Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.IX.1972 65686 KI 21a4,74 MKP HOlp 1/22 BIBLIOTEKA Wspóltwórcy wynalazku: Marcin Zawadzkie Andrzej Zakrzewski Wlasciciel patentu: Politechniki Warszawska, Warszawa (Polska) Symulator zasiegu dalmierzy mikrofalowych Przedmiotem wynalazku jest symulator zasiegu dalmierzy mikrofalowych i innych urzadzen wyko¬ rzystujacych propagacje sygnalu mikrofalowego w przestrzeni.Zastosowanie znanych dotychczas konstrukcji regulowanych falowodowych tlumików mikrofalo¬ wych do pomiaru zasiegu radiodalmierzy lub za¬ siegu lacz radioliniowych powodowalo odejscie od normalnych warunków pracy tych urzadzen. Zna¬ ne konstrukcje pletwowyeh falowodowych tlumi¬ ków regulowanych charakteryzuja sie brakiem sy¬ metrii osiowej nawet przy realizacjii ich na falo¬ wodzie kolowym, a tlumiki reaktancyjne pozbawio¬ ne tej wady charakteryzuja sie duzym wspólczyn¬ nikiem fali stojacej albo zamiast tego duzym tlu¬ mieniem wstepnym. Brak symetrii osiowej powo¬ duje niejednakowe tlumienie fal o róznych polary¬ zacjach, co w wyniku daje zmiane wspólczynnika eliptycznosci albo skrecenie plaszczyzny polaryzacji fali propagujacej. Tego rodzaju tlumiki zastoso¬ wane do pomiaru zasiegu znieksztalcaja warunki pracy urzadzen pracujacych na dwóch wzajemnie prostopadlych polaryzacjach, na przyklad dalmie¬ rzy mikrofalowych albo lacz radioliniowych.Duzy wspólczynnik fali stojacej tlumików reak- tancyjnych daje znieksztalcenie rzeczywistych wa¬ runków pracy urzadzen mikrofalowych, gdzie re¬ gula jest uzyskanie dobrego dopasowania falowego.Wspólczynnik fali stojacej tlumika reaktancyjne- go mozna zmniejszyc przez zastosowanie stalych 2 tlumików wstepnych, co jednak uniemozliwia uzy¬ skanie zakresu regulacji od. zera tlumienia.Celem wynalazku jest konstrukcja symulatora zasiegu dalmierzy mikrofalowych, która usunelaby 5 powyzsze wady a mianowicie zapewnilaby warun¬ ki wspólpracy badanych urzadzen mikrofalowych z symulatorem zasiegu zblizone do. warunków wspólpracy tych urzadzen przy propagacji fali w wolnej przestrzeni pomiedzy antenami,. Symu- io lator ten musi zapewniac jednoczesnie jednakowe tlumienie fal o dowolnej polaryzacji przy zacho¬ waniu malej wartosci wspólczynnika, fali stojacej i malego tlumienia wstepnego Cel zostal zrealizowany przez konstrukcje symu- 15 latora zasiegu dalmierzy mikrofalowych posiada¬ jacego postac regulowanego mikrofalowego rezy- stancyjnego tlumika o malym wspólczynniku fali stojacej i malym tlumieniu wstepnym, wykonane¬ go z materialu wysokostratnego i wspólpracujace- 20 go z falowodami kolowymi. Tlumik zawiera blok tlumiacy zaopatrzony w przelotowy, okragly wzd¬ luzny otwór z umieszczonymi w kazdym jego koncu falowodami kolowymi których wzajemna odleglosc jest regulowana w dowolny znany sposób i okresla 25 wartosc tlumienia.Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia przekrój podluzny symulatora wedlug wynalazku, fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny w plaszczyznie A-A symula- 30 tora, fig. 3 przedstawia rozklad pola rodzaju pod- 65 6864 8 stawowega Hu w falowodzie kolowym przy dwóch polaryzacjach a fig. 4 przedstawia przyblizony roz¬ klad pola w obszarze objetym materialem strat¬ nym.Na fig. 1 pokazany jest symulator w postaci tu- lei 1 wykonanej z materialu wysokostratnego, naj¬ korzystniej z zywicy epoksydowej z zawiesina z materialu przewodzacego na przyklad sadzy W ilosci 15% — 50% wagowo; na tuleje stratna nalozona jest tuleja metalowa 2 zabezpieczajaca przed promieniowaniem energii na zewnatrz i nie- dopuszczajaca do wnikania zewnetrznego pola elek¬ tromagnetycznego. Do tulei 1 wprowadzony jest z Jednej strony falowód 3 a z drugiej strony wpro¬ wadzony jest faitfwód 4. Falowód 3 jest nierucho¬ my a falowód 4 jest przesuwany wzdluznie wew¬ natrz tulei 1 wzgledem falowodu 3, przy pomocy dowplnego znanego mechanizmu najkorzystniej srubowego umieszczonego na zewnatrz symulatora i nie pokazanego na rysunku.Na fig. 2 pokazano poprzeczny przekrój symu¬ latora w plaszczyznie A-A gdzie uwidoczniona jest osiowa symetria urzadzenia . Na fig. 3 przedsta¬ wiony jest przykladowy rozklad pola elektromag¬ netycznego wystepujacy w falowodzie kolowym symulatora zasiegu dalmierza mikrofalowego albo w falowodzie kolowym czesci mikrofalowej dal¬ mierza pracujacego z dwiema wzajemnie prosto¬ padlymi polaryzacjami sygnalu, przy czym dla nie- zaciemniania rysunku uwidocznione sa wylacznie skladowe elektryczne pól. Na fig. 4 przedstawiono przyblizony rozklad pola elektromagnetycznego w obszarze tuleji stratnej, wnikajacego w material stratny, przy czym glebokosc wnikania jest nie wieksza niz grubosc materialu stratnego.Przy przesuwaniu konca falowodu 4 wzgledem falowodu 3 zmienia sie odleglosc miedzy falowo¬ dami. W obszarze tym linie sil pola elektromagne¬ tycznego wnikaja w cylindryczna warstwe materia¬ lu stratnego w którym nastepuje tlumienie fal.Z uwagi na kolowa symetrie urzadzenia wszystkie kierunki polaryzacji tlumione sa identycznie.W materiale stratnym wystepuje tlumienie powie¬ rzchniowe i tlumienie objetosciowe. Proporcjonal¬ nie do zmiany odleglosci pomiedzy falowodami 3 i 4 zmienia sie powierzchnia i objetosc czynnego obszaru materialu stratnego. Logarytm ze stosunku «8t 4 mocy wejsciowej do mocy wyjsciowej jest pro¬ porcjonalny do odleglosci pomiedzy falowodami 3 i 4.Chociaz w przypadku linii koncentrycznej sto- 5 sowane sa tlumiki o kolowej symetrii wspólpracu¬ jace z przewodem wewnetrznym i zewnetrznym linii, to jednak w tlumiku wedlug wynalazku nie wystepuje przewód wewnetrzny jak w tlumiku na linii koncentrycznej i inny jest mechanizm pro- 10 pagacji energii fal elektromagnetycznych. Inny jest tez rozklad pola elektromagnetycznego w przekroju poprzecznym prowadnicy. Zastosowanie jako sy¬ mulatora zasiegu dalmierzy mikrofalowych tlumika wedlug wynalazku wspólpracujacego z falowodami 15 kolowymi umozliwia prace przy falowodowych rodzajach rozkladu pola o dowolnej polaryzacji.Tlumik zastosowany w symulatorze wedlug wy¬ nalazku jednakowo tlumi wszystkie polaryzacje a proporcjonalnie — wszystkie rozklady pola. 20 Umozliwia to zastosowanie go jako symulatora za¬ siegu w urzadzeniach radiolokacyjnych i innych urzadzeniach mikrofalowych gdzie wymagane jest jednakowe tlumienie wszystkich polaryzacji. 25 PL PLPrize: Published: 30.IX.1972 65686 KI 21a4.74 MKP HOlp 1/22 LIBRARY Invention co-authors: Marcin Zawadzkie Andrzej Zakrzewski Patent owner: Warsaw University of Technology, Warsaw (Poland) Microwave rangefinder range simulator The subject of the invention is a range simulator for microwave and other rangefinders The use of previously known constructions of adjustable waveguide microwave dampers for measuring the range of radiodometers or the range of radio line links resulted in a departure from the normal operating conditions of these devices. Known designs of fin finned waveguide controlled silencers are characterized by a lack of axial symmetry even when implemented on circular wave, and reactance dampers, devoid of this drawback, are characterized by a high standing wave factor or, instead, by a high damping factor. preliminary. The lack of axial symmetry causes unequal attenuation of waves of different polarizations, which results in a change of the elliptical coefficient or a twisting of the plane of polarization of the propagating wave. These types of dampers used to measure the range distort the operating conditions of devices operating on two mutually perpendicular polarizations, for example microwave rangefinders or radiolinear links. The large standing wave ratio of reaction dampers distorts the actual operating conditions of microwave devices, The ball is to obtain a good wave fit. The standing wave ratio of the reactance damper can be reduced by using fixed 2 pre-dampers, which, however, makes it impossible to achieve the control range from. The aim of the invention is to design a range simulator for microwave rangefinders, which would remove the above drawbacks, namely ensure the conditions of cooperation of the tested microwave devices with the range simulator close to. conditions of cooperation of these devices during wave propagation in free space between antennas. This simulator must simultaneously ensure the same attenuation of waves of any polarity while maintaining a low value of the factor, standing wave and low initial attenuation. The goal was achieved by the construction of a simulator of the range of microwave rangefinders having the form of an adjustable microwave resistive damper. having a low standing wave ratio and low pre-attenuation, made of high-loss material and cooperating with circular waveguides. The muffler comprises a damper block provided with a through, circular, oblong hole with circular waveguides placed at each of its ends, the mutual distance of which is adjustable in any known manner and determines the damping value. The subject of the invention is shown in the drawing, where Fig. 1 shows a longitudinal section. of the simulator according to the invention, Fig. 2 shows a cross-section in the plane AA of the simulator, Fig. 3 shows the distribution of the field of the ground type Hu in a circular waveguide with two polarizations, and Fig. 4 shows an approximate field distribution in the area of 1 shows a simulator in the form of a sleeve 1 made of a highly lossy material, most preferably an epoxy resin with a suspension of a conductive material, for example carbon black, in an amount of 15% - 50% by weight; a metal sleeve 2 is placed on the lossy sleeve, protecting against energy radiation to the outside and preventing the penetration of the external electromagnetic field. A waveguide 3 is inserted into the sleeve 1 on one side, and a faucet 4 is inserted on the other side. The waveguide 3 is stationary and the waveguide 4 is moved longitudinally inside the sleeve 1 relative to the waveguide 3 by means of a known known mechanism, preferably screwed on 2 shows a cross-section of the simulator in the plane AA where the axial symmetry of the device is shown. Fig. 3 shows an example of the distribution of the electromagnetic field in the circular waveguide of the microwave range simulator or in the circular waveguide of the microwave range of the rangefinder operating with two mutually straight polarizations of the signal, while the figure is shown in order not to obscure the figure. electric field components only. Fig. 4 shows an approximate distribution of the electromagnetic field in the area of the lossy sleeve penetrating the lossy material, the penetration depth being no greater than the thickness of the lossy material. As the end of the waveguide 4 is moved over the waveguide 3, the distance between the waveguides changes. In this area, the lines of the electromagnetic field force penetrate the cylindrical layer of the lossy material in which the wave damping takes place. Due to the circular symmetry of the device, all polarization directions are damped identically. In the lossy material, surface and volume damping occur. The area and volume of the active area of the lossy material change proportionally to the change in the distance between the waveguides 3 and 4. The logarithm of the ratio 8t 4 of the input power to the output power is proportional to the distance between waveguides 3 and 4. Although in the case of a concentric line, circular symmetric dampers are used to cooperate with the internal and external conductors of the line, nevertheless According to the invention, according to the invention, there is no internal conduit as in the damper on the concentric line, and the mechanism of propagating the energy of electromagnetic waves is different. The distribution of the electromagnetic field in the cross-section of the guide is also different. The use of a damper as a range simulator of microwave rangefinders, according to the invention, cooperating with 15 circular waveguides, enables work with waveguide types of field distribution of any polarization. This allows it to be used as a range simulator in radar and other microwave devices where uniform attenuation of all polarizations is required. 25 PL PL