Читать онлайн «Измерение разности фаз в СВЧ-диапазоне. Методические указания к выполнению специального лабораторного практикума ''Радиофизика и электроника''»

Министерство образования Российской Федерации РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Зеленчук П. А. , Орлов С. В. , Лерер А. М. , Нойкин Ю. М. , Нойкина Т. К. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению специального лабораторного практикума «Радиофизика и электроника» (специальность 013800, радиофизика и электроника) ЧастьXII ИЗМЕРЕНИЕ РАЗНОСТИ ФАЗ В СВЧ ДИАПАЗОНЕ Ростов-на-Дону 2004  Кафедра прикладной электродинамики и компьютерного моделирования Печатается по решению учебно-методической комиссии физического факультета и рекомендовано в качестве методических указаний для выполнения специального лабораторного практикума «Радиофизика и электроника» для студентов 3-го курса дневного отделения и 4-го курса вечернего отделения. Основание: Протокол № 16 от 18 марта 2003 г. Рецензенты: доцент Сидоренко Е. Н. (кафедра радиофизики), доцент Чеботарёв Г. Д. (кафедра квантовой радиофизики). Ответственный редактор – профессор кафедры прикладной электродинамики и компьютерного моделирования Зоргано Г. В. Авторы: Зеленчук Павел Анатольевич – студент, Лерер Александр Михайлович – профессор, Нойкин Ювеналий Михайлович – доцент, Нойкина Тамара Константиновна – доцент, Орлов Сергей Валентинович – доцент. Компьютерный набор и вёрстка: Зеленчук П. А.  3 Лабораторная работа № 12 ИЗМЕРЕНИЕ РАЗНОСТИ ФАЗ В СВЧ ДИАПАЗОНЕ Цель работы – изучить основные методы измерения разности фаз двух сигналов и научиться измерять сдвиг фаз в СВЧ диапазоне компенсацион- ным методом. Задание – переписать в рабочую тетрадь название и цель лабораторной работы, основные положения, формулы и рисунки, необходимые при ответе на контрольные вопросы. 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Фаза характеризует состояние гармонического колебания в рассмат- риваемый момент времени. Математически фазу определяют как аргумент синусоидальной или косинусоидальной функции. Так, например, в выра- жении переменного напряжения U(t)= Umcos(ωt+ψ) (1) фазой является весь аргумент косинусоидальной функции ϕ = ωt+ψ . (2) Из (2) следует, что фаза гармонического колебания является линейной функ- цией времени. Такое определение фазы позволяет ввести понятие о сдви- ге (разности) фаз колебаний с разными частотами. Действительно, пусть имеются два переменных напряжения: U1(t)=Um1cos(ω1t+ψ1) (3) U2(t)=Um2cos(ω2t+ψ2) (4) с круговыми частотами ω1 и ω2. Тогда фазы этих колебаний ϕ1 и ϕ2 со- ответственно равны:  4 ϕ1=ω1t+ψ1 (5) ϕ2=ω2t+ψ2 , (6) а разность фаз или, как ещё говорят, сдвиг фаз этих напряжений (колебаний) равен ϕ = ϕ1 - ϕ2 = (ψ1 - ψ2) + (ω1 - ω2)t . (7) Из выражения (5) следует, что сдвиг фаз является также линейной функцией времени.