Protokoll E105 - rolandkrueppel.de

4.2 Dämpfungen von Isolator und Zirkulator
Da wir im ersten Versuchsteil die Mikrometerschraube der Gunn-Diode geeicht haben, können
wir nun die Frequenz quasi dirket an ihr einstellen. Wir messen nun für alle Schaltungen
(G + I, G + Z, G + I + Z, G + I + Zsperr, G + Z + Isperr)die Ausgangsleistung im gewählten
Frequenzbereich. Für die Schaltung G + I übernehmen wir die Werte aus dem ersten Versuchsteil.
Wir regeln die Mikrometerschraube von 650 bis 1500 Skalenteile in Schritten von
50 Skt. durch und messen die Ausgangsleistungen mit dem Bolometer in Milliwatt. Bei jeder
Frequenz stellen wir gemäß dem ersten Versuchsteil die Spannungen an der Gunn-Diode so
ein, dass wir maximale Leistung erhalten.
4.2.1 Korrigierter Leistungsverlauf der Gunn-Diode
Um letztendlich das Dämpfungsverhalten von Isolator und Zirkulator angeben zu können,
müssen wir zuerst ausrechnen, welche Leistung direkt aus der Gunn-Diode kommt. Da die
Gunn-Diode immer mit einem Bauteil (Isolator oder Zirkulator) geschüzt werden muss,
können wir diese Leistung nicht messen. Wir können sie aber aus folgendem Verhältnis berechnen:
�
�
�
∆PG =
� � PG+Z
PG
PG+I
∆PG+I
PG+I+Z
= PG+Z
PG+I+Z
� 2
⇔ PG = PG+I · PG+Z
PG+I+Z
� � �
2
PG+I
+ ∆PG+Z +
PG+I+Z
PG+I · PG+Z
P 2 ∆PG+I+Z
G+I+Z
So erhalten wir nun den korrigierten Leistungsverlauf der Gunn-Diode, den wir auch für die
Berechnung der Dämpfungsverhalten benötigen (s. Abbildung 7). Wir erkennen deutlich ein
Maximum der Ausgangsleistung bei etwa 9, 3 GHz. Die Fehler bei den Leistungsmessungen,
die sich auf die letztendliche Leistung PG ausgewirkt haben, waren allesamt recht klein, da
beim Leistungsmessgerät ein Fehler von 0, 7 % angegeben war.
4.2.2 Durchgangsdämpfung des Isolators
Der Isolator dämpft die Leistung in Durchgangsrichtung gemäß
PG+I = D I(solator) · P G(unn−Diode)
Üblicherweise werden Verstärkungen oder Abschwächungen in Dezibel (dB) angegeben. da es
sich bei der Leistung um eine quadratische Funktion handelt, gilt
∆I = 10 ·
I = 10 · lg(DI)dB
= 10 · lg
� PG+I
PG
�
dB.
�
� �2 � �2 ∆PG+I
∆PG
+
PG+I · ln 10 PG · ln 10
Nun läßt sich die Dämpfung I des Isolators sehr einfach berechnen. Wenn wir die berechnete
Dämpfung wieder gegen die Frequenz auftragen, erhalten wir die Abbildung 8. Man sieht
deutlich, dass sich der Isolator in Durchgangsrichtung über einen weiten Frequenzbereich
15
� 2
(20)