Устройство для измерения коэффициента отражения

 

Использование: измерение отражающих свойств почвы при ее обработке СВЧ- полем. Сущность изобретения: устройство для измерения коэффициента отражения (КО) содержит два зонда, установленных взаимно перпендикулярно и ортогонально направлению распространения СВЧ-поля в отрезке волновода (0В) на расстоянии А /4 один от другого, где Я - длина волны в 0В. Зонды подсоединены один непосредственно , а другой через фазовращатель (Ф) к входам СВЧ-моста, выходы которого через соответствующие детекторы подключены к входам измерителя отношений, на выходе которого получается сигнал, соответствующий КО для волн эллиптической поляризации . 1 з. п. ф-лы, 1 ил. сл с

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 R 27/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732808/09 (22) 28.08.89 (46) 07.09.92. Бюл. % 33 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ф.Я. Изаков, Н.Д. Полевик, Б.B. Жданов и М,Ю, Борисов (56) Фрадин А.3., Рыжков Е.В.. Измерение параметров антенно-фидерных трактов. M.:

Связь, 1972, с. 119 — 120. ..Бандаренко И,К, и др. Автоматизация измерений параметров СВЧ-трактов.М: Советское радио, 1969, с. 161. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, для борьбы с сорной растительностью путем обработки ее

СВЧ-энергией и может использоваться для . измерения коэффициента отражения электромагнитного СВЧ-поля.

Известно устройство для измерения коэффициента отражения электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ).

При использовании рефлектометров выделяют прямую и отраженную волны с помощью направленных ответвителей, встраиваемых в фидерный тракт. Направленные ответвители в волноводном исполнении являются громоздкими, дорого стоят, и их применение затруднено в мобильных

СВЧ-установках для борьбы с нежелательной растительностью, Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения коэффициента отражения (KO), содержащее., Я2,„, 1760474 А1 (57) Использование: измерение отражающих свойств почвы при ее обработке СВЧполем, Сущность изобретения: устройство для измерения коэффициента отражения (КО) содержит два зонда, установленных взаимно перпендикулярно и ортогонально направлению распространения СВЧ-поля в отрезке волновода (ОВ) на расстоянии Л /4 один от другого, где il — длина волны в ОВ.

Зонды подсоединены один непосредственно, а другой через фазовращатель (Ф) к входам СВЧ-моста, выходы которого через соответствующие детекторы подключены к входам измерителя отношений, на выходе которого получается сигнал, соответствующий КО для волн эллиптической поляризации, 1 з. п. ф-лы, 1 ил. двухзондовый датчик с детекторами и измерителем отношений (2).

Однако данное устройство не позволяет измерять КО для волн с электрической поляризацией.

Цель изобретения — обеспечение измерения КО СВЧ-поля с электрической поляризацией.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее два зонда и детекторы с измерителем отношения, дополнительно введен

СВЧ-мост и фазовращатель, причем зонды установлены ортогонально друг другу и направлению распространения электромагнитной волны, а расстояние между ними вдоль направления распространения электромагнитной волны равно il/4 (Л вЂ” длина волны), при этом зонды подключены к диагоналям моста, один из зондов последовательно подключен через фазовращатель, а ко второй диагонали моста подключены вхо1760474 ды детекторов. выходы которых соединены с измерителем отношений. Причем в одно и противоположное ему плечо моста включены фазовращатели, создающие сдвиг 90о.

На чертеже показано устройство для измерения коэффициента отражения, содержащее отрезок волновода 1, два зонда

2, фазовращатель 3, СВЧ-мост 4, два 90оных фазовращателя 5, два детектора 6 и измеритель отношений (ИО) 7.

Зонды 2 могут быть установлены в зонах с равными коэффициентами связи зондов 2 на ортогональных плоскостях волновода 1 или рупорного излучателя в точках, где при равной интенсивности ортогональных компонент ЭМП на выходах идентичных зондов будут равные уровни

СВЧ-энергии. Например, в случае квадратного волновода эти точки расположены на равном расстоянии от ортогональных стенок волновода 1.

Обеспечение равенства нулю измеряемого коэффициента отражения в случае отсутствия отражен ной электромагнитной волны можно осуществить изменением длины зонда включением на его выходе аттенюатора и т.д.

Устройство для измерения КО работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства с СВЧантенной с круговой поляризацией, ориентируемой на направление излучения антенны перпендикулярно направлению почвы.

При включении генератора после фазовращателя в волноводе 1 (раскрыве рупорной антенны) будут присутствовать падающие и, отраженные волны, которые могут быть описаны с помощью известных формул для кругополяризованных полей.

Полагается, что отражатель — почва, семена и т. д. — является изотропным отражателем с коэффициентом отражения l o, учитывается свойство кругополяризованных волн Епх = Е ny = En

Еотх = Еоту = Еот = ГЕп, запишем амплитудЫ сигналов на выходе зондов 1 и 2. Каждый зонд 2 выделяет только ту составляющую поля, которая имеет вектор Е, параллельный зонду, При этом, если за начало отсчета выбрать один зонд 2, то относительно него к другому зонду 2 падающая волна подойдет с отставанием по фазе на — KhZ, а отраженная наоборот подойдет к этому зонду раньше с фазой + К hZ.

На вход первого детектора 6 с учетом наличия фазовращателя 3 и особенностей работы СВЧ-моста 4. заключающейся в том. что прохождение сигнала по диагонали сопровождается дополнительной задержкой сигнала на л/2 относительно прямого пути, будет поступать сигнал U5, Соответственно на входе другого детектора 6 сигнал 06.

С учетом того, что KhZ = т получим, Л

10 что

06 = 2Ге l+"

Таким образом. на входы детектора 6 поступают сигналы, амплитуды которых пропорциональны амплитуде падающей и отраженной волн.

На выходе измерителя отношений получим соответственно величину коэффициента отражений, т. е.

lUsl изм— U5l

Формула изобретения

25

2. Устройство по и. 1. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что введены два дополнительных

90о-х фазовращателя, которые включены в противоположные плечи СВЧ-моста.

1. Устройство для измерения коэффициента отражения, содержащее два зонда, установленных в отрезке волновода, и два

З0 детектора, выходы которых подсоединены соответственно к входам измерителя отношений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения измерения коэффициента отражения СВЧ-поля электрической

З5 поляризацией, введены СВЧ-мост и фазовращатель, зонды установлены ортогонально друг другу и ортогонально продольной оси отрезка волновода, а расстояние между ними вдоль продольной.оси отрезка волново40 да равно k/ 44, где iL/ — длина волны в отрезке волновода, при этом зонды соединены соответственно с входами СВЧ-моста, один — непосредственно, а другой — через фазовращатель, а входы детекторов подсо45 единены соответственно к выходам СВЧмоста.

1760474

Составитель P.Êóçíåöîâà

Техред M.Моргентал Корректор М.Петрова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3185 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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