способ измерения параметров волновода
Классы МПК: | G01R27/06 для измерения коэффициентов отражения; для измерения коэффициента стоячих волн |
Автор(ы): | Кондрашихин Андрей Борисович[UA], Кондрашихина Оксана Александровна[UA], Глаголев Борис Семенович[UA] |
Патентообладатель(и): | Кондрашихин Андрей Борисович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-03-19 публикация патента:
30.10.1994 |
Использование: радиоизмерительная техника. Сущность изобретения: перемещают неоднородности в направлении нормали к стенке волновода в момент полной компенсации отраженных сигналов, дополнительно производят периодическое возмущение поля волновода одной из неоднородностей и анализируют спектр отраженного сигнала, а затухание определяют пропорционально отношению разности расстояний от неоднородностей до стенки волновода к расстоянию между неоднородностями. Способ позволяет определить затухание в волноводе. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОЛНОВОДА, заключающийся в возмущении поля волновода двумя неоднородностями, расположенными за пределами волновода вдоль его оси, и продольном перемещении неоднородностей до получения минимального отраженного сигнала, отличающийся тем, что, с целью определения затухания в диэлектрических и металлодиэлектрических волноводах, дополнительно перемещают неоднородности в направлении нормали к стенке волновода до полной компенсации отраженного сигнала, измеряют расстояния x1 и x2 соответственно от первой и второй неоднородностей до стенки волновода и расстоние L между неоднородностями, далее производит периодическое возмущение поля одной из неоднородностей путем периодического перемещения с амплитудой xm в направлении нормали к стенке волновода, измеряют отношение N амплитуд первой и второй гармоник отраженного сигнала, а затухание волновода опеределяют по формуле![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022004/945.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-11t.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022015/183.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-12t.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Известны способы определения параметров линии передачи [1]. Недостатком этих способов является необходимость внедрения зондов в объем линии передачи, что увеличивает погрешность при реализации на диэлектрических или металлодиэлектрических волноводах. Наиболее близким к предложенному является способ определения параметров линии передачи путем возмущения поля волновода парой неоднородностей, размещенных за пределами волновода вдоль его оси, и продольного перемещения неоднородностей до получения минимального отраженного сигнала, реализованный в работе устройства для измерения длины волны в линии передачи [2]. Недостатком этого способа является невозможность определения затухания. Цель изобретения - обеспечение возможности определения затухания в диэлектрических и металлодиэлектрических волноводах. Это достигается тем, что дополнительно перемещают неоднородности в направлении нормали к стенке волновода до полной компенсации отраженного сигнала, измеряют расстояния Х1 и Х2 от первой и второй неоднородностей до стенки волновода соответственно и расстояние L между неоднородностями, далее производят периодическое возмущение поля одной из неоднородностей путем периодического перемещения с амплитудой Хm в направлении нормали к стенке волновода, измеряют отношение N амплитуд первой и второй гармоник отраженного сигнала, а затухание волновода определяют по формуле![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022004/945.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283t.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022015/183.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-2t.gif)
По сравнению с известным предлагаемый способ проявляет новые технические свойства, заключающиеся в возможности определения затухания путем возмущения поля волновода в поперечной плоскости. Эти свойства являются новыми, так как в прототипе в силу присущих ему недостатков, заключающихся в осуществлении операции перемещения неоднородностей только вдоль линии передачи, невозможно определить затухание, и являются существенными. На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для осуществления предложенного способа. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, направленный ответвитель отраженной волны 2, отрезок исследуемого Н-образного металлодиэлектрического волновода 3 с первым емкостным зондом 4, имеющим возможность перемещения вдоль оси волновода 3, и вторым зондом 5, закрепленным на диафрагме источника виброколебаний 6 и имеющим возможность перемещения по нормали к стенке волновода, присоединенной к выходу вторичного канала ответвителя 2, детектор 7, полосовые фильтры 8 и 9, настроенные соответственно на частоты первой и второй гармоник, измеритель отношений 10, к входам которого присоединены выходы полосовых фильтров 8 и 9, индикатор 11, при этом к выходу детектора 7 присоединены входы индикатора 11 и фильтров 8 и 9. Способ осуществляют следующим образом. Сигнал от генератора 1 через направленный ответвитель 2 попадает в отрезок металлодиэлектрического волновода 3, где претерпевает отражение от плоскостей размещения первого и второго зондов 4 и 5. Сигнал на детекторе 7 при условии идеальной направленности ответвителя 2 может быть найден методом ориентированных графов и после подстройки зондов вдоль волновода по минимуму отраженного сигнала имеет вид
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-3t.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-4t.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-5t.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-6t.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-7t.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022004/945.gif)
L - расстояние между зондами 4 и 5;
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-8t.gif)
Еyа - напряженность поля на стенке волновода 3, а также емкостной характер зондов 4 и 5 и идентичность их конструктивной реализации, сигнал на детекторе 6 можно записать как
Еg=k "/e -PoX1 - e -2
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022004/945.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022004/945.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-9t.gif)
При включении управляющего напряжения источника виброколебаний 6 второй зонд 5 совершает периодические перемещения вдоль нормали к стенке волновода 3 по закону Х(t)=Х2+Хmcos
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022015/955.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022001/946.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022001/946.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022001/946.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022026/961.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022026/961.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022026/961.gif)
![способ измерения параметров волновода, патент № 2022283](/images/patents/451/2022283/2022283-10t.gif)
Класс G01R27/06 для измерения коэффициентов отражения; для измерения коэффициента стоячих волн