Способ измерения коэффициента отражения

Авторы патента:

G01R29/08 - для измерения характеристик электромагнитного поля

G01R27/06 - для измерения коэффициентов отражения; для измерения коэффициента стоячих волн

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерений коэффициента отражения различных радиоматериалов в широкой полосе частот диапазона СВЧ. Сущность изобретения: способ основан на облучении испытуемого и эталонного образцов сигналом качающейся частоты, измерении на каждой частоте амплитуд сигналов , отраженных этими образцами, нормировании амплитуды сигнала, отраженного испытуемого образцом, на амплитуду сигнала , отраженного эталонным образцом, и умножении на коэффициент отражения эталонного образца, при этом дополнительно на каждой частоте измеряют фазы сигналов, отраженных обоими образцами, вычитают из значения фазы сигнала, отраженного испытуемым образцом, величину, равную разности фазы сигнала, отраженного эталонным образцом, и фазы коэффициента отражения эталонного образца, формируют квадратурные компоненты отраженного испытуемым образцом сигнала с откорректированной фазой,усредняют их в интервале частот, равном отношению центральной частоты интервала к разности электрических длин путей на центральной частоте, проходимых полезным и помеховым сигналом , и вычисляют амплитуду и фазу искомого коэффициента отражения. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 R 27/06, 29/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

О (21) 4762858/09 (22) 23,11,89 (46) 07.03,93, Бюл. ¹ 9 (71) Московский научно-исследовательский институт приборостроения (72) Ю.А,Колосов и А.П.Курочкин (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий, под ред. В.В.Клюева, М,; Машиностроение, 1986, ч.1, с,219.

Патент США ¹ 4097796, кл. G 01 R

29/08, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерений коэффициента отражения различных радиоматериалов в широкой полосе частот диапазона

СВЧ. Сущность изобретения: способ основан на облучении испытуемого и эталонного образцов сигналом качающейся частоты, измерении на каждой частоте амплитуд сигналов, отраженных этими образцами, норИзобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерений коэффициента отражения различных радиоматериалов в широкой полосе частот диапазона

СВЧ. В первую очередь изобретение может быть использовано для измерений коэффициента отражения от локальных участков ради оп роз рач н ых материалов.

Цель изобретения вЂ” повышение точности.

Применение этого способа позволяет существенно ослабить влияние сигналов, отраженных от посторонних рассеивателей, и тем самым повысить точность измерения

„„ Ы„„1800390 А1 мировании амплитуды сигнала, отраженного испытуемого образцом, на амплитуду сигнала, отраженного эталонным образцом, и умножении на коэффициент отражения эталонного образца, при этом дополнительно на каждой частоте измеряют фазы сигналов, отраженных обоими образцами, вычитают из значения фазы сигнала, отраженного испытуемым образцом, величину, равную разности фазы сигнала, отраженного эталонным образцом, и фазы коэффициента отражения эталонного образца, формируют квадратурные компоненты отраженного испытуемым образцом сигнала с откорректированной фазой, усредняют их в интервале частот, равном отношению центральной частоты интервала к разности электрических длин путей на центральной частоте, проходимых полезным и помеховым сигналом, и вычисляют амплитуду и фазу искомого коэффициента отражения, коэффициента отражения от испытуемого образца во всей полосе частот.

Измерение коэффициента отражения данным способом осуществляется следующим образом.

Сначала измеряют на каждой частоте амплитуду Аэ и фазу <р, сигнала. отраженного от эталонного образца, устанавливаемого на том месте. на котором затем будет размещен испытуемый образец. и имеющего соответствующую форму (фаза измеряется по отношению к фазе опорного сигнала).

Находят величину Лр,, предназначенную для корректировки фазы сигнала отраженного испытуемым образцом. равную

1800390

APE = Pa вЂ” /k

Pck вЂ” Pc Pa

1 f+hf/2

Vk= f Vkdf

f < вЂ” Л lг

1 f+hf(2

Ус К f Vc d f f вЂ” ЛfA с ф = агстя ч разности фазы Ъ и известной фазы коэффициента отражения эталонного образца фсоэ

Далее измеряют амплитуду Ас и фазу у сигнала, отраженного испытуемым образцом. Корректируют на каждой частоте фазу рс, вычитая из нее величину Лу

Формируют квадратурные компоненты из амплитуд и откорректированных фаз принятого сигнала

Vk = Ac cos p ск, Vc = Ac sin р ск

Усредняют квадратурные компоненты

Vk u Vc в интервале частот Л f, равном отношению центральной частоты f интервала к разности электрических длин путей Л L на частоте f, проходимых полезным и помеховым сигналами

Отметим, что интервал Л f может совпадать, а Может и не совпадать с полосой качания, в которой определяют значения коэффициента отражения, в частности, он может быть существенно меньше ее.

Затем, используя величины Vk и Vc, определяют амплитуду q и фазу q) искомого коаффициента отражения на частоте f

v3 +v2

Яэ > где q> вЂ” известный коэффициент отражения эталонного образца.

Данный способ измерения коэффициента отражения реализуется, например, с помощью устройства, структурная схема которого изображена на фиг.1.

Устройство состоит из генератора качающейся частоты 1, первого 2 и второго 3 направленных ответвителей, антенны 4, амплифазометра 5, блока корректировки 6, блока памяти 7, блока квадратурных компо5

55 нент 8, блока интеграторов 9, вычислителя

10, регистратора 11 и блока управления 12.

Цифрой 13 обозначен испытуемый образец, а цифровой 14 вЂ” постоянный рассеиватель. . Устройство работает следующим образом;

Сигнал от генератора качающейся частоты 1, пройдя через первый 2 и второй 3 направленный ответвители, поступает на антенну 4 и излучается, Излученный сигнал падает на испытуемый образец 13 и частично попадает на посторонний рассеиватель (для измерения сигнала, отражаемого эталонным образцом, его устанавливают на месте испытуемого образца). Принятый антенной 4 сигнал, обусловленный отражениями, поступает через второй направленный ответвитель 3 на первый вход амплифазометра 5. Одновременно ответвленная первым направленным ответвителем 2 часть сигнала генератора качающейся частоты 1 поступает на второй вход амплифазометра 5, образуя опорный сигнал. Измеренные в амплифазометре 5 амплитуды и фазы сигнала через блок корректировки 6 поступают в блок квадратурных компонент

8. В блоке корректировки 6 осуществляется корректировка фазы по сигналу корректировки, поступающему с блока памяти 7. Сигнал корректировки накапливается при измерении отражений от эталонного образца. B качестве эталонного образца может быть взят в частности, металлический образец, для которого q3 = 1, р«э =л .

B блоке 8 из амплитуд и откорректированных фаз принятого сигнала формируются квадратурные компоненты, которые в блоке интеграторов 9 проходят усреднение (интегрирование). Блок интеграторов 9 соединен с вычислителем 10, в котором по результатам усреднения квадратурных компонент вычисляются амплитуда и фаза коэффициента отражения в каждой заданной точке f полосы качания частоты. В блоке

11 осуществляется регистрация найденных значений коэффициента отражения. Синхронизация работы блоков данного устройства осуществляется блоком управления 12.

Данный способ позволяет существенно увеличить точность измерения значений коэффициента отражения и тем самым расширить динамический диапазон его измеряемых величин.

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента отражения радиоматериала, основанный на облучении испытуемого и эталонного образцов сигналом качающейся частоты, измерении на каждой частоте амплитуд сиг1800390 и фазу р искомого коэффициента отражения определяют по формулам

ii(+ ii2<

Ч= А а. . налов, отраженных испытуемым А и эталонным Аэ образцами, нормировании амплитуды сигнала, отраженного испытуемым образцом, на амплитуду сигнала, отраженного эталонным образцом, и умножении на 5 коэффициент отражения эталонного образца q,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно на каждой частоте измеряют фазы сигналов, отраженных испытуемым р, и эталонным 10 р образцами, вычитают из значения фазы сигнала, отраженного испытуемым образцом, величину, равную разности фазы сигнала, отраженного эталонным образцом, и фазы коэффициента отражения эталонного образца p gpss, формируют квадратурные компоненты. отраженного испытуемым образцом сигнала с откорректированной фазой, усредняют их в интервале частот Д f, равном отношению центральной частоты f-20 интервала к разности электрических длин путей Д L на частоте f, проходимых полезным и помеховым сигналами, а амплитуду q с

V р=агсщвЂ”

Vy где

Vg=

1 Г+Дf/2

f Ac cos (pc (ps +co ) ) d f, f вЂ” Д f/2

Vc=

1 1+Д /2 вЂ” 3 Ac sin (pc вЂ” (p вЂ” фкоз ) ) d f

f вЂ” Дf/ã

h,f +- вЂ”

Составитель Ю.Колосов

Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор

Заказ 1162 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Устройство для измерения напряженности электрического поля // 1775688

Способ измерения напряженности электромагнитного поля // 1774288

Устройство для калибровки измерителей напряженности магнитного поля // 1773872

Измерительный преобразователь электромагнитных полей // 1758598

Способ измерения коэффициента отражения излучающих элементов фазированной антенной решетки // 1758597

Изобретение относится к антенным измерениям и может использоваться для оценки параметров сложных ФАР

Измеритель импульсной мощности и плотности потока мощности свч-излучения // 1748092

Радиометр // 1742747

Изобретение относится к пассивной радиолокации , а именно к радиометрической технике, предназначенной для обнаружения и исследования малоразмерных слабоконтрастных источников шумового сигнала, и может быть использовано в радиоастрономии , радиолокации и при исследовании природных ресурсов

Устройство для измерения напряженности электрического поля // 1737371

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для применения в дистанционном контроле высоких и сверхвысоких напряженностей электрических полей и электрических напряжений

Эталонная антенна для измерения действующей высоты антенны подвижного объекта // 1734469

Изобретение относится к технике антенных измерений, в частности к средствам определения действующей высоты средневолновых и длинноволновых антенн подвижных объектов, в т.ч

Измеритель модуля и фазы коэффициента отражения // 1793392

Способ определения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения двухполюсника // 1793391

Изобретение относится к радиоизмерительной технике СВЧ и может использоваться для измерения комплексного коэффициента отражения двухполюсников

Способ измерения мощности свч // 1763994

Изобретение относится к технике радиоизмерений , в частности измерений характеристик СВЧ-устройств

Устройство для измерения коэффициента отражения // 1760474

Измеритель мощности и ксвн // 1753427

Изобретение относится к радиоизмерительной техника и может быть использовано для измерения мощности радиопередатчиков и оценки степени их согласования с антеннами

Измеритель коэффициента отражения двухполюсника // 1741087

Изобретение относится к технике радиоизмерений на СВЧ и может использоваться для измерения коэффициентов отражения и полных сопротивлений двухполюсников Цель изобретения - повышение точности Измеритель содержит рефлектометр 1, направленные ответвители падающей 2 и отраженной 3 волны, управляемый аттенюатор 5 и гибридный мост 4

Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения // 1741086

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения комплексных коэффициентов отражения СВЧ-двухполюсников

Устройство для допускового контроля ксв // 1741085

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения СВЧ-трактов Цель изобретения является повышение достоверности контроля КСВ

Способ измерения эквивалентной шумовой температуры входа усилителя // 1739755

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для измерения шумовой температуры СВЧ-усилителей, в частности широкополосных, и в диапазонах частот, не обеспеченных опорными источниками шумового сигнала

Устройство для измерения параметров сигнала, отраженного от входа свч-элемента // 1737361

Изобретение относится к измерительной технике СВЧ и может использоваться для контроля параметров антенн в процессе работы передатчика

Способ определения входной проводимости антенны // 2110805