Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения в квазиоптическом тракте (варианты)

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерений параметров материалов в сантиметровом, миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн. Техническим результатом изобретения является минимизация вклада мешающих факторов для обеспечения возможности измерения очень малых коэффициентов отражения - до - (50 - 60) дБ. Квазиоптический тракт на основе металлодиэлектрических волноводов включает генератор СВЧ, направленный ответвитель, преобразователи рабочей моды в виде плавного пирамидального рупора с двумя прилегающими к большему основанию металлическими пластинами, размещенными параллельно оси и имеющими гальванический контакт с широкими стенками рупора, четырехплечее прямоугольное разветвление волноводов квадратного сечения с направленным делителем мощности в виде пластины диэлектрика, смещенной относительно диагональной плоскости. Генератор СВЧ подключен через направленный ответвитель и первый преобразователь рабочей моды к первому плечу разветвлений волноводов, второе плечо разветвления, противоположное первому, снабжено средствами подсоединения измеряемого образца. Третье боковое плечо, смежное с первым и размещенное по одну сторону от направленного делителя мощности, подключено к первой согласованной нагрузке, а четвертое - через второй преобразователь рабочей моды подключено к первой детекторной секции, выход которой подключен к первому входу индикаторного блока, к его второму входу подключен выход второй детекторной секции, вход которой подсоединен к выходу вторичного волновода направленного ответвителя. Приводятся вариант устройства для поляризационных измерений, сведения о конструкции отдельных узлов, а также результаты измерений. 8 з.п.ф-лы. 7 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерений параметров материалов в сантиметровом, миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн.

Измерение комплексного коэффициента отражения R электромагнитного излучения в образцах различных материалов позволяет, с одной стороны, определить их электрофизические свойства, а с другой степень совершенства для использования в качестве поглощающих и радиопрозрачных сред в технике. Сопоставление расчетных значений диэлектрической и магнитной проницаемостей материалов с измеренными значениями дает возможность определить неоднородность свойств поверхности, дефектность, разнотолщинность, влагосодержание и другие характеристики изделий из этих материалов (1).

Для измерения комплексного коэффициента отражения используются измерительные тракты, работающие как "на прохождение", так и "на отражение". В обоих случаях регистрируются амплитудно-фазовые характеристики интерферометрическим методом. Интерференция возникает вследствие изменения расстояния между антенной и поверхностью исследуемого изделия, при сканировании поверхности из-за наличия дефектов или неоднородностей электромагнитных свойств материалов, а также при изменении частоты зондирующего излучения при неподвижном образце. Поскольку исследуемые среды могут менять плоскость поляризации регистрируемого электромагнитного излучения не только вследствие своей структуры, но также и из-за наличия дефектов, предусматриваются соответствующие средства для регистрации этого информационного параметра.

Известны устройства для измерения комплексного коэффициента отражения, работающие по схеме "на отражение" с использованием источника СВЧ энергии, подключенного через развязывающий элемент к узлу разделения излучаемого и принимаемого сигналов и рупорной антенне, используемой в совмещенном режиме. К узлу разделения излучаемого и принимаемого сигнала, который может быть выполнен в виде двойного волноводного тройника, направленного ответвителя и пр. подключены детектор и индикаторный прибор (1, с.200).

Некоторых недостатков, присущего упомянутому выше устройству (отсутствие средств для регистрации поляризационных характеристик и использование рупорных антенн, допускающих большой уровень паразитных сигналов, обусловленных переотражениями и неплоским фронтом волны и не позволяющих обеспечить высокое качество согласования антенного тракта) лишено устройство для измерения комплексного коэффициента отражения (а. с. СССР N 1617386 по кл. G 01 R 27/06, опубл. 1990).

Оно содержит ответвитель круговой поляризации, выполненный в виде прямоугольного разветвителя волноводов, генератора СВЧ, измеряемой нагрузки (испытуемого образца), детекторной секции и регистрирующего прибора. Ответвление энергии обеспечивается размещением в диагонали разветвления решетки из параллельных проводок. В качестве регистрирующего прибора используется измеритель поляризационной диаграммы.

Известное устройство позволяет регистрировать несколько меньшие значения R порядка 45 дВ (для сравнения в устройстве (2) 30 дВ). Вместе с тем для ряда применений необходимо измерить еще более низкие значения коэффициента отражения. Их значение представляет значительный интерес, поскольку позволяет исследовать характеристики тонкопленочных материалов, а также контролировать степень совершенства материалов для безэховых камер СВЧ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения комплексного коэффициента отражения, включающее четырехплечий прямоугольный разветвитель волноводов, в диагонали которого установлен направленный делитель мощности. К двум плечам разветвителя подключены преобразователи мод, к одному из которых через направленный ответвитель подключен СВЧ свип-генератор и первая детекторная секция к другому вторая детекторная секция. Преобразователи со стороны большего основания имеют две металлические пластины для коррекции поля. Обе детекторные секции подключены к индикаторному блоку. Схема реализует квазиоптические принципы построения измерительных трактов с использованием металлодиэлектрических волноводов и посуществу представляет собой интерферометр Майкельсона (2, V.N. Apletalin et al. New methods for the measurement of microwave and millimeter wave absorbind and radiotransparent materials, Proceedings of Joint 3rd International Conference on Electromagnetics in Aerospace Applications and 7th European Electromagnetic Structures Conference sept.14-17, 1993 - Politecnico Di Torino, Italy).

Такая схема позволяет расширить диапазон измеряемых коэффициентов отражения в сторону малых значений, характеризуется достаточно высокой направленностью делителя мощности (решетки) и малым значением помех, вызванных отражениями от выходной апертуры устройства.

Однако определенные конструктивные решения, описанные ниже, позволяют минимизировать вклад мешающих факторов в результаты измерений, таких, например, как наличие высших типов волн и переотражения в самом измерительном тракте. Минимизация позволяет обеспечить измерение очень малых коэффициентов отражения до -(50 60) дВ, что и является техническим результатом изобретения.

Технический результат в первом варианте решения обеспечивается за счет того, что устройство для измерения комплексного коэффициента отражения включает генератор СВЧ, направленный ответвитель, первый и второй преобразователи рабочей моды в виде главного пирамидального рупора с двумя прилегающими к большему основанию металлическими пластинами, размещенными параллельно оси и имеющими гальванический контакт с широкими стенками рупора, четырехплечее прямоугольное разветвление волноводов квадратного сечения с направленным делителем мощности в виде диэлектрической пластины.

Генератор СВЧ подключен через направленный ответвитель и первый преобразователь рабочей моды к первому плечу разветвления волноводов, второе плечо разветвления, противоположное первому, снабжено средствами подсоединения измеряемого образца. Третье боковое плечо, смежное с первым и размещенное по одну сторону от направленного делителя мощности, подключено к первой согласованной нагрузке, а четвертое через второй преобразователь рабочей моды подключено к первой детекторной секции, выход которой подключен к первому входу индикаторного блока, к его второму входу подключен выход второй детекторной секции, вход которой подсоединен к выходу вторичного волновода направленного ответвителя.

Диэлектрическая пластина направленного делителя мощности размещена в плоскости, параллельной плоскости разветвления, и смещена от последней на величину (0,15-0,35)λ, размер широких стенок больших оснований рупоров в плоскости разветвления совпадает с размером стенок волноводов разветвления, размер узких стенок составляет (0,75 0,9) а, при этом длина рупоров составляет (4 20) а, где: λ длина волны излучения, а размер стороны сечения волновода разветвления.

Далее, толщина металлических пластин рупоров может составлять (0,01-0,05)λ, расстояние между ними (0,4 0,6) а, а их длина L удовлетворяет условию L = (0,2-0,25)arctgϕ, где ϕ половина угла раскрыва узких стенок рупора.

Устройство может отличаться тем, что стенки волноводов, перпендикулярные плоскости разветвления, представляют собой слоистую структуру толщиной (0,08-0,25)λ из чередующихся слоев проводящего и непроводящего листовых материалов на основе бумаги, а также тем, что согласованная нагрузка выполнена в виде набора плоских клиньев из электропроводящей бумаги, причем плоскости клиньев перпендикулярны плоскости разветвления волноводов.

Кроме этого, первый вариант устройства для измерения комплексного коэффициента отражения может характеризоваться тем, что угол раскрыва узких стенок рупора преобразователей составляет 3 15^o.

Технический результат во втором варианте изобретения обеспечивается за счет того, что устройство для измерения комплексного коэффициента отражения включает генератор СВЧ, направленный ответвитель, три преобразователя рабочей моды в виде плавного пирамидального рупора с двумя прилегающими к большему основанию металлическими пластинами, размещенными параллельно оси и имеющими гальванический контакт с широкими стенками рупора, первое четырехплечее прямоугольное разветвление волноводов квадратного сечения с направленным делителем мощности в виде диэлектрической пластины.

Устройство имеет второе четырехплечее разветвление волноводов, соединенное с первым последовательно, с установленным в его диагональной плоскости поляризационным направленным делителем в виде решетки параллельных проводников, три детекторные секции, подключенные к индикатору, две согласованные нагрузки. Генератор СВЧ подключен через направленный ответвитель и один из преобразователей рабочей моды к первому плечу первого разветвления волноводов, при этом вход одной из детекторных секций подключен к выходу вторичного волновода направленного ответвителя. Одно из боковых плеч каждого из разветвлений волноводов подключено к другим детекторным секциям через преобразователи рабочей моды. Боковое плечо первого разветвителя волноводов и плечо второго разветвления волноводов, противоположное входному, подключены к согласованным нагрузкам, боковое плечо второго разветвления снабжено устройствами для присоединения измеряемого образца.

Диэлектрическая пластина направленного делителя мощности размещена в плоскости, параллельной диагональной плоскости разветвления, и смещена от последней на величину (0,15-0,35)λ, размер широких стенок больших оснований рупоров в плоскости разветвления совпадает с размером стенок волноводов разветвления, размер узких стенок составляет (0,75 0,9) а, при этом длина рупоров составляет (4 20) а, где: l длина волны излучения, a размер стороны сечения волновода разветвления.

Далее, толщина металлических пластин рупоров может составлять (0,01-0,05)λ, расстояние между ними (0,4 0,6) a, а их длина L удовлетворяет условию L = (0,2-0,25)arctgϕ, где ϕ половина угла раскрыва узких стенок рупора.

Устройство может отличаться тем, что стенки волноводов, перпендикулярные плоскости разветвления, представляет собой слоистую структуру толщиной (0,08-0,25)λ из чередующихся слоев проводящего и непроводящего листовых материалов на основе бумаги, а также тем, что согласованная нагрузка выполнена в виде набора плоских клиньев из электропроводящей бумаги, причем плоскости клиньев перпендикулярны плоскости разветвления волноводов.

Кроме этого, второй вариант устройства для измерения комплексного коэффициента отражения может характеризоваться тем, что угол раскрыва узких стенок рупора преобразователей составляет 3 15^o.

На фиг.1 представлена функциональная схема первого варианта устройства, на фиг.2 функциональная схема второго варианта устройства для проведения поляризационных измерений, на фиг.3 конструкция измерительной части для проведения поляризационных измерений, на фиг.4 то же, что на фиг.3, вид сбоку, разрез по А-А, на фиг.5 результаты измерений коэффициента отражения R от образцов тефлона толщиной 30,2 мм, на фиг.6 результаты измерений зависимости коэффициента отражения R лавсановых пленок различной толщины, на фиг.7 результаты измерений уровня отраженной мощности для основной и кросс-поляризаций от пленки из лавсана толщиной 50 мкм.

Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения (фиг.1) содержит СВЧ генератор 1, выход которого подключен к направленному ответвителю 2. Выход ответвителя 2 подключен к первому преобразователю 3 волны TE₁₀ в прямоугольном волноводе на выходе ответвителя 2 в волну LM₁₁ в квадратном металлодиэлектрическом волноводе 4. Из волноводов 4, 5, 6 и 7 образован четырехплечий прямоугольный разветвитель 8. В диагонали разветвителя 8 установлен направленный делитель 9 мощности, выполненный в виде диэлектрической пластины. Волновод 5 присоединен к согласованной нагрузке 10, а волновод 6 предназначен для присоединения измеряемого образца 11. Волновод 7 разветвителя 8 снабжен вторым преобразователем 12, по конструкции полностью аналогичным преобразователю 3, но осуществляющим обратное преобразование волны LM₁₁ в волну TE₁₀.

Со стороны меньшего сечения волновода преобразователя 12 размещена первая детекторная секция 13, выход которой подсоединен к первому входу индикаторного блока 14. Ко второму входу индикаторного блока 14 подключена вторая детекторная секция 15, присоединенная к ответвителю 2 и предназначенная для подачи опорного сигнала при реализации интерферометрических измерений. Шина 16 служит для подачи сигнала синхронизации от СВЧ генератора 1 к индикаторному блоку 14.

На фиг.2 показана схема варианта устройства для проведения поляризационных измерений. Устройство содержит еще один четырехплечий прямоугольный разветвитель 17, содержащий волноводы 18, 19, 20 и 21, а также третий преобразователь 22 и третью детекторную секцию 23. В диагонали разветвителя 17 размещен поляризационный направленный делитель 24, выполненный в виде решетки из тонких параллельных проводников. Фланцы волноводов 7 и 18 соединены и образуют единый волноводный тракт. У волновода 19 имеется посадочное место для присоединения измеряемого образца 11. К волноводу 20 разветвителя 17 присоединена вторая согласованная нагрузка 10. К фланцу волновода 21 присоединен преобразователь 22 с детекторной секцией 23. Детекторная секция 23 подключена к индикаторному блоку 14.

Выполнение измерительного узла, содержащего преобразователь 3 мод и два четырехплечих прямоугольных разветвителя 8 и 17, показано на фиг.3 и 4.

Преобразователь 3 выполнен в виде плавного пирамидального рупора с меньшим 26 и большим 27 основаниями, имеющими форму прямоугольника. В части рупора, прилежащей к большему основанию 27, параллельно продольной оси 28 рупора размещены две тонкие металлические пластины 29, 30, имеющие гальванический контакт с широкими стенками рупора. Толщина пластин составляет (0,01-0,05)λ, где l длина волны. Широкие стенки рупора у большего основания имеют размер 2a, который составляет (5-20)λ. Узкие стенки рупора 2a₁ имеют размер (0,75 0,9) a. Расстояние между пластинами 2a₂ составляет (0,4 0,6) a, длина пластин L = (0,2-0,25)arctgϕ, где: ϕ половина угла раскрыва узких стенок рупора. Аналогичную конструкцию имеют также преобразователи 12 и 22. Длина преобразователя составляет (20-100)λ. Каждый из обоих четырехплечих прямоугольных разветвителей 9 и 17 выполнен из металлодиэлектрических волноводов квадратного сечения с размером 2a, совпадающим с размером широких стенок рупора со стороны большего основания преобразователя 2. Как показано на фиг.3, параллельно диагональной плоскости первого разветвителя 8 размещена диэлектрическая пластина 9, выполняющая функции делителя мощности. Ее толщина h составляет (0,03-0,3)λ_д, где λ_д длина волны в диэлектрике.

Стенки волноводов, перпендикулярные плоскости разветвления, покрыты слоем 31 радиопоглощающего материала толщиной δ, равной (0,08-0,25)λ. Поверхности разветвителя, параллельные плоскости разветвления, покрыты слоем 32 диэлектрика толщиной d, удовлетворяющей условию Второй четырехплечий разветвитель 17, выполненный аналогично разветвителю 8, содержит поляризационный направленный делитель 24, выполненный в виде решетки из тонких параллельных проводников. Период решетки выбран меньше 0,1λ, а коэффициент заполнения в диапазоне 0,02 0,2. Как и при использовании пластины 9, решеткой 24 следует полностью перекрыть диагональную плоскость сочленения волноводов.

Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения работает следующим образом.

Падающая мощность от СВЧ свип-генератора 1 через направленный ответвитель 2 (фиг. 1) и преобразователь 3 моды ТЕ₁₀ в моду LM₁₁ поступает в волновод 4 разветвителя 8. Падающая мощность делится пластиной 9 на две части: одна часть поглощается частично в согласованной нагрузке 10, другая падает на измеряемый образец 11. Часть отраженной от образца СВЧ мощности через направленный делитель с пластиной 9 поступает на преобразователь 12, который осуществляет обратное преобразование моды LM₁₁ в моду TE₁₀. Далее, сигнал подается на детекторную секцию 13, где детектируется, а затем на индикаторный блок 14, где сравнивается с сигналом от детекторной секции 15, который пропорционален мощности, поступающей от генератора на вход преобразователя 3.

При фазовых измерениях в миллиметровом диапазоне длин волн вместо согласованной нагрузки 10 используется короткозамыкающий подвижный поршень, а в качестве индикаторного блока приборы Я2П-67 или Я2Р-70. В сантиметровом диапазоне в качестве индикаторного блока удобно использовать векторный анализатор цепей типа НР 8510 фирмы Hewlett-Packard или амплифазометр, входящий в состав измерителя комплексных коэффициентов отражения FK4-55/1. Результат сравнения амплитуд и фаз двух отраженных сигналов от калибровочной металлической пластины и от измеряемого образца позволяет рассчитать искомый параметр. Методика измерений и отработки результатов экспериментов описана в [(2), а также в (3): В.Н. Аплеталин и др. Методы и установки для измерения коэффициентов отражения от плоских образцов на миллиметровых волнах. - "Измерительная техника", 1991, N 7, с. 40-42)] При проведении поляризационных измерений (фиг. 2) мощность СВЧ падает на измеряемый образец 11 в виде волны основной поляризации, проходя через направленный делитель с пластиной 9 и отражаясь от поверхности решетки поляризационного направленного делителя 24. Мощность, отраженная от образца, распространяется в виде волн двух поляризаций основной и кросс-поляризации. Волна основной поляризации поступает в преобразователь 12 и детектируется детекторной секцией 13. Волна кросс-поляризации поступает в преобразователь 22 и детектируется секцией 23. В индикаторном блоке 14 сигналы от детекторов 13 и 23 сравниваются с сигналом от детекторной секции 15. Методика измерений аналогична описанной в (2), (3).

Примеры реализации.

а) Для измерений в сантиметровом диапазоне длин волн реализовано устройство с использованием разветвления с металлодиэлектрическими волноводами квадратного сечения размером (200 х 200) мм. Их стенки, перпендикулярные плоскости разветвления, покрыты гетинаксом слоем толщиной 4 мм. На других стенках нанесено покрытие на основе проводящей электрографической бумаги марки ЭТБ-2. Преобразователи выполнены в виде рупоров с сечением малого основания (10 х 23) мм, сечением большого основания (200 х 160) мм и длиной 700 мм. С малым основанием состыкован направленный ответвитель со стандартным сечением. Пластина направленного делителя мощности выполнена из органического стекла толщиной 3 мм и установлена в разветвителе в плоскости, параллельной диагональной. Согласованная нагрузка выполнена в виде клиньев из указанной электрографической бумаги высотой около 200 мм и углом при вершине 20^o. Поглощающий материал на боковых стенках волновода представляет собой трехслойную структуру с внутренним слоем электропроводящей бумаги, а внешним слоем обычной неэлектроводной бумаги. Толщина трехслойной структуры около 5 мм. Диэлектрическое покрытие волноводов слой гетинакса толщиной 3 мм. При измерениях коэффициентов отражения материалов с помощью указанного устройства использовались стандартные направленные ответвители и детекторные секции, входящие в состав прибора РК4-55/1.

б) Для измерений в миллиметровом диапазоне длин волн реализовано устройство разветвления волноводов с сечением (40 х 40) мм, также с использованием металлодиэлектрических волноводов. Преобразователь упора имеет сечение меньшего основания (1,8 x 3,6) мм. Направленный ответвитель и детектор входят в комплект серийного прибора типа Р2-69. Направленный делитель мощности выполнен из лавсановой пленки толщиной 500 мкм. Толщина диэлектрика металлодиэлектрического волновода 500 мкм. Поглощающий материал выполнен двухслойным: наружный слой их электропроводящей бумаги, внутренний из диэлектрика. Общая толщина слоя поглощающего материала 500 мкм.

в) При проведении поляризационных измерений устройство, описанное в предыдущем примере реализации, дополнено вторым разветвителем аналогичного конструктивного выполнения, но имеющим в диагонали поляризатор решетку из проводников толщиной 40 мкм, установленных с шагом 200 мкм (коэффициент заполнения 0,2). В качестве генераторного и индикаторного блоков использованы серийные приборы типа Г4-161 и Я2Р-70, соответственно.

На фиг. 5 представлены результаты измерений коэффициента отражения R от образцов тефлона толщиной 30,2 мм в сантиметровом диапазоне длин волн с помощью устройства, описанного в первом примере реализации. Видна интерференционная зависимость модуля коэффициента отражения от частоты с минимумами, характеризующими высокую чувствительность устройства; регистрируется уровень (-50) дБ. Из значений частот резонансных пиков по методике (2), (3) можно определить с высокой точностью диэлектрическую проницаемость материала пластины.

На фиг. 6 показаны результаты измерений коэффициента отражения R лавсановых пленок с толщиной 12 мкм (кривая 1) и толщиной 4,5 мкм (кривая 2). Видно, что минимум измеряемого коэффициента отражения для более тонкой пленки составляет 60 дБ.

На фиг. 7 приведены результаты измерений уровня отраженной мощности для основной и кросс-поляризаций от лавсановой пленки толщиной 50 мкм. Из осциллограммы следует, что наряду с отраженной волной основной поляризации имеется и отраженная волна кросс-поляризации, характеризующая анизотропию свойств пленки. В нижнем правом углу осциллограммы показана частотная зависимость разности диэлектрических проницаемостей в двух перпендикулярных направлениях, рассчитанная по результатам полученных экспериментальных данных. Видно, что эта разность оставляет около 0,1, что позволяет рекомендовать такую пленку для использования в качестве полупрозрачного элемента в разветвителях квазиоптических устройств в миллиметровом диапазоне длин волн.

Анализ уровня техники показал, что изобретение является новым и промышленно применимым по приведенным выше описанию и примерам реализации.

Предложение удовлетворяет условию изобретательского уровня, поскольку достижение технического результата возможность измерения очень малых значений коэффициента отражения в широком классе материалов очевидным образом не следует из уровня техники, так как основано на знаниях, установленных заявителем. Эти знания сводятся к определенному выполнению тракта из металлодиэлектрических волноводов, выбору соотношения размеров отдельных элементов, особому их расположению. Известность принципов построения отдельных элементов трактов, например, по а.с. 1125675, по кл. H 01 F 1/16 (1984) или а.с. 1741086 по кл. G 01 R 27/06 (1992) не порочит новизны причинно-следственной связи "отличительные признаки технический результат".

Формула изобретения

1. Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения в квазиоптическом тракте, включающее генератор СВЧ, направленный ответвитель, первый и второй преобразователи рабочей моды в виде плавного пирамидального рупора с двумя прилегающими к большему основанию металлическими пластинами, размещенными параллельно оси и имеющими гальванический контакт с широкими стенками рупора, четырехплечее прямоугольное разветвление волноводов квадратного сечения c направленным делителем мощности в виде диэлектрической пластины, генератор СВЧ подключен через направленный ответвитель и первый преобразователь рабочей моды к первому плечу разветвления волноводов, второе плечо разветвления, противоположное первому, снабжено средствами подсоединения измеряемого образца, третье боковое плечо, смежное с первым и размещенное по одну сторону от направленного делителя мощности, подключено к первой согласованной нагрузке, а четвертое через второй преобразователь рабочей моды к первой детекторной секции, выход которой подключен к первому входу индикаторного блока, к его второму входу подключен выход второй детекторной секции, вход которой подсоединен к выходу вторичного волновода направленного ответвителя, отличающееся тем, что диэлектрическая пластина направленного делителя мощности размещена в плоскости, параллельной диагональной плоскости разветвления и смещена от последней на величину (0,15-0,35)λ, размер широких стенок больших оснований рупоров в плоскости разветвления совпадает с размером стенок волноводов разветвления, размер узких стенок составляет (0,75 0,9)а, при этом длина рупоров составляет (4 20)а, где λ длина волны излучения, а размер стороны сечения волновода разветвления.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина металлических пластин рупоров составляет (0,01-0,05)λ, расстояние между ними (0,4 0,8)а, их длина L удовлетворяет условию
L = (0,2-0,25)arctgϕ,
где ϕ- половина угла раскрыва узких стенок рупора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что стенки волноводов, перпендикулярные плоскости разветвления, представляют собой слоистую структуру толщиной (0,08-0,25)λ из чередующихся слоев проводящего и непроводящего листовых материалов на основе бумаги.

4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что согласованная нагрузка выполнена в виде набора плоских клиньев из электропроводящей бумаги, причем плоскости клиньев перпендикулярны плоскости разветвления волноводов.

5. Устройство по пп. 1 4, отличающееся тем, что угол раскрыва узких стенок рупора преобразователей составляет 3 15^o.

6. Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения в квазиоптическом тракте, включающее генератор СВЧ, направленный ответвитель, три преобразователя рабочей моды в виде плавного пирамидального рупора с двумя, прилегающими к большему основанию, металлическими пластинами, размещенными параллельно оси и имеющими гальванический контакт с широкими стенками рупора, первое четырехплечее прямоугольное разветвление волноводов квадратного сечения с направленным делителем мощности в виде диэлектрической пластины, второе четырехплечее разветвление волноводов, соединенное с первым последовательно, с установленным в его диагональной плоскости поляризационным направленным делителем в виде решетки параллельных проводников, три детекторные секции, подключенные к индикатору, две согласованные нагрузки, генератор СВЧ подключен через направленный ответвитель и один из преобразователей рабочей моды к первому плечу первого разветвления волноводов, при этом вход одной из детекторных секций подключен к выходу вторичного волновода направленного ответвителя, одно из боковых плеч каждого из разветвлений волноводов подключено к другим детекторным секциям через преобразователи рабочей моды, боковое плечо первого разветвления волноводов и плечо второго разветвления волноводов, противоположное входному, подключены к согласованным нагрузкам, боковое плечо второго разветвления снабжено средствами для присоединения измеряемого образца, отличающееся тем, что диэлектрическая пластина направленного делителя мощности размещена в плоскости, параллельной диагональной плоскости разветвления и смещена от последней на величину (0,15-0,35)λ, размер широких стенок больших оснований рупоров в плоскости разветвления совпадает с размером стенок волноводов разветвления, размер узких стенок составляет (0,75 0,9)а, при этом длина рупоров составляет (4 20)а, где λ - длина волны излучения, а размер стороны сечения волновода разветвления.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что толщина металлических пластин рупоров составляет (0,01-0,05)λ, расстояние между ними (0,4 0,6)а, а их длина L удовлетворяет условию
L = (0,2-0,25)arctgϕ,
где ϕ половина угла раскрыва узких стенок рупора.

8. Устройство по пп. 5, 6, отличающееся тем, что стенки волноводов, перпендикулярные плоскости разветвления, представляют собой слоистую структуру толщиной (0,08-0,25)λ чередующихся слоев проводящего и непроводящего листовых материалов на основе бумаги.

9. Устройство по пп. 5 7, отличающееся тем, что согласованная нагрузка выполнена в виде набора плоских клиньев из электропроводящей бумаги, причем плоскости клиньев перпендикулярны плоскости разветвления волноводов.

10. Устройство по пп. 5 8, отличающееся тем, что угол раскрыва узких стенок рупора преобразователей составляет 3 15^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7