Способ определения параметров открытого волновода

 

Использование: радиоизмерительная техника. Сущность изобретения: производят перемещение неоднородности в поперечной плоскости волновода от центра параллельно его стенке фиксируют положение неоднородности x₁, соответствующее отсутствию отраженного сигнала, далее перемещают неоднородность к стенке волновода, а затухание определяют решением уравнения: где N - отношение отраженных сигналов, фиксируемых при размещении неоднородности над стенкой X = 3/2a и в центре волновода X = a2. Способ реализуется в устройстве, содержащем последовательно соединенные генератор, направленный ответвитель отраженной волны и отрезок H-образного металлодиэлектрического волновода с первым и вторым емкостными зондами, присоединены к вторичному каналу ответвителя последовательно соединенные детектор и индикатор, первый зонд может перемещаться в поперечной плоскости волновода параллельно его стенке, второй зонд имеет возможность продольного перемещения. Способ повышает точность определения малых затуханий. 1 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике.

Наиболее близким к предложенному способу является способ определения параметров открытого волновода путем возмущения поля волновода парой идентичных неоднородностей, размещенных вдоль оси волновода за его пределами, и продольного перемещения неоднородностей до получения минимального отраженного сигнала. Недостатком этого способа является высокая погрешность определения малых затуханий.

Целью изобретения является повышение точности определения малых затуханий.

Это достигается тем, что производят перемещение неоднородности в поперечной плоскости волновода от центра параллельно его стенке и фиксируют положение неоднородности Х₁, соответствующее отсутствию отраженного сигнала, далее перемещают неоднородность к стенке волновода, а затухание определяют решением уравнения cos{(x₁-0,5) arccos[+(1-)e^-2α]} = e^-2α где N - отношение отраженных сигналов, фиксируемых при размещении неоднородности над стенкой и в центре волновода.

По сравнению с известным предлагаемый способ проявляет новые свойства, заключающиеся в возможности определения малых затуханий в отрезке открытого волновода между неоднородностями путем сравнения отраженных сигналов при перемещении одной из неоднородностей в поперечной плоскости волновода параллельно его стенке, где имеет место незначительное изменение амплитуды поля и соответственно коэффициента отражения.

Эти свойства являются новыми, так как в прототипе в силу присущих ему недостатков, заключающихся в отсутствии операций поперечного перемещения неоднородности и фиксации соответствующих отраженных сигналов, невозможно определять затухание с высокой точностью.

Способ может быть осуществлен с помощью устройства, структурная электрическая схема которого показана на чертеже.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, направленный ответвитель отраженной волны 2 и отрезок Н-образного металлодиэлектрического волновода 3 с первым и вторым емкостными зондами 4 и 5, присоединенные к вторичному каналу ответвителя 2 последовательно соединенные детектор 6 и индикатор 7, при этом первый зонд 4 может перемещаться в поперечной плоскости волновода параллельно его стенке, а второй зонд 5 имеет возможность продольного перемещения.

Способ осуществляется следующим образом.

Сигнал от генератора 1 через ответвитель 2 попадает в волновод 3 и отражается в плоскостях размещения зондов 4 и 5. Сигнал на детекторе 6 может быть определен методом ориентированных графов и после подстройки зондов 4 и 5 в продольном направлении имеет вид Е_g=Е_г[S₁₁(х)-e ^-2α S₂₂], (1) где α - искомое затухание; S₁₁(х) - модуль коэффициента отражения от первого зонда 4; Е_г - сигнал генератора; S₂₂ - модуль коэффициента отражения второго зонда 5.

Учитывая характер распределения поля в поперечной плоскости волновода 3, E_y= E_ymcos - 0,5, (2) где Е_ym - амплитуда поля в центре волновода 3; а - поперечный размер волновода 3, вдоль которого осуществляются перемещения зонда 4; E_ya= E_ym cos - напряженность поля на стенке волновода 3, сигнал на индикаторе 7 с учетом квадратичности характеристики детектора 6 можно записать при размещении первого зонда 4 в центре волновода 3, над стенкой волновода 3 и в точке Х₁, фиксируемой по индикатору 7 в момент отсутствия отраженного сигнала соответственно: U= K_д(S₁₁-S₂₂e^-2α)² (3)
U= K_д(S₁₁cos ϕⁿ_x -S₂₂e^-2α)² (4)
U=0 = KS₁₁cos - 0,5- S₂₂e (5)
Тогда затухание можно определить из трансцендентного уравнения при условии идентичности конструкции зондов 4 и 5, т.е. S₁₁=S₂₂.

cos - 0,5 arccos+(1-)e = e^-2α , (6) где N= .

По сравнению с известным предложенный способ повышает точность определения малых затуханий.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОТКРЫТОГО ВОЛНОВОДА, заключающийся в возмущении поля парой идентичных неоднородностей, размещенных вдоль оси волновода за его пределами, продольном перемещении первой неоднородности до получения минимального отраженного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения малых затуханий, дополнительно измеряют отношение N отраженных сигналов при размещении второй неоднородности над стенкой волновода на расстоянии x = 3 /2 a и в его центре x= a /2, соответственно, перемещают вторую неоднородность до получения минимального отраженного сигнала в поперечной плоскости волновода параллельно его стенке, измеряют расстояние до неоднородности от стенки волновода, соответствующее отсутствию отраженного сигнала, и затухание α определяют из уравнения
cos{(x₁-0,5) arccos[+(1-)e^-2α]} = e^-2α,
где a - поперечный размер волновода.

РИСУНКИ

Рисунок 1