Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 22.02.1975 74331 KI. 21e,27/04 MKP GOlr 27/04 CZYTELNIA U-redu P*tento*ego t •: i, »( I Twórca wynalazku: Wladyslaw Adamski Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Sposób mikrofalowego sprawdzenia impedancji charakterystycznej prowadnic falowych Przedmiotem wynalazku jest sposób mikrofalo¬ wego sprawdzenia impedancji charakterystycznej prowadnic falowych, zwlaszcza kabli wspólosiowych bardzo wielkiej czestotliwosci.Aby pomierzyc impedancje charakterystyczna prowadnicy falowej metoda mikrofalowa nalezy ja wlaczyc w tor mikrofalowy, w którym moga byc pomierzone parametry przesylanych w nim fal elektromagnetycznych. Dla takiego wlaczenia w tor prowadnica falowa jest wyposazona w mikrofalowe zlacza, które musza byc odpowiednie do stosowa¬ nych w torze typów zlacz. Przez mikrofalowe zlacze rozumie sie tu element mikrofalowy wyposazony w przejscie ze standardu jednej prowadnicy na standard prowadnicy o wymiarach przekroju po¬ przecznego, odpowiednich dla czesci stykowej sto¬ sowanego typu zlacza. Na polaczeniu prowadnicy falowej z przejsciem zlacza powstaje nieciaglosc, która jest zródlem duzych bledów, a czesto nawet uniemozliwia sprawdzenie z pozadana dokladnoscia impedancji charakterystycznej prowadnicy falowej metodami mikrofalowymi, gdyz odbicia fal elektro¬ magnetycznych od tej nieciaglosci sa wieksze od odbic powodowanych dopuszczalnymi odchylkami impedancji charakterystycznej sprawdzanej pro¬ wadnicy.W wielu krajach normy panstwowe zobowiazuja do badania impedancji charakterystycznej prowad¬ nic falowych, np. mikrofalowych kabli wspólosio¬ wych, sposobem polegajacym na pomiarze pojem- 20 2 nosci jednostkowej i wspólczynnika skrócenia fali.Impedancje charakterystyczna oblicza sie ze wzoru Zc = 3333 5 30 gdzie C jest pojemnoscia w pF/m, | — wspólczyn¬ nikiem skrócenia fali, równym stosunkowi dlugosci fali elektromagnetycznej w wolnej przestrzeni (prózni) do dlugosci fali w badanej prowadnicy przy tej samej czestotliwosci pobudzenia. Pojem¬ nosc C nalezy mierzyc mostkiem zmiennopradowym o okreslonej dokladnosci pomiaru. W metodzie tej nie wystepuje problem jakosci zlacz mikrofalowych, jednakze metoda nie jest metoda mikrofalowa i takie wady prowadnic falowych jak np. brak wspólosiowosci przewodów kabli wspólosiowych czy tez niewielkie, miejscowe nieregularnosci wy¬ miarów przekroju poprzecznego prowadnic, nie be¬ da wykrywane przez pomiar pojemnosci jednost¬ kowej.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu mi¬ krofalowego sprawdzenia impedancji charaktery¬ stycznej prowadnic falowych, który eliminuje blad pomiaru powodowany przejsciami z badanych pro¬ wadnic falowych na standard prowadnic zlacz mi¬ krofalowych.Cen ten zostal osiagniety dzieki dobraniu takiej dlugosci badanego odcinka prowadnicy falowej, aby zawierala ona nieparzysta liczbe cwiartek dlugosci 7433174331 fali elektromagnetycznej rodzaju podstawowego rozchodzacego sie w badanej prowadnicy.Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykla¬ dzie wykonania na rysunku przedstawiajacym sche¬ mat zastepczy kabla dopasowanego na wyjsciu.Sposób wedlug wynalazku polega na pomiarze modulu elementu Sn dwuwrotnika mikrofalowego utworzonego z odcinka badanej prowadnicy falowej i dwóch zlacz miikrofalowych umozliwiajacych wla¬ czenie jej w tor mikrofalowy. Pomiar moze byc wykonywany znanymi sposobami pomiarów milkiro-i falowych, z tym, ze pomiaru nalezy dokonac na czestotliwosci, przy której dlugosc badanej prowad¬ nicy falowej zawartej pomiedzy zlaczami mikrofa-i lowymi, wylaczajac dlugosci samych zlacz, powinna stanowic nieparzysta liczbe cwiartek dlugosci fali elektromagnetycznej (rodzaju podstawowego roz-i chodzacego sie w badanej prowadnicy.Odchylke impedancji charakterystycznej AZ0Z od impedancji charakterystycznej toru Z0 obliczamy ze wzoru: AZox = _ 2 Zo |Snx| 1- Snx gdzie |Snx| jest modulem elementu Sn macierzy rozproszenia badanego odcinka prowadnicy falo¬ wej.Element Su macierzy rozproszenia dwuwrotnika skladajacego sie z odcinka badanej prowadnicy 1 i dwóch mikrofalowych zlacz 2 13, jest równy wspólczynnikowi odbicia na wejsciu ukladu, gdy wyjscie zamkniete jest na dokladnie dopasowane obciazenie 4. Odcinek prowadnicy i zlacza mozna przedstawic jako kaskadowe polaczenie dwuwrot- ników, opisanych macierzami rozproszenia, jak po¬ kazano na rysunku.Przy spelnieniu warunków Sllt« S22t ^ 1, Snx« ^ S^ <§ 1 i Sllt» ^ S^ ^ 1 oraz Siat = S2it - Si2t'= = S21t' ^ 1 oraz S12X = Snx ^ 1, które sa praktycz¬ nie latwe do spelnienia, sluszne sa nastepujace za¬ leznosci: ra = Sut 5 Tb = Sllx+Sllte-J^x +Sllt»e-J^ Snu = Sllt+rbe-J3Pt = Sut+Sllxe-J23t gdzie x i t sa dlugosciami badanej prowadnicy 10 i zlacza Mozna wykazac, ze przy jednakowym wykonaniu i montazu na prowadnicy 1 zlacz 2 i 3 sluszna jest zaleznosc Sut)=S11t»e-JaP* 15 Podstawiajac ostatnie wyrazenie do wzoru na Snu otrzymamy Snu i= tSn*+Sllt' (l+e-W*)]e-Wt Dla 20x = (2n+l)Ji, n = 0, 1, 2..., a wiec x = (2n+ 20 X. + 1)— otrzymujemy l+e-JaP* = 0 i |Snu| = |SUX|.Jak wynika z ostatniej zaleznosci modul elemen¬ tu Sllu macierzy rozproszenia dwuwrotnika mikro¬ falowego pomierzony sposobem wedlug wynalazku 25 pozwala okreslic odchylke impedancji charaktery¬ stycznej badanej prowadnicy falowej od impedancji charakterystycznej pomiarowego toru mikrofalo¬ wego. 30 PL PL