ 9 ~ 9 9

_•

..

N ;;; ;;.

..

0 N P(

u r

2 ~ <

TO.A~O G[H£RAT~- _ TOWA~O LOAO

a

s

i

..

! ...

..

_~ i:;; ~

..

N _ill _l

..

0

..

"!

..

S ~ ;; ii :0 ;;

..

•

;;; ,ID

_•

.;

..

01

..

..:

..

0

..

~ . 0 · 0 _::l

..

₈₈ _!! ~ 2 i

a

~

..

;II _l ~ ~

-

..

... ~;::

..

- N 0 ? .'"0: _CENTER

(21)

7.

LITERATUURLIJST

1. Scharten, Th.,

llHet reaktieve effekt van de verbinding van twee identiekerecht-hoekige golfpijpen met onderlinge translatie."

Afdeling der Elektrotechniek, T.H.Eindhoven. Rapport ETA - 7 - 1967, april 1967.

2. Storer, J.E., Sheingold, L.S. and Stein S.,

"A simple graphical analysis of a two-port wave-guide Junction". Proc. I.R.E., augustus 1953.

3.

Ginzton, E.L.,

Microwave measurements.

Mac Graw-Hill Book Company INC 1957. (Chapper 6.5)

40

Nederlands Normalisatie Instituut. Nederlands elektrotechnisch Comite.