Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе

 

Изобретение относится к измерениям на СВЧ электромагн. параметров волноводных трактов. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения влияния собственных отражений фазовращателя. Устр-во, содержит г-р, ответвитель мощности, индикатор мощности, фазовращатель, исследуемую нагрузку. Фазовращатель выполнен в виде неподвижных отрезков 6и 7 волновода (НОВ), соединенных подвижным переходом (ПП) 8. НОВ 6 и 7установлены на некотором расстоянии др. от друга так, что их оси параллельны . Концы ПП 8 выполнены в виде тонкостенных регуляторных волноводов , скользящих в НОВ 6 и 7 без значительного зазора. Поперечное сечение НОВ 7 должно совпадать с сечением волновода на входе исследуемой нагрузки. Размеры поперечного сечения НОВ 6 выбираются такими, чтобы на частоте измерений выполнялось условие 71,/ (2N + 1)/(2N - 1), где N - целое число, X длины волн в НОВ 6 и 7. Представление о зависимости величины Л, /Т от N дает табл. 2 ил. 1 табл. I сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1 (50 4 С 01 R 27 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЩАДЯ. ) 1 . 7

Om o m&m8, ф

/(нагрузе

Ч иг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4131892/24-09 (22) 08. 10. 86 (46) 15.04.88. Бюл. Р 14 (72) В.M.Ñîêoëoâ (53) 621.317.341.3(088.8) (56) Брянский Л.И. Точное измерение коэффициента стоячей волны напряже- " ния и полных сопротивлений на сантиметровых волнах. Госстандарт. М., 1963, с. 39.

Стариков В.Д. Методы измерения на СВЧ с применением измерительных линий. М.: Советское радио, 1972, с. 125. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ВОЛНЫ В ВОЛНОВОДЕ (57) Изобретение относится к измерениям на СВЧ электромагн. параметров волноводных трактов. Цель изобрете- ния — повышение точности измерения за счет уменьшения влияния собствен-. ных отражений фазовращателя. Устр-во, содержит г-р, ответвитель мощности, индикатор мощности, фазовращатель, исследуемую нагрузку. Фазовращатель выполнен в виде неподвижных отрезков

6 и 7 волновода (НОВ), соединенных подвюкным переходом (ПП) 8. НОВ 6 и

7 установлены на некотором .расстоянии др. от друга так, что их оси параллельны. Концы ПП 8 выполнены в виде тонкостенных регуляторных волноводов, скользящих в НОВ 6 и 7 без значительного зазора. Поперечное сечение НОВ 7 должно совпадать с сечением волновода на входе исследуемой нагрузки. Размеры поперечного сечеЮ ния Н0В 6 выбираются такими, чтобы на частоте измерений выполнялось условие A,/ ) = (2Я + 1)/(2N — 1), где N — целое число, ) „ — длины

С: волн в HOB 6 и 7. Представление о зависимости величины 9, / A от М дает табл. 2 ил. 1 табл.

1388816 е= (y, — g. )1. (2) > 2 » Е i 2 » C

S„=e r, =Sе т.е (4) ср,= 2,1;

2 1.

21 + 1

"h» 2N — 1 (5) П 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 у /ъ 300 1,,66 1,40 1,28 1,22 1,18 1,15 1,13 1,12 1,10

Изобретение относится к измерениям на сверхвысоких частотах электромагнитных параметров волноводных трактов а именно комплексных коэффициФ 5 ентов отражения волн разных типов от неоднородностей в волноводах.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения влияния собственных отра- 1п жений фазовращателя„

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства для измерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе; на фиг. 2 — конструкция фазовращателя.

Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе содержит генератор 1, от- 21т ветвитель 2 мощности, индикатор 3 мощности, фазовращатель 4, исследуемая нагрузка 5, а также первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода, подвижный переход 8. 25

Устройство для ивмерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе работает следующим образом.

Первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода неодинаковых регулярных волноводов установлены неподвижно на некотором расстоянии друг от друга и так,, что их оси параллельны. Первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода соеди35 иены непрерывным подвижным переходом

8, концы которого выполнены в виде тонкостенных регулярных волноводов, скользящих в первом и втором неподвижных отрезках 6 и 7 волноводов без значительного зазора.

Дифференциальный фазовый сдвиг(р, вносимый фазовращателем,создается перемещением подвижного перехода 8.

При этом изменяются длины используе- 45 мых участков первого и второго неподвижных отрезков 6 и 7 волновода, которым соответствуют разные длины волны. В результате при неизменной геометрической длине фазовращателя (расстояние между граничными сечени50 ями I u II (фиг. 2) его электрическая длина изменяется. Если Ъ,т — длины волн в первом и втором неподвижных отрезках 6 и 7 волноводов, которым соответствуют постоянные распро2п странения, = (потери в волноводах не учитываются ввиду незначительности), то комплексный коэффициент передачи фазоиращателя S» равен у,(- ),; у,е (K,-к,)е

S =е Te = Se,(1) где Т вЂ” комплексный коэффициент передачи перехода.

Таким образом

Далее, если Г„ и à — комплексные коэффициенты отражения в граничных сечениях перехода (сече ния III u IV (фиг. 2), то комплексные коэффициенты отражения от входов фазовращателя

Б „ и S равны

l 2У,11.-Е) :2У,Е

S»= e Г, = S

Размеры поперечного сечения первого неподвижного отрезка 6 волновода выбираются такими, чтобы на частоте измерений выполнялось условие где :1 — целое число.

Связь между длиной волны в волноводе и размерами поперечного сечения распространенных форм (прямоугольник, квадрат, круг) дается общеизвестными формулами.

Зависимость величины A,/ g от г

N следующая:

1388816

Значение N может быть взято любйм.

Однако, с ростом N, т.е. с уменьшением различия между первым и вторым неподвижными отрезками 6 и 7 волно5 водов, а следовательно, уменьшением разности —, увеличивается расстояние, на которое нужно переместить подвижный переход 8 фазовращателя 4 для получения нужного фазового сдвига. Это требует увеличения длины фазовращателя.

При уменьшении И, т.е. при увеличении различия между первым и вторым неподвижными отрезками 6 и 7 волно- 15 водов перемещение подвижного перехо-! да 8 уменьшается, но возрастает длина самого подвюкного перехода 8,- при которой отражение от него становится достаточно малым, что также ведет к 20 ,увеличению габаритов фаэовращателя. !

Наиболее приемлемыми оказываются приблизительно N = 4-7.

После выполнения условия (5) получаем 25 () 2$,1 2),1

2N — 1 2",„ +1

30 т.е. приращения фаз коэффициентов от ражения от входов фазовращателя, кратны дифференциальному фазовому сдвигу„ причем коэффициенты.кратности являются нечетными числами.

Таким образом, предлагаемая конструкция фазовращателя обеспечивает получение дифференциального фазового 40 сдвига при уменьшении влияния собственных отражений на результат измерения Г. Исключается перемещение Исследуемой нагрузки. Предлагаемое решение может быть применено для измерения комплексных коэффициентов отражения как в одномодовых, так и в многомодовых волноводах. В первом

I случае при использовании готовых ответвителей мощности различие поперечных сечений волноводов на входах фазовращателя должно создаваться искусственно, например сужением волноводного тракта перед фазовращателем.

Во втором случае указанное различие обеспечивается выбором сечения волновода для нестандартного ответвителя мощности, подлежащего разработке.

Формула и э о б р е т е н и я

7ь 2И+1

2N-1 где Г1— а

I целое число; размер широкой стенки для неподвижного прямоугольного волновода; размер радиуса для неподвижного круглого волновода; длины волн в первом и втором. неподвижных отрезков волноводов.

Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе, включающее последовательно соединенные генератор, ответвитель мощности, фазовращатель, выход которого является выходом для подключения исследуемой нагрузки, и индикатор мощности, подключенный к ответвляющему плечу ответвителя мощности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения влияния собственных отражений фазовращателя, фазовращатель выполнен в виде rrepaoго и второго неподвижных отрезков волновода, соединенных подвижным переходом, причем отношение размеров в первом неподвижном переходе (а, ) к второму неподвижному переходу (а ) на рабочей частоте, выбирается из ус ловия

1388816

Составитель В.Ежов

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор Т.Парфенова

Заказ 1576/47 Типаж 772 Подписное

ВНИКЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4