Устройство для измерения параметров электромагнитной волны



Устройство для измерения параметров электромагнитной волны
Устройство для измерения параметров электромагнитной волны
Устройство для измерения параметров электромагнитной волны

 


Владельцы патента RU 2563110:

Общество с ограниченной ответственностью "ФазАР" (RU)

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и коэффициента эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств. Устройство для измерения параметров электромагнитной волны содержит разделитель 1 поляризации, выполненный в виде двухканального поляризационного устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента 2, компьютер 3, векторный анализатор 4 электрических цепей, выполненный с возможностью подключения к компьютеру 3 и соединения выхода с входом измеряемого элемента 2, и направленный ответвитель 5. Технический результат заключается в увеличении количества одновременно измеряемых параметров электромагнитной волны до трех, упрощении конструкции устройства для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и эллиптичности электромагнитной волны, сокращении времени измерения волноводных устройств, повышении точности измерений, обеспечении в устройстве оптимальных показателей массы и габаритов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и коэффициента эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств.

Известен модуляционный турникетный радиополяриметр, содержащий турникетное соединение, выполняющее роль разделителя поляризации, первый и второй вентили, модулятор поляризации, измерительный канал, блок калибровки поляризации, направленный ответвитель, блок калибровки интенсивности, первый и второй модуляторы интенсивности, первый и второй тройники, причем модуляторы и тройники образуют гибридное кольцо, дополнительный измерительный канал, короткозамыкатели и управляющий генератор (см. авторское свидетельство СССР 1518805, МПК G01R 29/08, опубл. 30.10.1989 г.).

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции.

Известно устройство для измерения кросс-поляризационной характеристики волноводного тракта, содержащее разделитель поляризации с входом для подключенения к выходу измеряемого элемента и два канала, включающих первый вентиль и второй вентиль, первый выход разделителя поляризации соединен с входом первого вентиля, а второй выход разделителя поляризации соединен с входом второго вентиля, разделитель поляризации выполнен в виде двухканального поляризационного устройства, а также устройство дополнительно снабжено первым аттенюатором, вход которого подключен к выходу первого вентиля, вторым аттенюатором, вход которого подключен к выходу второго вентиля, коммутатором, первый вход которого подключен к выходу первого аттенюатора, а второй вход подключен к выходу второго аттенюатора, а также блоком измерения, вход которого подключен к выходу коммутатора (см. патент РФ №2242769, МПК G01R 29/08, опубл. 20.12.2004 г.).

Данное устройство обладает необходимой точностью измерений, но включает в свой состав СВЧ устройства (аттенюаторы и электронные коммутаторы), наличие которых увеличивает время измерения поляризационной характеристики и усложняет конструкцию, снижая надежность устройства. Большая номенклатура сборочных элементов в двух каналах измерения не позволяет исключить взаимовлияние элементов в них, что снижает точность измерения. Устройство имеет неоптимальные показатели по массе и габаритам.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны, содержащее разделитель поляризации, выполненный в виде двухканального поляризационного устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента, первый измеритель уровня сигнала электромагнитной волны, второй измеритель уровня сигнала электромагнитной волны, причем указанные измерители выполнены в виде преобразователей мощности с шиной USB, подключены входами непосредственно к соответствующим выходам разделителя поляризации и выполнены с возможностью подключения к компьютеру, эллиптичность электромагнитной волны определяется по формуле:

где P1, P2 - уровень сигнала в первом и втором каналах соответственно (см. патент РФ №2398243, МПК G01R 29/08, опубл. 27.08.2010 г. - прототип).

Недостаток известного устройства состоит в недостаточном количестве измеряемых параметров электромагнитной волны.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение количества одновременно измеряемых параметров электромагнитной волны до трех, упрощение конструкции устройства для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и эллиптичности электромагнитной волны, сокращение времени измерения волноводных устройств, повышение точности измерений, обеспечение в устройстве оптимальных показателей массы и габаритов.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения параметров электромагнитной волны, включающее разделитель поляризации, выполненный в виде двухканального поляризационного устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента, компьютер, введены векторный анализатор электрических цепей и направленный ответвитель, разделитель поляризации первым и вторым выходами соединен соответственно с первым входом векторного анализатора электрических цепей и входом направленного ответвителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно во вторым и третьим входами векторного анализатора электрических цепей, причем векторный анализатор электрических цепей выполнен с возможностью подключения к компьютеру и соединения выхода с входом измеряемого элемента.

Векторный анализатор электрических цепей представляет собой четырехпортовый анализатор серии PNA с шиной USB для подключения к компьютеру.

Предпочтительно первый и второй измеритель уровня сигнала электромагнитной волны выполнить в виде преобразователей мощности с шиной USB.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения параметров электромагнитной волны с подключением ее к измеряемому элементу и компьютеру.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1 - разделитель поляризации;

2 - измеряемый элемент;

3 - компьютер;

4 - векторный анализатор электрических цепей;

5 - направленный ответвитель;

6 - шина USB.

Устройство для измерения параметров электромагнитной волны содержит разделитель 1 поляризации, выполненный в виде двухканального поляризационного устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента 2, компьютер 3, векторный анализатор 4 электрических цепей, выполненный с возможностью подключения к компьютеру 3 и соединения выхода с входом измеряемого элемента 2, и направленный ответвитель 5. Разделитель 1 поляризации первым и вторым выходами соединен соответственно с первым входом векторного анализатора 4 электрических цепей и входом направленного ответвителя 5, первый и второй выходы которого соединены соответственно во вторым и третьим входами векторного анализатора 4 электрических цепей.

Векторный анализатор 4 электрических цепей представляет собой четырехпортовый анализатор, например, серии PNA фирмы Agilent (США) с шиной 6 USB для подключения к компьютеру 3.

Устройство для измерения параметров электромагнитной волны волноводных устройств работает следующим образом. Электромагнитная волна СВЧ диапазона линейной или круговой поляризации поступает на измеряемый элемент 2, после прохождения которого она приобретает эллиптическую поляризацию. Далее электромагнитная волна поступает на вход разделителя 1 поляризации. На разделителе 1 поляризации электромагнитная волна эллиптической поляризации разделяется на две линейно поляризованные составляющие, которые направляются в два параллельных канала через его первый и второй выходы. Сигнал с первого выхода разделителя 1 поляризации подается на первый вход векторного анализатора 4 электрических цепей. Направленный ответвитель 5 своим входом подключен ко второму выходу разделителя 1 поляризации, а своими первым и вторым выходами подключен ко второму и третьему входам векторного анализатора 4 электрических цепей. Результаты измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и эллиптичности электромагнитной волны через шину 6 USB поступают на порт компьютера 3, где происходит их обработка по заданному алгоритму. Эллиптичность электромагнитной волны определяется по формуле:

где P1, P2 - уровень сигнала в первом и втором каналах соответственно.

Для упрощения программного обеспечения, повышения точности и быстродействия расчетов в указанной формуле введены модули в степенях.

Устройство измерения параметров электромагнитной волны позволяет осуществлять одновременно с помощью ПЭВМ амплитудные и фазовые измерения, а также измерение коэффициента эллиптичности, что дает возможность упростить процесс измерения параметров электромагнитной волны и конструкцию устройства в целом. Кроме того, в устройстве обеспечено улучшение в несколько раз показателей массы, габаритов и времени измерения за счет исключения коммутации каналов.

1. Устройство для измерения параметров электромагнитной волны, включающее разделитель поляризации, выполненный в виде двухканального поляризационного устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента, компьютер, отличающееся тем, что введены векторный анализатор электрических цепей и направленный ответвитель, разделитель поляризации первым и вторым выходами соединен соответственно с первым входом векторного анализатора электрических цепей и входом направленного ответвителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно во вторым и третьим входами векторного анализатора электрических цепей, причем векторный анализатор электрических цепей выполнен с возможностью подключения к компьютеру и соединения выхода с входом измеряемого элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что векторный анализатор электрических цепей представляет собой четырехпортовый анализатор серии PNA с шиной USB для подключения к компьютеру.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и коэффициента эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к разделу «Измерение электрических и магнитных величин, измерение характеристик электромагнитного поля» и может быть использовано для исследования ПЭМИ при определении информационной безопасности ТС, объектов информатизации в рамках решения задач технической защиты информации в результате побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН).

Изобретение относится к измерительным устройствам для определения напряженности электрического поля волны магнитного типа в волноводе. Устройство представляет собой комбинацию миниатюрных β-спектрометра и электронной пушки, которые монтируются на трубчатом вакуумированном волноводе.

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, а именно к устройствам для измерения характеристик электромагнитного поля, воздействующего на персонал при работе в любых электроустановках и зонах при наличии магнитного поля частотой 50 Гц, и может быть использовано для контроля и предупреждения персонала соответственно о допустимом и вредном воздействии магнитного поля в течение смены.

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и раскрывает способ обнаружения и ликвидации несанкционированно установленных электронных устройств в кабельной линии связи весов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию параметров вторичного излучения различных сред. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, формирователь спектра излучения, коммутатор антенн, приемо-передающую антенную систему, формирователь информации излучения вторичных излучателей, преобразователь частотного спектра, блок фильтров, блок анализа спектра излучения, блок индикаторов спектра вторичного излучения.

Группа изобретений относится к способу и системе мониторинга электромагнитных помех. Способ мониторинга электромагнитных помех, характеризующийся тем, что регистрируют и генерируют множество форм колебаний во временной области и множество диаграмм разброса; сохраняют множество зарегистрированных и генерированных форм колебаний во временной области и диаграмм разброса; применяют быстрое преобразование Фурье (БПФ) к каждой из сохраненных форм колебаний во временной области с целью получения тем самым результатов БПФ; сохраняют результаты БПФ в базе данных; генерируют статистически репрезентативную спектрограмму в частотной области на основании сохраненных результатов БПФ и диаграмм разброса или данных, связанных с диаграммами разброса; объединяют БПФ, составляющие статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника электромагнитных помех (ЭМП) или анализатора спектра; и объединяют полученные результаты нескольких итераций этого процесса с целью получения спектра ЭМП, статистически эквивалентного действительному спектру ЭМП, относящемуся к исследуемому источнику сигнала.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к СВЧ-радиометрическим приемникам. Радиометр с трехопорной модуляцией содержит последовательно соединенные приемную антенну, трехвходовый СВЧ-переключатель, усилитель высокой частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный фильтр, синхронный детектор, блок вычисления множительно-делительной операции и регистратор, у которого на управляющие входы СВЧ-переключателя, синхронного фильтра и синхронного детектора подаются сигналы управления модуляцией от прибора управления модуляцией.

Изобретение относится к средствам относительного позиционирования сети электромагнитных датчиков и тестируемого объекта. Средство (300) относительного позиционирования сети (100) электромагнитных датчиков и тестируемого объекта (200), характеризующееся тем, что содержит средства (301) относительного перемещения тестируемого объекта (200) и сети (100) электромагнитных датчиков с по меньшей мере двумя степенями свободы, при этом указанные средства (301) включают в себя средства (301) перемещения со скольжением, выполненные с возможностью перемещения либо объекта (200), либо сети (100) датчиков, причем указанные средства (301) перемещения со скольжением содержат первый направляющий узел, расположенный в первом направлении скольжения, на котором установлена первая перемещаемая площадка (314), и второй направляющий узел, расположенный во втором направлении скольжения, перпендикулярном к первому направлению, на котором установлена вторая перемещаемая площадка (334), причем это относительное перемещение позволяет увеличить число точек измерения по этим двум степеням свободы, чтобы осуществить дополнительную пространственную дискретизацию при помощи сети (100) датчиков во время измерения излучаемого поля вокруг или перед объектом (200).

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для определения характеристик электромагнитного излучения исследуемого объекта. Устройство (10) для определения характеристик электромагнитного излучения исследуемого объекта, содержащее сеть (100) зондов, приводные средства (200), обеспечивающие скользящее перемещение сети (100) зондов вдоль своего контура с перемещением относительно исследуемого объекта на расстояние, превышающее шаг сети (100) зондов, для осуществления измерений в различных положениях сети (100) зондов относительно исследуемого объекта.

Изобретение относится к области радиосвязи. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, формирователь спектра излучения, коммутатор антенн, приемо-передающую антенную систему, адаптивный преобразователь, формирователь информации излучения вторичных излучателей, преобразователь частотного спектра, блок фильтров, блок анализа спектра излучения, блок исследования спектра вторичного излучения. При этом выход генератора тактовых импульсов соединен с входом формирователя спектра излучения; двадцать восемь выходов формирователя спектра излучения соединены с двадцатью восемью входами коммутатора антенн; двадцать восемь выходов-входов коммутатора антенн, с первого по двадцать восьмой, соединены параллельно с двадцатью восемью входами-выходами четырех приемо-передающих антенных систем; двадцать восемь выходов коммутатора антенн, с двадцать восьмого по пятьдесят шестой, соединены через адаптивный преобразователь с двадцатью восемью входами формирователя информации излучения вторичных излучателей; выход формирователя информации соединен через преобразователь частотного спектра, через десять выходов блока фильтров с десятью входами блока анализа спектра вторичного излучения; десять выходов блока анализа соединены с десятью входами блока исследования спектра излучения. Технический результат заключается в автоматизации анализа частотных свойств поля вторичного излучения исследуемых объектов и их уровней. 14 з.п. ф-лы, 18 ил.

Устройство для исследования побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) от технических средств (ТС) относится к области радиотехники, а именно к разделу «Измерение электрических и магнитных величин, измерение характеристик электромагнитного поля», и может быть использовано для исследования побочных электромагнитных излучений при определении информационной безопасности технических средств (ТС), объектов информатизации в рамках решения задач технической защиты информации в результате побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН). Устройство выполняет измерение напряженности электрического Е поля излучений, при этом выделяется максимальный модуль компоненты действительной части двумерного углового спектра, по которому судят о напряженности электромагнитного поля. Для достижения технического результата измерительная система дополнена измерительными антеннами в горизонтальной и вертикальной поляризации в широком диапазоне частот, а также обеспечивается измерение магнитной составляющей ПЭМИ. Для измерения параметров полей используется поворотный диэлектрический стол, управляемый пультом дистанционного управления, и система установленных измерительных антенн. Измерительные антенны присоединены к управляемому антенному переключателю (УАП), выход которого присоединен к входу средства измерения (СИ). Исследование реализуется в автоматизированном режиме с учетом всех коэффициентов калибровки измерительных антенн. Техническим результатом является осуществление возможности измерения напряженности электромагнитного поля ПЭМИ электрических Е и магнитных Н составляющих ПЭМИ при их исследовании, с определением значений частот F и их уровней Е в широком диапазоне частот от 9 кГц до 12,5 ГГц с горизонтальной и вертикальной поляризацией измерительных антенн, значений частот F и их уровней Н в диапазоне частот от 9 кГц до 30 МГц, при этом определяют максимальные и минимальные значения электрических Е и магнитных Н составляющих ПЭМИ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ проведения объектовых исследований электромагнитного поля радиочастотного диапазона в помещениях, оснащенных средствами радиоэлектронного подавления беспроводных систем связи, предусматривает измерение значений модулей вектора напряженности электрического поля, создаваемого средствами беспроводной связи при наличии и отсутствии электромагнитного экранирования помещения, а также создаваемого средствами радиоэлектронного подавления. Исходя из результатов измерений определяют значения коэффициентов подавления и коэффициентов ослабления электромагнитного поля, составляют карту распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении, причем изолинии на данной карте соответствуют значениям измеренных характеристик электромагнитного поля и рассчитанных коэффициентов, выполняют оценку эффективности работы средств радиоэлектронного подавления в исследуемом помещении и опционально оценку электромагнитной безопасности. Техническим результатом является повышение точности комплексного контроля электромагнитного поля радиочастотного диапазона в помещениях. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к способам измерения отражательной характеристики - эхо-коэффициента участков боковых стен безэховой камеры (БЭК). Способ включает излучение СВЧ-сигнала в безэховую камеру, рассеивание его металлическим зондом и прием мощности сигналов, рассеянных зондом и освещенным участком боковой стены безэховой камеры. При этом зонд выполняют в виде тонкой ромбической металлической пластины с одинаковой или с разной длиной диагоналей, причем длина диагонали или меньшей диагонали больше рабочей длины волны безэховой камеры. Зонд устанавливают на малоотражающую опору, размещенную в зоне безэховости безэховой камеры, вертикально и одной его диагональю горизонтально, после чего зонд вращают по азимуту и облучают СВЧ-излучением, а измеряемый участок боковой стены безэховой камеры облучают зеркальным отражением от зонда в направлении этого участка, принимают СВЧ-сигналы раздельно по времени: один зеркально отраженный от плоскости зонда в обратном направлении, а другой отраженный в обратном направлении от облучаемого зондом участка боковой стены безэховой камеры, а эхо-коэффициент освещенного зондом участка стены определяют как отношение мощностей сигналов, отраженных в обратном направлении от освещенного участка боковой стены и плоскости зонда. Технический результат заключается в упрощении способа измерения эхо-коэффициента стен БЭК и упрощение конструкции зонда. 1 ил.

Изобретение относится к исследованию электромагнитного излучения от различной аппаратуры в закрытом пространстве, например в безэховой камере. Устройство для электромагнитного испытания объекта содержит сеть электромагнитных зондов (2), конструкцию (3) для поддержки сети зондов (2) и опору (4) для поддержания испытываемого объекта. В соответствии с изобретением конструкция (3) закрывается в трех измерениях пространства, полностью окружая опору (4) испытываемого объекта посредством по меньшей мере одной проводящей стенки (31), образующей клетку Фарадея, которая на ее внутренней стороне выстлана безэховыми электромагнитными поглотителями (5), расположенными с определенными интервалами между зондами (2). В замкнутом объеме, ограниченном опорной конструкцией (3), также размещена система (6) относительного перемещения для относительного перемещения опоры (4) по отношению к опорной конструкции (3) по меньшей мере с одной степенью свободы и система (6) относительного перемещения, расположенная внутри опорной конструкции (3), образована по меньшей мере одной первой системой (60) относительного углового перемещения, обеспечивающей выполнение по меньшей мере одного заданного относительного скользящего углового перемещения (А1) опорной конструкции (3) по отношению к опоре (4) вокруг невертикальной геометрической оси. Опорная конструкция (3) покоится на нижнем основании (61), при этом между основанием (61) и опорной конструкцией (3) размещена вторая другая система (63) углового перемещения, позволяющая перемещать опорную конструкцию (3) относительно основания (61) на второй угол (А2) с тем же самым абсолютным значением и противоположно скользящему угловому перемещению (А1) первой системы (60) относительного углового перемещения опоры (4) относительно опорной конструкции (3), так что опора (4) для испытываемого объекта остается в заданном и, по существу, постоянном положении относительно вертикали. 14 з.п. ф-лы, 13 ил.

Способ повышения точности определения угла прихода радиоволн относится к области техники электрических измерений и может быть использован при исследовании распространения радиоволн на открытых трассах. Цель изобретения - достижение высокой точности измерений угла прихода радиоволн. Новым в способе повышения точности определения угла прихода радиоволн является первоначальное генерирование высокочастотных колебаний с первой частотой в первом канале интерферометра и колебаний со второй частотой во втором канале интерферометра. Высокочастотные колебания излучают через антенны интерферометра в направлении третьей антенны, где их принимают, трансформируют по частоте и переизлучают в обратном направлении. В каналах интерферометра эти высокочастотные колебания вторично принимают и смешивают с исходными колебаниями. При этом измеряют разность фаз комбинационных низкочастотных составляющих и запоминают ее. На втором этапе в первом канале интерферометра генерируют высокочастотные колебания со второй частотой, а во втором канале интерферометра генерируют колебания с первой частотой. Вновь измеряют разность фаз комбинационных низкочастотных составляющих и берут среднее арифметическое текущей измеренной разности фаз и запомненной ранее. По полученной среднеарифметической разности фаз определяют угол прихода радиоволн с высокой точностью.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения коэффициента отражения радиоволн от радиопоглощающих покрытий (РПП) при малых углах облучения. Достигаемый технический результат - повышение точности измерений коэффициента отражения радиоволн от РПП. Указанный результат достигается за счет того, что устройство для измерения коэффициента отражения радиоволн от РПП содержит последовательно соединенные приемную антенну, приемное устройство, счетно-решающее устройство, блок управления и передающее устройство с передающей антенной, а также опорно-поворотное устройство и разделительную пластину из радиопоглощающего материала, которая установлена между приемной и передающей антеннами, при этом приемное устройство с приемной антенной установлены на устройство линейного перемещения в горизонтальной плоскости, которое соединено с третьим выходом блока управления, кроме того, блок управления вторым выходом соединен с опорно-поворотным устройством, на котором попеременно размещают уголковый отражатель с исследуемым образцом РПП и уголковый отражатель без него (эталонный образец), при этом соотношение линейных горизонтальных размеров граней которого выбрано в масштабе не менее 1:1,8, кроме того, уголковый отражатель размещен на опорно-поворотном устройстве так, что осью его вращения является линия, параллельная ребру уголкового отражателя и проходящая через середину образца РПП. 1 ил.

Изобретение относится к генерированию электромагнитных полей для исследований их воздействия на биоорганизмы. Предложенное устройство содержит две электрические цепи, первая из которых включает генератор переменного напряжения, который входом подключен к сети напряжением 220 B и выходом соединен с одним из входов усилителя переменного напряжения, снабженного встроенным реостатом, при этом усилитель переменного напряжения вторым входом подключен через выключатель к сети напряжением 220 B и выходом соединен через амперметр с обмоткой соленоида, вторая электрическая цепь включает высоковольтный источник переменного напряжения, который входом подключен через выключатель к выходу лабораторного автотрансформатора, причем лабораторный автотрансформатор входом подключен к сети напряжением 220 B, при этом высоковольтный источник переменного напряжения имеет два выхода, одним из которых подключен к металлическим пластинам, встроенным в соленоид, причем клеммы подключения пластин снабжены резисторами, а другим выходом - к вольтметру переменного напряжения, причем максимальное напряжение на входе высоковольтного источника переменного напряжения может составлять 240 B. Техническим результатом является создание переносного устройства для генерирования электромагнитных полей с заданными параметрами этих полей для исследования их воздействия на биоорганизмы. 4 ил.
Наверх