Способ определения амплитуд собственных волн в многоволновом волноводе

 

Союз Советсних

Республик

248022. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07 11.1967 (№ 1131275/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.1.1970. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 12Х.1970

Кл. 21а, 73

MHK H 01p

УДК 621.317.326(088.8) Комитет по делам изобретений и отнрытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В, С. Смоловик

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД СОБСТВЕННЫХ ВОЛН

В МНОГОВОЛНОВОМ ВОЛНОВОДЕ

Известны способы определения амплитуд собственных волн в многоволновых волноводах (способ измерения диаграммы направленности излучения с открытого конца волновода, способ зондов, способ направленных ответвителей) . Такие способы требуют или больших величин передаваемой по волноводу мощности, наличия чувствительного приемника и малогабаритного и подвижного индикатора СВЧ-поля (зонд с детектором), или же наличия достаточного количества специальных направленных ответвителей.

Предлагаемый способ отличается тем, что для измерений при малой передаваемой по волноводному тракту мощности и неподвижном индикаторе применен интерферометр Майкельсона. Отражающие зеркала интерферометра устанавливаются на одинаковом расстоянии от его центра и отмечается максимальный сигнал индикатора. Затем одно из зеркал передвигается на некоторое расстояние, при котором измеряется сигнал индикатора. Число таких измерений должно быть равно числу исследуемых волн, а сами результаты, делимые на первое измерение максимального сигнала, дадут свободные члены уравнений относительно квадратов амплитуд волн. Эти измерения повторяются после поворота интерферометра на угол 90 вокруг оси исследуемого волновода, после чего амплитуда,волны находится как корень квадратный из суммы квадратов амплитуд этой волны, найденных при двух положениях интерферометра относительно волновода. По этим двум изме5 рениям находят и поляризацию каждой из волн.

Для определения амплитуд волн в многоволновом волноводе используют волноводный вариант интерферометра Майкельсона с полу10 прозрачным (или слабоотражающим) зеркалом, выполненным в виде тонкой диэлектрической пластины. Например, в полом металлическом волноводе такой интерферометр выполняется в виде волноводного креста, волно15 воды которого расположены под углом 90 друг к другу, причем диэлектрическая пластина крепится в узкой щели под углом 45 к осям всех волноводов, Отражающими зеркалами при этом служат

20 поршни в плечах интерферометра, а индикатор должен реагировать на волны всех типов, падающих на него. Таким индикатором является сурьмянистый индий, охлажденный жидким гелием, пластина которого закрывает

25 конец волновода.

Если оба зеркала (поршня) интерферометра установлены на одинаковом расстоянии от

его центра (точки пересечения осей волноводов и полупрозрачного зеркала), то волны

30 всех типов, независимо от длины их волны ц

248022 (2) Составитель М. Порфиров»

Техред Л. В. Куклина Корректор Л. И, Гаврилова

Редактор Н. Коган

Заказ !О!8/4 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 волноводе, будут идти от обоих зеркал в волновод индикатора синфазно и, таким образом, их амплитуды будут максимальны и сигнал индикатора оказывается пропорциональным сумме где а„— амплитуда волны с номером и, N — число волн.

Х

Если сдвинуть одно из зеркал на, где

Х вЂ” длина волны в свободном пространстве, то сигнал до нуля не упадет, поскольку длина волны всех волн в волноводе больше Х и каждая волна, отраженная от одного зеркала, скомпенсирует до нуля такую же волну, отраженную от другого зеркала, лишь при определенном положении зеркала, при котором другие волны компенсироваться не будут.

При произвольной разности расстояний 1 между зеркалами и центром интерферометра сигнал на индикаторе пропорционален следующей сумме:

Х

_#_

4 а cos — 1= b и Л л=1

h где ˄— длина волны с номером и в волноводе.

Передвигая N раз зеркало и измеряя при этом величину b, получают систему N уравнений относительно квадратов амплитуд N волн, Поделив обе части равенства (2) на Ьо, получают уравнения, в обеих частях которых стоят квадраты относительных амплитуд.

Применяемый волноводный мост сам может возбудить волны высших типов. Однако расчет показывает, что если поперечный размер волновода больше / более чем в 20 раз, то мощность, переносимая этими волнами, составляет менее 0,09% от подходящей мощности и

5 этими волнами можно пренебречь. Поскольку коэффициент отражения диэлектрической пластины зависит от поляризации падающей волны (он максимален, если вектор E перпендикулярен плоскости падения, и равен нулю, ес10 ли вектор Е параллелен этой плоскости), то после проведения описанных выше измерений интерферометр необходимо повернуть на 90 вокруг оси исследуемого волновода и повторить эти измерения. Амплитуда волны нахо15 дится как корень квадратный из суммы квадратов амплитуд этой волны, вычисленных в результате двух измерений при разных расположениях резонатора с мостом относительно волновода. При этом можно найти поляриза20 цию каждой волны.

Проведенные эксперименты в субмиллиметровом диапазоне подтвердили возможность измерения амплитуд волн по предлагаемому способу.

Предмет изобретения

Способ определения амплитуд собственных волн в многоволновом волноводе с помощью резонатора, образованного отрезком волново30 да, ось которого перпендикулярна оси многоволнового волновода и который связан с многоволновым волноводом диэлектрической пластинкой, расположенной под углом 45 к осям резонатора и волновода, и индикатора мощно35 сти, включенного на выходе многоволнового волновода, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений, измеряют сигналы индикатора при изменении положения одного из зеркал резонатора.