Расположение крепежных отверстий во фланце относительно канала волновода контролируется с помощью шаблона (рис. 4.12), который базируется по окну волновода. При этом проходные калибр-пробки должны войти во все крепежные отверстия.

При контроле внешней геометрии волноводного элемента используются шаблоны (рис. 4.13) и макеты. Макет представляет собой отображение того блока, куда устанавливается данное волноводное устройство. Точность изготовления проверяют постановкой контролируемого устройства в макет.

В процессе производства кроме прямого контроля геометрических размеров волноводных устройств используется и косвенный. Он заключается в периодической проверке шаблонов, оправок, инструмента, с помощью которых изготовляется или собирается устройство. Особенно важна такая проверка при изготовлении скруток, двойных тройников, плавных переходов, гибридных колец и т. д., так как их контроль непосредственным путем невозможен.

Окончательно судить о годности или браке волноводного устройства позволяет электрический контроль его параметров.

Основную группу устройств СВЧ составляют оконечные и проходные устройства - аналоги двухполюсников и четырехполюсников. К ним относятся всевозможные отрезки линий передачи, фильтры, аттенюаторы, нагрузки и т. д.; Т-образные разветвители, двойные тройники и направленные ответвители относятся к проходным элементам со многими подводящими линиями. Величинами, характеризующими передачу энергии по элементам устройств СВЧ, являются комплексные коэффициенты отражения р= р е» и передачи т= т еч" . Они определяют относительные величины отраженной и проходящей волн соответственно.

Рис. 4.12. Шаблон для контроля расположения крепежных отверстий во фланце

Для описания свойств двухполюсника достаточно знать врлновое сопротивление линии передачи, на базе которой он построен (определяется геометрическими размерами), и комплексный коэффициент отражения от входа в рабочем диапазоне частот.

Большинство параметров, используемых в СВЧ для характеристики свойств двухполюсников и четырехполюсников, можно найти при известных комплексных

Рис. 4.13. Шаблон для контроля внешней геометрии волноводного тракта

коэффициентах отражения и передачи. Поэтому общим является измерение этих величин при электрическом контроле элементов устройств СВЧ.

Приборы, используемые для измерения комплексных коэффициентов передачи и отражения, можно разделить на три основных группы: неавтоматические, полуавтоматические и автоматические.

Неавтоматические приборы позволяют получать некоторые промежуточные данные и путем последующих расчетов требуемые значения, а полуавтоматические - непосредственно измеряемые значения, но перед каждым измерением они требуют специальной настройки.

Автоматические приборы не требуют специальной настройки, за исключением периодической калибровки.

Измерители параметров устройств СВЧ можно разделить на следующие группы:

I) использующие информацию электромагнитного поля в линии, т. е. измеряющие минимум и максимум поля и цх положение в линии относительно некоторой опорной плоскости (измерительная линия с перемещающимся или неподвижным зондом, поляризационный измеритель с вращающимся зондом, многозондовая линия и т. д.);

2) отношения амплитуд падающей и отраженной волн (рефлектометры);

3) сравнивающие измеряемую нагрузку с образцовой (мостовые приборы);

4) основанные на принципе переноса измерения с диапазона СВЧ в диапазон низких частот (например, на промежуточную частоту).

Аппаратура для измерения электрических параметров СВЧ устройств делится .на переносную, т. е. предназначенную для измерения в лабораторных, цеховых условиях и на полигонах; встроеннную, т. е. жестко закрепленную в системах контроля устройств; стационарную, используемую в лабораториях проверки и контроля.

Приборы для измерения параметров в устройствах с распределенными постоянными (группа Р) делятся на • четыре подгруппы: а) линии измерительные; б) измерители коэффициента стоячей волны и коэффициента отражения; в) измерители полных сопротивлений и прово-димостей; г) измерители затуханий.

Электрический контроль - основной вид контроля элементов высокочастотного тракта, дающий объективную характеристику функциональных параметров устройства.

§ 4.2. ИСПЫТАНИЯ ВОЛНОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ

Под испытаниями волиоводов понимается проверка устойчивости их эксплуатационных характеристик при воздействии механических (вибрации, линейные ускорения и удары) и климатических (температура, влажность, атмосферное давление, действие солнечных лучей и т. д.)

факторов. Поэтому испытания делятся на механические и климатические. Они необходимы для выявления ошибок при проектировании и изготовлении волноводных устройств, для определения и предотвращения причин отказов.

Механические испытания волноводных устройств служат для проверки их прочности. Их характер определяется условиями эксплуатации.

Проверку эксплуатационных характеристик устройства осуществляют в процессе механических испытаний и после них.

В табл. 4.1 приведены ориентировочные значения параметров механического воздействия на аппаратуру в процессе эксплуатации.

Таблица 4.1

Механические испытания предусматривают проверку устойчивости волноводного устройства к воздействию механических перегрузок. Под их воздействием возможно нарушение механической прочности волноводного устройства в местах пайки, самоотвинчивание гаек крепежных винтов, нарушение электрической и воздушной герметизации, отслаивание и растрескивание лакокрасочных покрытий.

При воздействии вибраций возможно совпадение собственной частоты колебаний устройства с частотой вибрации, что вызовет полное его разрушение.

Испытание на воздействие вибрации, проверка вибропрочности и виброустойчивости производятся на различных вибростендах. Наиболее простым является эксцентриковый вибростенд (рис. 4.14). При вращении эксцентрика развивается центробежная сила, под действием

Рис. 4.14. Схема эксцентрикового вибростеида

которой платформа совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. Это движение через систему пружин передается на платформу, к которой прикрепляется испытуемый узел. Частота вибрации регулируется изменением числа оборотов эксцентрика и не превышает 100 гц, амплитуда - изменением рабочей длины передаточных пружин.

Для получения более высоких частот вибрации используются центробежные вибростенды с неуравновешенными эксцентриками (рис. 4.15), которые вращаются с одинаковой скоростью в противоположные стороны. Вертикальные составляющие их центробежных сил вызывают колебание платформы в вертикальной плоскости. Амплитуда колебаний платформы может регулироваться смещением одного из эксцентриков вокруг оси относительно его начального положения. Частота колебаний меняется за счет изменения числа оборотов эксцент-" риковой пары и достигает 500 гц.

Для получения колебаний в диапазоне от десятков до тысяч герц используются электродинамические вибростенды, основой которых является постоянный магнит в зазоре, между его полюсными наконечниками расположена катушка, скрепленная с платформой.- При пропускании переменного тока через катушку в результате взаимодействия магнитных полей катушка приобретает возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости.

Ударные прочность и устойчивость аппаратуры проверяются на ударных стендах. Наиболее простым является эксцентриковый ударный стенд (рис. 4.16). Платформ ма Р с испытуемым узлом Q периодическп поднимается эксцентриком Э и падает на амортизаторы L. Платформа крепится на направляющих N. Перегрузка при ударе определяется высотой Н свободного падения и упругими свойствами амортизаторов.

Испытания на воздействие линейньус ускорений производятся на центрифугах. .

Климатические испытания предназначены для определения степени влияния окружающей среды,на эксплуатационные параметры волноводного устройства.

Под действием высокой и низкой температуры может происходить разрушение некоторых конструктивных материалов волноводного устройства или недопустимое

Рис. 4,15. Схема центробеж- Рис. 4.16. Схема эксцентри-

ного вибростенда: Q - не- кового ударного стенда

пытуемый узел; Р - платформа; L-демпфер; S - эксцентрики; ы - угловая скорость эксцентрика; F и F" - центробежные силы

изменение их эксплуатационных характеристик. Особенно это справедливо в. отношении диэлектриков.

На рис. 4.17, 4.18, 4.19 приведены кривые, характеризующие зависимость тангенса угла диэлектрических потерь н пробивной напряженности некоторых высокочастотных диэлектриков от температуры, а также зависимость е воздуха от температуры. Из графиков видно, что рассматриваемые параметры диэлектриков значительно изменяются с изменением температуры; это отражается на электрических характеристиках волноводных устройств, в которые они входят.