Устройство для измерения элементов матрицы рассеяния волноводного четырехполюсника

 

Изобретение относится к технике СВЧ-измерения. Цель изобретения - расширение класса исследуеьвлх волноводных четырехполюсников (ВЧП) за счет обеспечения измерения эл-тов матрицы рассеяния ВЧП с любым типом распространяющихся волн. Устр-во содержит однородные волноводы 1 и 5, It ГП 5 -40 исследуемый ВЧП 2, закорачивающие поршни (ЗП) 3 и 11, указатели 4, 12 и 15 положения, высокочастотный г-р 6, частотомер 7, индикатор 8, эл-т связи 9, зонд 10 и узел перемещения 14 возмущающего тела 13. С помощью перемещения ЗП 11 обеспечивается резонанс на заданной частоте, после чего производятся измерения модуля и фазы коэффициента отражения. Затем аналогичные измерения осуществляются после перемещения ЗП 3. Полученные значения модуля и фазы коэффициента отражения наносятся на круговую диаграмму сопротивлений и с помощью геометрических построений определяются эл-ты матрицы рассеяния ВЧП 2. Если ВЧП 2 це имеет потерь, то достаточно снять зависимость положения ЗП 11 от положения ЗП 3, из которой определяются эл-ты матрицы рассеяния. Цель достигается введением ЗП 11, снабженного указателем 15. 1 ил. г kn со 4 О сл 00

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 С 0

О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTP51 (46) l 5,02.90. Бюл, Ф 6 (21) 3941031/24-09 (22) 06.08.85 (71) Московский инженерно-физический институт (72) В.И.Каминский и Ю.М.Цуткин (53) 621 ° 317.328(088.8) (56) Милованов P.Ñ., Собенин H .Ï.

Техника сверхвысоких частот. M.:

Атомиэдат, 1980, с. 427.

Вальднер О.А. и др. Справочник по диафрагмированным волноводам. М.:

Атомиэдат, 1977, с. 342. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕМЕН ТОВ МАТРИЦЫ РАССЕЯНИЯ ВОЛНОВОДНОГО

ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА (57) Изобретение относится к технике

СВЧ-измерения. Цель иэобретения— расширение класса исследуемых волноводных четырехполюсников (ВЧП) за счет обеспечения измерения эл-тов матрицы рассеяния ВЧП с любым типом распространяющихся волн. Устр-во содержит однородные волноводы 1 н 5, исследуемый ВЧП 2, закорачивающие поршни (ЗП) 3 и 11, указатели 4, 12 и 15 положения, высокочастотный r-p

6, частотомер 7, индикатор 8, эл-т связи 9, зонд 10 и узел перемещения

14 возмущающего тела 13 ° С помощью перемещения ЗП 1 1 обеспечивается резонанс на заданной частоте, после чего производятся измерения модуля и фазы коэффициента отражения. Затем аналогичные измерения осуществляются после перемещения ЗП 3. Полученные

Ф значения модуля и фазы коэффициента отражения наносятся на круговую диаграмму сопротивлений и с помощью геометрических построений определяются ф эл-ты матрицы рассеяния ВЧП 2. Если

ВЧП 2 не имеет потерь, то достаточно снять зависимость положения ЗП 11 от положения ЗП 3, из которой определяются эл-ты матрицы рассеяния. Цель достигается введением 311 11, снабжен:з ного указателем 15. 1 ил.

Изобре г»111е - т»о<»тел к технике

СВЧ-lt 1мере»1 л и может использоваться для характеристик trnrttlortnrrtrtlx четырехнолюеннк(в, напрэ 1ер узлов и

ЭЭ1»МЕ»тО11 ;ЕК1ЭР»тЕЭЕ11 ЭаР11жЕ»»ЫХ. ЧаС— тнц.

Цель изобретения — расшире»не класса иселедуемьэх anrrtrn«ocr»t tx четырех»плюс»иков эа счет обесне эения измерения элеьэе»тов матрэ»1ы расс . лния вол»овод»ых четырехпоэ1ю<.»»wort с любым типом раснростр»11»ющихся ээол».

Па чертеже ttp»rtefretra структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство длл пэмерс»11я:. ментов

1атр»цы рассея»11л вол»овод»огг четыехнолюс»1 :а содержит перв,и од»нрод»ь1й llollrto«o;f 1, исследуе;л эй вол»оводный четырехнолюс»ик 2, »ервый закорачивающий поршень 3, первый указатель

4 положе11»л, второй од»ород»ый волно«од 5, высокочастотный генератор 6, частотомер 7, индикатор 8, элемент 9 связи, зонд 10, в1орой эакорачивающий поршень 11 второй указатель 12 положения, возмущающее тело 13, узел 14 неремещеннл возмущающего тела 13,. rpeztrrr указа гель .5 положе»ия.

Устройэство работает следующим образом.

В11соко<1аст эт»ый генератор 6 с помощью частотомера 7 »астра»«ается на рабочую час тоту, при 1 ет >рой1 должны быть онределе»ы э11ем », ч матрицы рассел»ня. Исследуеэа 1й 1 ол»оводный четырехполюс»ик ?, первый 1 и второй

5 однородные вол»оводы н первый 3 и второй 11 элкорачивающ11е порш»и образуют объемный резо»агор, которьй

rIoдклю fell к высокочастот»о:.1у ге»ератору 6 и л»дик;.то1эу 8 через элемент

9 свлзи, при «11«еле»»и возмущающего тела 13 объем ttfrt резон ITop возбуждается от выеокоэастотного генератора 6 на рабочей частоте. Длл этого фиксируетсл исход»ое положе»че поршня 3 и с помощью »ерсмеще»ил зонда 10 досэllгае сл максимум показа»ий на индикаторе 8, что соответствует реэо»ансу на рабо ей частоте, Кроме того, »астройка элемопта 9 связи с высокочастотным ге»ератором 6 обеспечивает возбуждение: реэо»атора на зада»»ом типе колеба»ийэ. С помощьк> первого 4 и второго 12 указателей положе»trÿ, определлетсл положение лори»1ей. Затем

»а входе вол»ово 111ого 1еть г ехполюе-440 58 2 ника 2 измеряется коэффиц11ент отражения. Это делается с помощью иэмерения распределения поля во втором од»ородном «ол»оводе 5 методом реэо5

»ансных воэмуще»ий. В соотвес твин с теоремой резонансных возмущений резонанс»ая частота изме»яется пропорцио»аль»о квадрату »апряженности поля в месте расположения возмущающего тела

af -a>F. + b„H

f W э где f — резонанс»ая частота объемного резонатора беэ возмущающего тела: Ы вЂ” сдвиг резона»спой частоты, вносимый возмущающим телом; Е, На11плитуды электрического и магнитного полей в месте расположения возмущающего тела; И вЂ” полная электромагнит 11 »ая энергия, запасенная в объемном резонаторе.

При соответствующем выборе возмущающего тела 13 можно обеспечить условие а = 0 либо Ь 0 т.е. иэме-, 1 1

1 рение амплитуды только электрического, либо только магнитного поля, и его распределение снимается по сдвигу резонансной частоты резонатора. В объемном резонаторе при перемещении

30 возмущающего тела 13 на входе волноводного четырехполюсника 2 устанавливается стоячая волна с периодом, равным половине длины волны в ьолноводе

5 на заданном типе колебаний. При

З5 этом отношение максимума к минимуму в стоячей волне равно коэффициенту стоячей волны Р от входа волноводного четь1рехполюсника 2 с учетом отражений, вносимых поршнем 3. Измерив

tr0 распределение поля вдоль волновода 5 методом резонансных возмущений, определяют максимальный Й, и минимальный М„„„ сдвиги резонансной частоты, которые соответствуют макси-.

<5 муму и ми»»муму стоячей волны. С учетом (1) получаем

З

Р

hf иамс ч- — —— (2) мин

Иэ выражения (2) определяется модуль коэффициента отражения на входе волноводного четырехполюсника 21Г„!, а фаза фиксируется с помощью положения возмущающего тела 13. 11осле про55 ведения измерений при исходном положении закорачивающего поршня 3 он передвигается на Л,/8 (Л, — длина вол»hl в вол»оводе 1) а с помощью перемещения поршня 11 вновь обеспечиваСоставитель P Кузнецова

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши.Редактор Т,Зубкова

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 50) . Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул . Проектная, 4

3 13 ется резонанс на заданной частоте.

После этого вновь проводятся измерения модуля и фазы коэффициента отражения. Затем аналогичные измерения осуществляются после перемещения закорачивающего поршня 3 на 2М;/8, 3 4 /8, Д /2 от исходного положения.

Полученные значения модуля и фазы коэффициента отражения наносятся на .круговую диаграмму сопротивлений и с помощью геометрических построений оп ределяются элементы матрицы рассеяния четырехполюсника S,,S, S<

Если исследуемый волноводный четырех полюсник 2 не имеет потерь, то доста1точно снять зависимость положения второго поршня 11 от положения первого поршня 3 (метод S-кривоф), иэ которой определяются элементы матрицы рассеяния. формула изобретения

Устройство для измерения элементов матрицы рассеяния волноводного четырехполюсника, включающее первый однородный волновод, второй однородный волновод, в котором размещен первый

44058

4 эакорачинаюший поршень, снабженный первым указателем положения, элемент связи, соединенный с вьк.окочастотным

5 генератором и частотомером последоФ вательно соединенные зонд, детектор и возмущающее тело, узел перемещения возмущающего тела, снабженный вторым указателем положения, причем выход первого однородного волновода и вход второго однородного волновода являются соответственно выходом и входом для подсоедичеьия входа и выхода исследуемого волноводного четырехполюсника, отличающее с я тем, то, с целью расширения класса исследуемых волноводных четырехполюсников эа счет обеспечения измерения элементов матрицы рассеяния волноводных четырехполюсников с любым типом распространяющихся волн, в первом однородном волноводе раэмещея второй за- корачивающий поршень, снабженный третьим указателем положения, а зле

Z5 мент связи и зонд размещены во втором эакорачивающем поршне, при этом возмущающее тело установлено с воэможностью перемещения в первом и втором однородных волноводах.