Устройство для измерения разности фазовыхпостоянных волны яо! и волн н,п, е,„ в лшоговолновом

 

О П И С-A --Й И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

370543

Союз Советскиз

Сопиалистическик республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.11.1971 (№ 1628205/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.11.1973. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 16. г".1973

М. Кл. б Olr 25 00

Комитет по делам изобретений и открытиЯ при Совете й1инистров

СССР

УДК 621.317.353(088.8) Авторы изобретения

Л. Н. Вершинина и Н. П. Керженцева

Центральный научно-исследовательский институт связи

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗОВЫХ

ПОСТОЯННЫХ ВОЛНЫ Н«И ВОЛК Н»„Е,„В МНОГОВОЛНОВОМ

КРУГЛОМ ВОЛНОВОДЕ

Изобретение касается волно водных измерений и может быть использовано .в волноводной измерительной технике сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн, особенно при исследовании волноводов, предназначенHbIx для создания волвоводных линий дальней связи.

Известна установка для измерения разности фазовых постоянных волн Н«и Е1» В ней смесь волн Н«и Е,1 подается в исследуемый волновод, где помещена подвижная диэлектрическая вставка, представляющая собой короткий цилиндр, основания которого наклонены пор, малым углом у,к сечению волновода.

Из-за этого на диэлектрической вставке малая порция волны Ец преобразуется в H «. CyeMa исходной, волны Н«и возникшей H «принимается на другом конце образца преобразователем волны Нот H « и подается на прибор.

Перемещая диэлектрическую вставку вдоль образца, наблюдают изменение выходного сигнала, пропорционалыное взаимной фазе волн

Н«и Ei> в месте расположения вставки.

В этой установке принципиальную роль играет малость уровня сигналов Н«и Н «, на которых происходит измерение, так как только при малой величине угла среза у из волны

Eii образуется относительно чистая волна Н«, при больших возникает смесь различных волн. 30

Из-за этого практически невозможно проведение измерений в спиральных и кольцевых волноводах, в которых волна Е11 сильно затухает.

На этой установке нельзя проводить измерения разности фазовых постоянных волны

Н«и волн Е1„(п ) 1), Н»,. Перемещение диэлектрической вставки внутри образца, к обоим концам которогз подключаются измерительные волнов"дные элементы, механически сложно и не обеспечивает точного определения расстояния перемещения вставки.

Установка громоздка из-за большой требуе2;. мой длины образцов (l) ), поскольку в

Ьп волноводах, предназначаемых для дальней связи, величина

2-.

= 5 —:10 м.

АЬ

Целью данного изобретения является увеличение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что волновод закорочен подвижным поршнем, а регулятор пропорции смеси, выполнен íà Boëíоводе с продольными щелями регулируемой длины.

На фиг. 1 изображена принципиальная блоксхема предлагаемой установки; на фпг. 2— выходной сигнал, записанный на самописце, 37054

3 при измерении разности фазовых постоянных волн Н«и Н .

Установка содержит генератор 1 СВЧ, феррито вый циркулятор 2, преобразователь 8

>Io HPp» кольцевой фильтр 4 волны Нр» преобразователь 5 волны Н«в смесь волн HoI и Е» переменный аттенюатор б волны Н«, преобразователь 7 смеси волн HpI+EI в смесь

HoI+ Н „или Hpi+EI„(n) 1); исследуемый волновод 8, подвижный поршень 9, устройство

10, перемещающее поршень, детектор 11, усилитель 12, индикатор 18.

Сигнал волны Н р от генератора СВЧ 1, проходящий через цир кулято р 2, преобразуется в преобразователе 8 в волну Нр» В качестве преобразователя 8 может быть использован п реобразователь ти па Марье или типа направленного ответ вителя. Далее очищеннаякольцевым фильтром 4 волна Нр частично преобразуется в преобразователе 5 в волну Е» и возникает исходная смесь волн Н«и Е». В качест ве преобразователя 5 может быть использован изогнутый волновод круглого сечения и.ти отрезок волновода с полуцилиндрической диэлектрической вставкой определенной дтины.

Переменный аттенюатор б,волны Н«является регуляторогм пропорции смеси. Он представляет собой отрезок круглого волновода с продольными щелями регулируемой длины и поз воляет менять амплитуду волны Н«в смеси волн.

При измерении ЛЬ волн Н«и Е» смесь этих волн подается непосредственно в и сследуемый образец. При измерении ЛЙ волн Нрг и HI, EI исходная смесь Нр +Е» подается в преобразователь 7 несимметричных волн, в котором волна E«EI„(n)1) или Н,„, а волна Нрг не искажается, так что исходная смесь переходит в смесь Нр и одной из желаемых волн Е „или Н . Преобразователь несимметричных, волн представляет собой гофриро ванный волновод с кольцевьгми щелями, глубина которых плавно меняется вдоль его длины.

Далее, смесь исследуемых волн поступает в образец,волновода 8, отображается от поршня, перемещаемого устройством 10, и проходит весь путь до циркулятора 2 в обратном нап равлении. После прохождения образца взаимный фазовый сдвиг между волной Нрг и волной Н .„ (или Е ), входящей в смесь, определяется разностью их фазовых постоянных и длиной пути, пройденного в образце. На обратном пути смесь волн Н«и Н,„или Е«,) преобразуется в преобразователе 7 в смесь волн H« I.*

Е», которая в преобразователе 5 переходит в смесь волн Н«+Н«и Е +Е «Добавка Нр> возникает за счет частичного п реобразования волны Е» в Нр в преобразователе 5 (аналогично HoIE »). Волны Е» и Е » поглощаются в фильтре 4, после которого остаются только волны Нр +Н р» идущие в обратном направлении. Изменение разности фаз между компонентами HpI и Н р пРи движении поРшнЯ

15 г0 г5

3

4 в образце равно изменению разности фаз исследуемых волн. Амплитуда суммарного сигнала изменяется соответственно разности фаз волн Н«и Н «.

Преимущество в создании суммарного сигнала преобразователями 5 и 7 смеси заключается в том, что возникает относительно большой сигнал H pI, т. е. волна Н рг того же поряд ка, что и отраженная волна Е», Суперпозиция волн HpI+H «либо принимается направленным ответвителем волны Н«, либо преобразуется в волну Нгр и подается на регистрирующее устройство через циркулятор 2. Регистрирующее устройство состоит из детектора 1, усилителя 12 сигнала и индикатора 18, например самописца, на ленте которого записьгвается выходной сигнал, а также делаются отметки, соответствующие пройденному поршнем пути. Пример записи выходного сигнала при измерении Лй для волн HoI и HI дан на фиг. 2, Длина перемещения поршня, соответствующая последовательным минимумам (или максимумам) выходного сигнала, определяет Хб/2 исследуемых волн. Точность измерения повышается тем, что путем регулированя амплитуды волны Hp(аттенюатором б добиваются равенства амплитУд Нр и Н pI и, следовательно, четкой картины минимумов. Разность фазовых постоянных волн Нр и Н „или Е „определяется по формуле

Лй„= ", 1 где т — число максимумов (или минимумоB) выходного сигнала, соответствующих перемещению поршня на расстояние l в образце.

Процесс измерения заключается в следующем: включается регистрирующий прибор и приводится в движение поршень; отмечаются местоположения поршня, соответствующие N-ому (Лг — т) -ому экстремумам выходного сигнала; измеряется расстояние между этими местоположениями, равное l, и число длин волн биений, равное т затем проводится расчет по приведенной выше формуле, Предмет изобретения

Устройство для измерения разности фазовых постоянных волны Нр и волн Н „, Е „в многоволновом круглом волно воде, состоящее из возбудителей смеси исследуемых волн, фильтра волн, регулятора пропорции смеси, гофрированного преобразователя, циркулятора для вьгвода результирующего сигнала, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения, волновод закорочен подвижньгм поршнем, а регулятор пропорции смеси выполнен на волноводе с продольными щелями регулируемой длины.

370543

Vuz..1

Риг 2

Составитель С. Лукинская

Техред Г. Дворина

Редактор T. Иванова

Корректор Е. Сапунова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 129/14 Изд. ¹ 263 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5