Способ измерения диэлектрической проницаемости земных покровов
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Сущность данного способа состоит в формировании за счет частотной модуляции биений между прямой и боковой поверхностной электромагнитными волнами (ЭМВ), частота которых пропорциональна свойствам исследуемой среды - земной поверхности. Для этого от излучателя 5 к приемнику 7, разнесенным на заранее известное расстояние D, приходят две ЭМВ: одна прямая, а другая поверхностная. Поверхностная ЭМВ распространяется вдоль границы раздела со скоростью, равной скорости в нижней среде, например в почве. К приемнику 7 поверхностная ЭМВ приходит с некоторой временной задержкой по отношению к прямой ЭМВ. В результате суперпозиции этих двух частотно-модулированных ЭМВ образуется суммарная ЭМВ с биениями амплитуды, частота которых определяется заданной зависимостью. Цель достигается за счет того, что частота биений связана с диэлектрической проницаемостью земного покрова 6, а прямая ЭМВ становится не паразитной, а полезной в данном случае. Дана ил. устройства, осуществляющего данный способ. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН ам% . Ь
:-- ю/
/ (51)4 С Ol Р 27 26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
° Ф (ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й НОМИТЕТ
R0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPHTHRM
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4290316/24-09 (22) 27.07.87 (46) 30.10 89. Бюл. Ii 40 (7l) Институт прикладной физики
ЛН БССР (72) Г.Н.Дещенко, В.Л. Конев, Л.Н.Черньш ев и Б.Н.Мойсеев (53) 62! . 317. 335,3(088.8) (56) Годунов В.Л. Метод измерения эффективной комплексной диэлектрической проницаемости растительных покровов . Труды I Всес ° шк. симп. ио распространению мм и субмм волн в атмосфере, 10-17 февраля 1982, М., с. 160-)62.
J,Ëðð1. Opt).cs, v. 17, No. 21, 1978, р. 3459-3465. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРОНИЦЛГМОСТИ ЗЕМНЫХ ПОКРОВОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности измерений. Сущность данного способа состоит в формирова1 нии за счет частотной модуляции биений между прямой и боковой поверхно„„SU„„1518804 А 1
2 стной электромагнитными волнами (ЭМВ), частота которых пропорциональна свойствам исследуемой среды — земной поверхности. Для этого от излуча. теля 5 к приемнику 7, разнесенным на заранее известное расстояние d, приходят две ЭМВ: одна прямая, а другая поверхностная. Поверхностная ЭРВ распространяется вдоль границы раздела со скоростью, равной скорости в нижней среде, например в почве. К приемнику
7 поверхностная ЭМВ приходит с некоторой временной задержкой по отношению к прямой ЭМВ. В результате супер- позиции этих двух частотно-модулированных ЭМВ образуется суммарная ЭМВ ф с биениями амплитуды, частота которых определяется заданной зависимостью.
Цель достигается эа счет того, что частота биений связана с диэлектрической проницаемостью земного покрова
6, а прямая ЭМВ становится не параэитной, а полезной в данном случае.
Дана ил. устройства, осуществляющего данный способ. I ил. lamL
t ) 1880/I
1f Šd (). — 1 )
40
Fa,С
Е =(!+ ------) лГГ„
45 гдс . С в(>ттттт 1 > члст< т:> модуляции;
М
Сзf
Таки.. занл < д
И) >бт < т< нп(< т<<огит<.н к и <м«ри f < льн<>11 технике и tl<»t« T быт>, и< поп».<овзн<> для и <мер< нин диэлектрической пр<>ницлемс>сти ипи функцттоттлттьн<> связанной
5 с ней вл
Цель и з<>бретенин — пов»тшенис п)чности измерений ттутем формирования зл счет частотной модуля<Сии биений между прямой и боковой ттоверхно«тной волнами, частота которых пропорционлльнл свойствлм исследуемой (peJI»1 (земной ттс)верхности) . !
Сущность способа измерения диэлектрической пронштлемости земных покровов состс>ит в rJtepyt >1!IeM.
От излучателя к приемнику, разнесенных на рлсстояние d (известное зл- 20 ранее) „приходят две ->лектромагнитные волны, однл llpHMàí, другая поверхности I>I. Итвестно, что поверхностнля .)лектромлгItHTHI волил распрострлннетсн вдоль границы рлзделл со скоростьн>, равной скс рости в нижней среде, например, в почве, т.е. к приемнику и< верхно стиля ..злектромлгнитнля волил приходит с некс>торой Hðåменнотl злдержк< и по отн<нкению к 30 прямой .)лс ктромлгнитной волне. В результлте съперп< .зиции .)тих двух члc T<.> TII<.)-модулир<>вл ншнх зле ктромл гнит»»Ix волн абра-<уется суммлрнс)Я эл(ктромл гнит H lн в<>лн 3 с биениями лMI>JIH—
3 > туды, члстота которых с>пределнетсн
«1 I
И 3 Этот О Вт lр IЖ(. .IIIIB МОЖНО в»1 (ИГ лить диэл«ктрическую проницаемость земного покровл:
< корость рлспространенин
>лектром<тгнитной волны в воздухе; члст< тл биений амплитуды суммарной электромагнитной н « ви >1 п и я и а с то ты ; р<тс < т<>нние между излучателем и прис мником электромлгнитll<>! t НОЛНЫ. г разом, чл< тота биений < вн— и.)>I«ê т рll÷ñ к< и проницлемс>с T»t<) < <- <1НЮ >1 <) ll<>1 РО >I Z lt НС <;I НИ< 111 О 1 МГ <>(ности излучателя, 1 прнмлн )лектр<>магнит>та и НОлнл, н вл ннс ь B lt ()() тотипс ттл рл.> и птой и данном <.лучле с тлновится полезн<.й, чем и достигается повыme»»e т<)чности измерения. Кроме т<>гп
1 пр«дложет<н»тй способ не требует предварительной калибровки измерит< льной уст
1!л чертеже представлена структурнлн электрическая схемл ус тр<>йства длн реллизлции предложеннс гo cuoc<)бл.
Устройство для измерения диэлектрич< ской проницаемости земного покрова содержит генерлтор 1, генератор 2 пилообразного напряжения, нлправленный ответвитель 3, СРЧ-детектор 4, излучлтель 5, приемник 7, СВЧ-детектор Я, час T(! томер 9, вычислительное устрс>йство 10. Излучлтель ) и приемник 7 рлсположены нлд земным покровом т> .
Устройство работает следующим обРЛ )ОМ.
Злектромагнизные колебания, генерирусмые генератором 1, частота которых линейно изменяется при помощи г«нер;>тора 2 пилообразного напряжения, поступлют на направленный ответвитель
3 и СВЧ-детектор 4, выходной сигнал к<>торого используется длн работы систем<,l автоматической регулировки мощности генератора 1. С выхода направле<ш< го ответвителя 3 мощность электp<>M;Iгнитных колебаний поступает в излучатель 5 — источник поля прямой и
1I<>IIep>IIIoc THoIt электромагнитных волн.
Злт< h1 )ттектромагнитнля поверхностная
I>oJIHë, взаимодействующая с земным искровом 6, поступает на вход приемника 7 с некоторой временной задержкои по отношению к прямой электромзгнитной волне. В результате наложения прямой и поверхностной электромагнитных волн на выходе СВЧ-детектора 8 возникают биения (суммарная
)лектромагнитная волна с биениями амплитуды) с частотой, зависящей от диэлектрической проницаемости земного Itf>Kpoва. Измерение частоты (биений) осуществляют при помощи частотомера 9. Зная расстояние между излучателем и приемником d, частоту м дуляции Г,„ и девиацию частоты df, I:) i 8804
JI1I1) vI<>T и< > ча(T< > T(II > мг Р I!<>T ч:1< ) > биений ам(п(итуды vã. и IpEI<>1E -»1(к 11 магнитной II<>J)1111 ио R(Ji(ичии< E(<>1<>1><>I! вычис IEEE ) T ди-))(е ктричег E(v><> пр< >ииц;I»вЂ”
»OCT(. < 11O фОР»У.ПЕ д I II!E(11111,(< обраб< TKV ре)чз)) татов и
ВЬ((И< JI(HÈÐ ДИ ) Jl(КТРИЧЕГ Кой ПРОН Ина е»ости (!c+I(p(TBJI)EI<)T 11<> алгоритму и ()ецложен11о Го способ а н вычислит ел ьном устройстве 10.
F(. С
Г= (1+ — — -)! 1Г„(!
Фср мул аиэобретени я
М
d ленин от излучателя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, излучаемую прямую электромагнитиу)<) волну модуСоставитель А.Лысов
Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор М.Ыароши
Заказ 6604/52 Тираж 7!4 Подписное
ВН11> 11 >11 Гос удар< гне нного комитета по изобретениям и o TI p> IT)I)I» при ГКНТ СССР
1 1 30 !э, 1!осква, Ж-3 5, Раушс кая наб., д. 4/5
» »
Прои >вoдcтne(1>« -и.<;)а г>.льский комбинат Патент, г. » I npo!x, ул. Гагарина, 1О!
Гпособ измерения ди.)лектрической проницаемости земных покровов, эаключакщийся в возбуждении поверхностной прямой электромагнитной вопны вдоль границы эемногo покрова и измерении параметроВ суммарной электромагнитной волны на фиксированном удагкорогтт pa< пространенич электрсмагнитной волны в воздухе; частота биени)1 амплитуды гу»марной электромагнитной волны; частота модуляций; девиация частоты; расстояние между излучателем и приемником электромагнитной волны.
