Способ определения типов волн в многоволновом волноводе
Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для анализа электромагнитного поля в волноводах. Цель изобретения - определение типов волн на фиксированной частоте. Электромагнитная волна, распространяющаяся в исследуемом волноводе 2, проходит через систему двух одинаковых подвижных диэлектрических пластин 1, расположенных внутри волновода 2 перпендикулярно его оси. Согласно данному способу меняют расстояние между пластинами, измеряют это расстояние и мощность, проходящую через пластины при каждом данном расстоянии, а величину мощности каждого типа волн определяют из решения системы уравнений. Значения коэффициентов прохождения волны I-го типа через систему пластин для любого расстояния L можно вычислить через отношение характеристических импедансов полого и заполненного диэлектрического волновода. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУбЛИК
А1
„„SU„„1539686 (51)5 С 01 R 29/00, 29/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4290317/24-09 (22) 27.07.87 (46) 30.01.90. Бюл,. Р 4 (72) С.В,Поваляшко и С.А.Макарычев, (53) 621 ° 396.39(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1027647, кл. G 01 R 29/08, 1983.
Авторское свидетельство СССР
li 1239642, кл. G 01 R 28/08, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПОВ ВОЛН В
МНОГОВОЛНОВОМ ВОЛНОВОДЕ (57) Изобретение относится к технике;
СВЧ и м.б. использовано для анализа электромагнитного поля в волноводах.
Цель изобретения — определение ипов волн на фиксированной частоте. Электромагнитная волна, распространяюща2 яся в исследуемом волноводе 2, проходит через систему двух одинаковых подвижных диэлектрических пластин 1, расположенных внутри волновода 2 перпендикулярно его оси. Согласно данному способу меняют расстояние между пластинами, измеряют это расстояние и мощность, проходящую через пластины при каждом данном расстоянии, а величину мощности каждого типа волн определяют из решения системы уравнений. Значения коэффициентов прохождения волны i-го типа через систему пластин для любого расстояния 1 можно вычислить через отношение характеристических импедансов полого и за- а полненного диэлектриком волновода.
1 ил.
1539686
t — — n
Изобретение относится к технике
СВЧ, а именно к измерениям параметров трактов, и может быть использовано для анализа электромагнитного по- 5 ля в волноводах.
Целью изобретения является определение типов волн на фиксированной частоте.
На чертеже изображена схема уст- 10 ройства, реализующего способ Определения типов волн в многоволновом волноводе.
Устройство состоит из двух диэлектрических пластин 1, размещенных с 15 воэможностью перемещения в исследуемом волноводе 2 перпендикулярно его оси, согласованного измерителя мощности 3, подключенного к выходу исследуемого волновода 2. 20
Диэлектрические пластины имеют толщину t.
Буквами аа, ЪЬ, сс, dd обозначены сечения исследуемого волновода.
СВЧ-мощность (W), распространяю- 25 щаяся в исследуемом волноводе 2 на рабочей частоте f, падает на систему двух подвижных диэлектрических пластин. При изменении расстояния 1 между диэлектрическими пластинами 1 бу- 30 дет изменяться величина мощности на
,входе согласованного измерителя мощ ности.
Коэффициент прохождения волны i-го типа через систему двух одинаковых ди-g3 электрических пластин 1 толщиной зависит от расстояния между ними 1.
Обозначим этот коэффициент К (1), тогда т т„ (1) =К1 (1). 1,1 где W (1) — мощность волны i ro тиrip па, прошедшая через диэлектрические пластины при расстоянии 1 между 45 ними;
W — мощнОсть Волны 1-гО TH па в исследуемом волноводе 2.
Зависимость К (11 периодическая с 50 периодом Л /2, где
1 Л
" = — — — — — — длина волны i-го ти1- (Л /Л; „р) па в данном волноводе; с 55
Л = — — длина электромагнитf ной волны с рабочей частотой в свободном пространстве; с — скорость света в вакууме, Л вЂ” критическая длина
1 кР волны i-го типа в данном волноводе.
Максимальное значение Ki=l. Это означает, что вся мощность волны
i-ro типа (W ) проходит через пластины. К принимает максимальное значение при определенных расстояниях меж- ду пластинами.
Минимальное расстояние 1, при коI. тором К =1, зависит от толщины плас1 тин t, E материала, длины волны
i-,ãî типа. Минимальное значение
К (1) не превышает 0,25 для пластин из кварца и 0,05 для пластин из сапфира, если где и целое нечетное число.
Это оптимальное значение толщины диэлектрических пластин 1 с точки зрения эффективности определения с их помощью незапредельных типов волн и переносимых ими мощностей в волноводе на рабочей частоте f.
Значения К (1). для любого 1 можно вычислить через отношение характеристических импедансов полого и заполненного диэлектриком волноводов:
z <(1)-1
К (1)=1Z (1)+1 где Z (1) — отношение входного импе0i данса в сечении dd и ха-. рактеристическому со противлению волновода
Е для волны i-го типа.
Z„(1) вычйсляется,в свою очередь, по формуле
2ii
z +jz tg(—, - t)
1 1 с - ЛЕ
Е,г(1) Z с 2и
Z +jZtg(-; . t) где Л вЂ” — длина волны
f.-(Л/Л ) i-гп типа в
"Р волноводе, заполненном диэлектриком;
Z — характеристио ческое сопротивление полого волновода
ДЛЯ ВОЛНЫ 1 ГО типа;
5 1539686 6
Š— характеристи- бирают значения W 1 таким образом, чточеское сопро- бы при всех измеренных 1 выполнялось тивление поло- условие го волновода, заполненногб диэлектриком для волны i-го типа.
1 е
ZE т Z
Z Q — отношение характеристического сопротивления заполненного диэлектри15 ком волновода к характеристическому сопротивлению полого волновода, для волн ТЕ;
25 для волн ТМ;
30
° 1:1 °
2 lf
Z>+j Сд (у 1)
z с . i 27
1+3 Z 5tg (д- 1) в
211
1+jZ tg(-т . t) ле
7 Z 35
В 1 . 21
Z +j д(р- . t)
С ., Таким образом можно вычислить
К"(1) для каждого из незапредельных типов волн в исследуемом волноводе 2 40 на рабочей частоте f.
Если в исследуемом волноводе 2 на рабочей частоте могут распростра:няться N незапредельных типов волн, то зависимость W„(1) есть суперпози- 45 ция N периодических зависимостей ,W„ (1):
Wnp (l) =K (1) W 1
Мм (1)=;Е К; (1) W
В=1
Экспериментально измеряют W „ (1) при различных значениях 1. Затем подИ
W„(1)= g К (1)W, Pa 1 по которому определяют Ы вЂ” мощность незапредельных типов волн, распространяющихся в волноводе.
Формула изобретений
Способ определения типов волн в многоволновом волноводе, основанный на установке двух одинаковых диэлектрических пластин в исследуемом волноводе перпендикулярно его оси и изменении расстояния между ними, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью определения типов волн на фиксированной частоте, измеряют прошедшую через диэлектрические пластины мощность при каждом значении расстояния между ними, а величину мощности каждого типа волн определяют из решения системы уравнений
W(1) = XK (1)1, где W(1) — мощность, прошедшая через диэлектрические пластины при расстоянии 1 между ни9 ми е
W — мощность i- го нез апр едельного типа волны, распространяющейся в исследуемом волноводе;
K (1) — коэффициент прохождения
i-ro незапредельного типа волны через диэлектрические пластины при расстоянии 1 между ними, вычисляемый по формуле
Z 1(1)-1
К (1) 12 (1)+1
cl
1 где Z (1) — отношение входного импеct данса системы диэлектрических пластин к характе ристическому сопротивлению исследуемого волновода для i-го типа волны при расстоянии 1 между диэ1ектрическими пластинами.
