RU2731020C1 - Method for measuring reflection coefficient of microwave load - Google Patents
Method for measuring reflection coefficient of microwave load Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731020C1 RU2731020C1 RU2019119430A RU2019119430A RU2731020C1 RU 2731020 C1 RU2731020 C1 RU 2731020C1 RU 2019119430 A RU2019119430 A RU 2019119430A RU 2019119430 A RU2019119430 A RU 2019119430A RU 2731020 C1 RU2731020 C1 RU 2731020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microwave
- reflection coefficient
- coefficient
- measured
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/04—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant in circuits having distributed constants, e.g. having very long conductors or involving high frequencies
- G01R27/06—Measuring reflection coefficients; Measuring standing-wave ratio
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ), предназначено для измерения коэффициента отражения СВЧ нагрузок в миллиметровом, сантиметровом, дециметровом и метровом диапазоне радиоволн и может быть использовано для контроля в процессе производства коэффициента отражения отражающих материалов, например используемых для изготовления рефлекторов антенн.The invention relates to microwave technology, is intended to measure the reflection coefficient of microwave loads in the millimeter, centimeter, decimeter and meter range of radio waves and can be used to control the reflection coefficient of reflective materials, such as those used for the manufacture of antenna reflectors, during the production process.
Известен способ измерения коэффициента отражения в открытом пространстве («Техника измерений на сантиметровых волнах». Пер. с англ. Под ред. Г.А. Ремеза, изд-во Сов. Радио, М.: 1949, стр. 333), состоящий в излучении передающей антенной электромагнитной волны в направлении отражающей поверхности, приеме отраженной волны с использованием приемной антенны, измерении амплитуд волн, отраженных от образца отражающей поверхности и эталонной отражающей поверхности с известным коэффициентом отражения и нахождении измеряемого коэффициента отражения как отношения измеренных амплитуд отраженных волн, соответствующих измеряемому образцу и эталонной отражающей поверхности. Известно также изобретение «Способ измерения коэффициента отражения радиоволн от радиопоглощающего покрытия» (RU, пат. 2234101, G01R 27/06, Бюл. 22 от 10.08.04). Способ состоит в последовательном облучении сверхширокополосным сигналом радиопоглощающего покрытия и металлической пластины одинаковых размеров, приеме отраженных от них сигналов и вычислении коэффициента отражения радиопоглощающего покрытия по отношению мощностей отраженных сигналов от образца материала и металлической пластины.A known method of measuring the reflection coefficient in open space ("Technique of measurements on centimeter waves". Transl. From English. Ed. By GA Remez, publishing house Sov. Radio, M .: 1949, p. 333), consisting of radiation of the transmitting antenna of an electromagnetic wave in the direction of the reflecting surface, receiving the reflected wave using the receiving antenna, measuring the amplitudes of waves reflected from the sample of the reflecting surface and the reference reflecting surface with a known reflection coefficient and finding the measured reflection coefficient as the ratio of the measured amplitudes of the reflected waves corresponding to the sample being measured and a reference reflective surface. Also known is the invention "Method for measuring the reflection coefficient of radio waves from a radio-absorbing coating" (RU, US Pat. 2234101, G01R 27/06, Bul. 22 of 08/10/04). The method consists in sequential irradiation of a radio-absorbing coating and a metal plate of the same dimensions with an ultra-wideband signal, receiving signals reflected from them and calculating the reflection coefficient of the radio-absorbing coating in relation to the power ratio of reflected signals from a material sample and a metal plate.
Недостатком указанных способов является наличие погрешности измерения, связанной с прямым прохождением волны между передающей и приемной антенной. К недостаткам этих способов следует также отнести то, что для создания синфазного волнового фронта с равномерным амплитудным распределением требуются большие расстояния, а, следовательно, и большие производственные площади, что не позволяет применить эти способы для контроля в процессе производства.The disadvantage of these methods is the presence of a measurement error associated with the direct passage of the wave between the transmitting and receiving antennas. The disadvantages of these methods should also include the fact that to create an in-phase wavefront with a uniform amplitude distribution, large distances are required, and, therefore, large production areas, which does not allow using these methods for control during production.
В способе измерения коэффициента отражения с использованием рефлектометра, например, описанного в книге А.Н. Зайцев, П.А. Иващенко, А.В. Мыльников. «Измерения на сверхвысоких частотах», М: Изд-во стандартов, 1989, стр. 33, указанный недостаток устранен. Согласно данному способу ко входам рефлектометра присоединяют генератор СВЧ колебаний и измеряемую нагрузку, измеряют амплитуды волн на выходах рефлектометра, пропорциональных амплитудам падающей и отраженной волн, и рассчитывают коэффициент отражения как их отношение. Недостаток способа состоит в низкой точности при измерении коэффициентов отражения, по модулю близких к единице. Указанный недостаток определяется тем, что при описанном прямом методе измерений коэффициент отражения определяется отношением двух измеренных значений, измеряемых с инструментальной относительной погрешностью, составляющей величину не менее 1÷2%. Абсолютная погрешность измерения коэффициента отражения равна удвоенному значению относительной погрешности измерения амплитуд падающей и отраженной волн.In the method of measuring the reflection coefficient using a reflectometer, for example, described in the book by A.N. Zaitsev, P.A. Ivaschenko, A.V. Mylnikov. "Measurements at ultrahigh frequencies", M: Publishing house of standards, 1989, p. 33, the indicated drawback is eliminated. According to this method, a microwave oscillator and a measured load are connected to the inputs of the reflectometer, the amplitudes of the waves at the outputs of the reflectometer, proportional to the amplitudes of the incident and reflected waves, are measured, and the reflection coefficient is calculated as their ratio. The disadvantage of this method is low accuracy when measuring the reflection coefficients, modulo close to unity. This drawback is determined by the fact that with the described direct measurement method, the reflection coefficient is determined by the ratio of two measured values measured with an instrumental relative error of at least 1 ÷ 2%. The absolute error in measuring the reflection coefficient is equal to twice the value of the relative error in measuring the amplitudes of the incident and reflected waves.
Более высокую точность измерения больших коэффициентов отражения обеспечивают непрямые методы измерения, в которых используется свойство интерференции падающей волны и отраженной от нагрузки. Известен способ измерения в волноводном тракте с использованием измерительной линии (см., например, А.Н. Зайцев, П.А. Иващенко, А.В. Мыльников. «Измерения на сверхвысоких частотах». М.: Изд-во стандартов, 1989 г., стр. 35). Согласно этому способу к входам измерительной линии присоединяют генератор СВЧ колебаний и измеряемую нагрузку и измеряют распределение напряженности поля вдоль измерительной линии при помощи зонда, определяют ее минимальное и максимальные значения и по ним находят коэффициент отражения. Недостатком способа является то, что для его реализации требуется осуществлять с высокой точностью плавное механическое перемещение зонда. Кроме того, наличие в волноводном канале зонда приводит к искажению интерференционной картины поля в измерительной линии и снижает точность измерения.Higher measurement accuracy of large reflection coefficients is provided by indirect measurement methods, which use the property of interference between the incident wave and the reflected one from the load. A known method of measurement in a waveguide path using a measuring line (see, for example, A.N. Zaitsev, P.A.Ivaschenko, A.V. Mylnikov. "Measurements at ultra-high frequencies". M .: Publishing house of standards, 1989 G., p. 35). According to this method, a microwave oscillator and a measured load are connected to the inputs of the measuring line, and the distribution of the field strength along the measuring line is measured with a probe, its minimum and maximum values are determined, and the reflection coefficient is found from them. The disadvantage of this method is that its implementation requires a smooth mechanical movement of the probe with high precision. In addition, the presence of a probe in the waveguide channel leads to distortion of the interference pattern of the field in the measuring line and reduces the measurement accuracy.
Указанный недостаток отсутствует в способе измерения согласно патенту РФ №2362176 от 24.12.2007. Данный способ заключается в том, что излучатель, соединенный с генератором СВЧ колебаний, помещают поочередно перед эталонной отражающей поверхностью с известным коэффициентом отражения и поверхностью измеряемого образца, изменяя расстояние между излучателем и отражающей поверхностью, находят максимальное и минимальное значения амплитуды отраженной волны на входе излучателя для эталонной отражающей поверхности и измеряемого образца и по ним находят искомый коэффициент отражения. Недостаток данного способа состоит в недостаточно высокой точности измерения больших коэффициентов отражения из-за возникновения переотраженных волн между отражающей поверхностью и излучателем.This disadvantage is absent in the measurement method according to the patent of the Russian Federation No. 2362176 from 24.12.2007. This method consists in the fact that the emitter connected to the microwave generator is placed alternately in front of the reference reflecting surface with a known reflection coefficient and the surface of the measured sample, changing the distance between the emitter and the reflecting surface, finding the maximum and minimum values of the amplitude of the reflected wave at the input of the emitter for the reference reflective surface and the measured sample and from them the desired reflection coefficient is found. The disadvantage of this method is the insufficiently high measurement accuracy of large reflection coefficients due to the occurrence of re-reflected waves between the reflecting surface and the emitter.
Известен способ измерения коэффициента отражения с использованием двойного Т-моста, (Ж. Будурис, П. Шеневье. «Цепи сверхвысоких частот», М.: изд-во Сов. Радио, 1979, стр. 256). Способ измерения коэффициента отражения СВЧ нагрузки заключается в том, что измеряемую и эталонную нагрузки присоединяют к двум развязанным плечам двойного СВЧ моста, к двум свободным плечам которого присоединяют генератор СВЧ колебаний и устройство для измерения амплитуды и фазы СВЧ колебания, измеряют коэффициент передачи между двумя свободными плечами СВЧ моста и находят коэффициент отражения из условияA known method of measuring the reflection coefficient using a double T-bridge, (J. Buduris, P. Chenevier. "Microwave circuits", M .: Publishing house of Sov. Radio, 1979, p. 256). The method for measuring the reflection coefficient of a microwave load consists in the fact that the measured and reference loads are connected to two decoupled arms of a double microwave bridge, to the two free arms of which a microwave oscillator and a device for measuring the amplitude and phase of the microwave oscillations are connected, and the transmission coefficient between two free arms is measured Microwave bridge and find the reflection coefficient from the condition
где Гэт - коэффициент отражения от эталонной нагрузки;where G et - coefficient of reflection from the reference load;
Гизм - коэффициент отражения от измеряемой нагрузки.Г meas - coefficient of reflection from the measured load.
Недостатком способа является недостаточно высокая точность измерения коэффициентов отражения, близких по модулю к единице, вследствие неидеальной симметрии двойного СВЧ моста. Найденное согласно данному способу значение коэффициента отражения отличается от действительного значения на удвоенную величину относительной несимметрии коэффициента передачи для плеч двойного СВЧ моста. Для выпускаемых промышленностью СВЧ мостов (см., например, каталог фирмы AIRCOM MICROWAWE (www.Waveguide-components.com)) несимметрия составляет величину порядка 0.01÷0.02. Это означает, что значение коэффициента отражения может быть измерено с погрешностью порядка плюс-минус 0.02÷0.04. Указанная точность измерения больших коэффициентов отражения, например материалов рефлекторов антенн, контролируемое значение которых находится в пределах 0.95÷0.99, является недостаточной.The disadvantage of this method is the insufficiently high accuracy of measuring the reflection coefficients, close in modulus to unity, due to the imperfect symmetry of the double microwave bridge. The value of the reflection coefficient found according to this method differs from the actual value by twice the relative unbalance of the transmission coefficient for the arms of the double microwave bridge. For microwave bridges produced by the industry (see, for example, the catalog of the AIRCOM MICROWAWE company (www.Waveguide-components.com)), the asymmetry is about 0.01 ÷ 0.02. This means that the value of the reflection coefficient can be measured with an error of the order of plus or minus 0.02 ÷ 0.04. The specified measurement accuracy of large reflection coefficients, for example, materials of antenna reflectors, the controlled value of which is in the range 0.95 ÷ 0.99, is insufficient.
Наиболее близким по технической сущности является способ измерения коэффициента отражения с использованием двойного Т-моста, согласно патенту РФ №2488838, G01R 27/06, который принят за прототип изобретения. Способ измерения коэффициента отражения СВЧ нагрузки заключается в том, что измеряемую и эталонную нагрузки присоединяют к двум развязанным плечам двойного СВЧ моста, к двум свободным плечам которого присоединяют генератор СВЧ колебаний и устройство измерения амплитуды и фазы СВЧ колебания и измеряют коэффициент передачи K1изм между двумя свободными плечами СВЧ моста, отличающийся тем, что после первого измерения меняют местами измеряемую и эталонную нагрузки, производят повторное измерение коэффициента передачи К2изм между двумя свободными плечами СВЧ моста и находят коэффициент отражения от нагрузки Гизм как разность между коэффициентом отражения от эталонной нагрузки Гэт и разностью между двумя измеренными коэффициентами передачи между двумя свободными плечами СВЧ моста:The closest in technical essence is a method for measuring the reflection coefficient using a double T-bridge, according to RF patent No. 2488838, G01R 27/06, which is adopted as a prototype of the invention. The method for measuring the reflection coefficient of a microwave load consists in the fact that the measured and reference loads are connected to two decoupled arms of a double microwave bridge, to the two free arms of which a microwave oscillator and a device for measuring the amplitude and phase of the microwave oscillations are connected and the transfer coefficient K 1meas between two free the shoulders of the microwave bridge, characterized in that after the first measurement, the measured and reference loads are interchanged, the transfer coefficient K 2meas is re-measured between the two free arms of the microwave bridge and the reflection coefficient from the load Г ism is found as the difference between the reflection coefficient from the reference load Г et and the difference between two measured transmission coefficients between two free shoulders of the microwave bridge:
При указанном способе измерения коэффициентов отражения, например материалов рефлекторов антенн, контролируемое значение которых находится в пределах 0.95÷0.99, обеспечивается достаточно высокая точность измерения.With the specified method of measuring reflection coefficients, for example, materials of antenna reflectors, the controlled value of which is in the range of 0.95 ÷ 0.99, a sufficiently high measurement accuracy is ensured.
Недостатком указанного способа измерения является требование к наличию эталонной нагрузки с коэффициентом отражения, близким к единице и трудоемкость измерения, требующего повторного присоединения эталонной и измеряемой нагрузок к плечам двойного Т-моста и проведения двукратных измерений коэффициента передачи K1изм и K2изм The disadvantage of this measurement method is the requirement for the presence of a reference load with a reflection coefficient close to unity and the complexity of the measurement, which requires re-connection of the reference and measured loads to the arms of the double T-bridge and double measurements of the transfer coefficient K 1meas and K 2meas
Для заявленного способа и для ближайшего для него аналога (прототипа) выявлены следующие общие существенные признаки: измеряемую нагрузку присоединяют к одному из плеч СВЧ многополюсника, к двум свободным плечам которого присоединяют генератор СВЧ колебаний и устройство для измерения комплексных коэффициентов передачи и измеряют коэффициент передачи Kизм между двумя свободными плечами.For the claimed method and the nearest following common essential features analog (prototype) for it revealed: measured load is attached to one arm of the microwave multipole, the two free which shoulders attached generator microwave oscillation and apparatus for measuring the complex transmission coefficients and the measured transfer coefficient K MOD between two free shoulders.
Технической проблемой заявленного изобретения является сокращение времени измерения коэффициентов отражения, например больших коэффициентов отражения от образцов материалов рефлекторов зеркальных антенн и исключение необходимости использования эталонной нагрузки с коэффициентом отражения близким к единице.The technical problem of the claimed invention is to reduce the time for measuring the reflection coefficients, for example, large reflection coefficients from samples of materials of reflectors of reflector antennas and the elimination of the need to use a reference load with a reflection coefficient close to unity.
Поставленная проблема решается за счет способа измерения коэффициента отражения СВЧ нагрузки, заключающегося в том, что измеряемую нагрузку присоединяют к одному из плеч СВЧ многополюсника, к двум свободным плечам которого присоединяют генератор СВЧ колебаний и устройство измерения амплитуды и фазы СВЧ колебания и измеряют коэффициент передачи Kизм между двумя свободными плечами, в качестве многополюсника СВЧ используют СВЧ тройник, измеряемую нагрузку присоединяют через отрезок линии передачи с длиной L кратной половине длины волны 
где Kлп - коэффициент передачи отрезка линии передачи.where K лп - transmission coefficient of the transmission line segment.
Суть изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
- на фиг. 1 представлена электрическая схема устройства, реализующего заявляемый способ измерения коэффициента отражения;- in Fig. 1 shows an electrical diagram of a device that implements the inventive method for measuring the reflection coefficient;
- на фиг. 2 показана эквивалентная схема СВЧ тройника с присоединенной к нему через отрезок линии передачи измеряемой нагрузкой;- in Fig. 2 shows the equivalent circuit of a microwave tee with a measured load connected to it through a segment of the transmission line;
- на фиг. 3 показана расчетная зависимость Kизм от значения измеряемого коэффициента отражения Гизм;- in Fig. 3 shows the calculated dependence of K meas on the value of the measured reflection coefficient G meas ;
- на фиг. 4 показано устройство по заявляемому способу для измерения плоских образцов отражающих материалов в высокочастотных диапазонах;- in Fig. 4 shows a device according to the claimed method for measuring flat samples of reflective materials in high frequency ranges;
- на фиг. 5 показано устройство по заявляемому способу для измерения плоских образцов отражающих материалов в низкочастотных диапазонах.- in Fig. 5 shows a device according to the claimed method for measuring flat samples of reflective materials in low frequency ranges.
Способ измерения состоит в следующем (фиг. 1). Измеряемая нагрузка 1 с коэффициентом отражения Гизм через отрезок линии передачи 2 присоединена к плечу 3 СВЧ тройника 4. Плечо 5 СВЧ тройника 4 соединено с выходом генератора СВЧ 6, а к плечу 7 подключается устройство для измерения комплексных коэффициентов передачи 8 и производится измерение амплитуды и фазы СВЧ колебания, т.е. комплексного значения коэффициента передачи между плечами 5 и 7 - Kизм.The measurement method is as follows (Fig. 1). The measured
Генератор СВЧ 6 и устройство для измерения комплексных коэффициентов передачи 8 входят в состав измерителя комплексных коэффициентов отражения и комплексных коэффициентов передачи 9 (векторный анализатор цепей СВЧ).The
СВЧ тройник 4 с присоединенной к нему через отрезок линии передачи 2 измеряемой нагрузкой 1 можно представить как четырехполюсник с эквивалентной схемой (Фиг. 2).A
Коэффициент передачи данного четырехполюсника равен (см. например, А.Л. Фельдштейн, Л.Р. Явич «Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ». М. Связь 1965. стр. 51)The transmission coefficient of this four-terminal network is (see, for example, A.L. Feldstein, L.R. Yavich "Synthesis of four-terminal networks and eight-terminal networks at microwave frequencies". M. Communication 1965. p. 51)
где у - нормированная проводимость отрезка линии передачи с присоединенной к нему измеряемой нагрузкой.where y is the normalized conductivity of the transmission line section with the measured load connected to it.
Значение нормированной проводимости (см. например, А.Л. Фельдштейн, Л.Р. Явич «Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ». М. Связь 1965.стр. 50)The value of the normalized conductivity (see, for example, A.L. Feldstein, L.R. Yavich "Synthesis of four-pole and eight-pole networks on microwave". M. Communication 1965. p. 50)
где Г - коэффициент отражения отрезка линии передачи с присоединенной к нему измеряемой нагрузкой, равный:where Г is the reflection coefficient of a transmission line segment with a measured load attached to it, equal to:
где Kлп - коэффициент передачи отрезка линии передачи, равныйwhere K лп - transmission coefficient of the transmission line segment, equal to
где α - коэффициент затухания в линии передачи.where α is the attenuation coefficient in the transmission line.
Таким образом, измеряемый коэффициент передачи равенThus, the measured transmission coefficient is
Расчетная зависимость Kизм от значения измеряемого коэффициента отражения Гизм, согласно приведенному соотношению при двух различных значениях потерь в отрезке линии передачи показана на Фиг. 3.The calculated dependence of Kmeas on the value of the measured reflection coefficient Gmeas , according to the above ratio for two different values of losses in the transmission line segment is shown in FIG. 3.
Из указанного соотношения находят измеряемый коэффициент отражения:The measured reflection coefficient is found from the specified ratio:
Если затухание в линии передачи незначительно, коэффициент передачи отрезка линии передачи близок к единице и значение измеряемого коэффициента передачи отражения приближенно равно:If the attenuation in the transmission line is insignificant, the transmission coefficient of the transmission line segment is close to unity and the value of the measured reflection transmission coefficient is approximately equal to:
Если затуханием в линии передачи пренебрегать нецелесообразно, величину К можно определить расчетным путем, используя данные о затухании в линии передачи (согласно, например, Г.З. Айзенберг, В.Г. Ямпольский, О.Н. Терешин «Антенны УКВ», Том. 1, М. «Связь», 1977 стр. 50-59 или стр. 66-68), либо путем предварительного измерения.If it is unreasonable to neglect the attenuation in the transmission line, the value of K can be determined by calculation using data on attenuation in the transmission line (according to, for example, G.Z. Aizenberg, V.G. Yampolsky, O.N. Tereshin "VHF antennas", Vol. . 1, M. "Communication", 1977 pp. 50-59 or pp. 66-68), or by preliminary measurement.
Два варианта устройств, реализующих способ измерения коэффициента отражения, показаны на Фиг. 4 и Фиг. 5.Two variants of devices implementing the method for measuring the reflection coefficient are shown in FIG. 4 and FIG. five.
Устройство на Фиг. 4 содержит: волноводный СВЧ тройник 4, волноводно-коаксиальные переходы 10, соединительные кабели 11, измеритель комплексных коэффициентов отражения и комплексных коэффициентов передачи 9 (векторный анализатор цепей СВЧ), отрезок линии передачи 2 (волновода, длиной mλ/2), измеряемую нагрузку 1.The device in FIG. 4 contains:
Волноводный СВЧ тройник 4 выполнен из отрезков прямоугольного волновода (плечи 3, 5, 7 на фиг. 1) с размерами поперечного сечения соответственно требуемому диапазону частот, снабжен соединительными фланцами со стандартными размерами. Волноводные СВЧ тройники являются промышленно выпускаемыми волноводными компонентами, производимыми рядом фирм. В качестве измерителя комплексного коэффициента отражения и комплексных коэффициентов передачи 9 используется векторный анализатор цепей СВЧ необходимого диапазона частот, например ZVA40, производимый фирмой Rohde&Schwarz (диапазон частот до 40 ГГц).
Измеряемая нагрузка 1 выполняется с размерами и присоединительными отверстиями, соответствующими фланцу отрезка линии передачи (волновода) 2.The measured
Устройство на Фиг. 5 содержит: коаксиальный СВЧ тройник 4, кабельные разъемы 12, соединительные кабели 11, измеритель комплексных коэффициентов отражения и комплексных коэффициентов передачи 9, коаксиальный отрезок линии передачи 2, длиной mλ/2, измеряемая нагрузка 1.The device in FIG. 5 contains:
Коаксиальный СВЧ тройник 4 выполнен из отрезков жесткой коаксиальной линии с размерами, соответствующими стандартному волновому сопротивлению кабелей 11, снабжен соединительными кабельными разъемами 12 со стандартными размерами. Коаксиальные тройники являются промышленно выпускаемыми волноводными компонентами, производимыми рядом фирм. В качестве измерителя комплексного коэффициента отражения и комплексных коэффициентов передачи 9 используется векторный анализатор цепей СВЧ необходимого диапазона частот, например ZVA40, производимый фирмой Rohde&Schwarz (диапазон частот до 40 ГГц).The
Измерение коэффициента отражения образца осуществляется следующим образом:The reflection coefficient of the sample is measured as follows:
1. Проводится предварительная калибровка устройства для измерения комплексных коэффициентов передачи 9 в соответствие с инструкцией по его использованию;1. A preliminary calibration of the device for measuring
2. К устройству 9 подключается СВЧ тройник 4 с установленным измеряемым образцом - нагрузкой 1 и производится измерение коэффициента передачи Кизм;2. A
3. Вычисляется измеренный коэффициент отражения по формуле (9).3. Calculate the measured reflection coefficient by formula (9).
Или при незначительных потерях в отрезке линии передачи 2 по приближенной формуле (10).Or with insignificant losses in the
Расчеты и эксперименты показывают, что предложенный способ измерения СВЧ нагрузок позволяет измерять коэффициенты отражения нагрузок, значение которых близко единице, с погрешностью не более 0.01. Так из расчетной зависимости Кизм от величины измеряемого коэффициента отражения, приведенной на Фиг. 3, следует, что изменению Кнзм от 0.915 до 0.925 соответствует изменение измеряемого коэффициента передачи не менее 1.6 дБ, а для изменения значений Кизм от 0.985 до 0.975 - не менее 4 дБ. Типичное значение точности измерительных современных приборов составляет величину не хуже 0.3÷0.5 дБ.Calculations and experiments show that the proposed method for measuring microwave loads makes it possible to measure the reflection coefficients of loads, the value of which is close to unity, with an error of no more than 0.01. So from the calculated dependence of K meas on the value of the measured reflection coefficient, shown in Fig. 3, it follows that the changes to MOD from 0.915 to 0.925 corresponds to a change of the measured transmission factor of not less than 1.6 dB, and for changing values of K edited from 0.985 to 0.975 - not less than 4 dB. The typical value of the accuracy of modern measuring devices is no worse than 0.3 ÷ 0.5 dB.
Способ измерения коэффициента легко реализуется в устройствах, состоящих из серийно выпускаемых промышленностью элементов и приборов. Способ обеспечивает достижение технического результата изобретения - сокращения времени измерения коэффициентов отражения, например больших коэффициентов отражения от образцов материалов рефлекторов зеркальных антенн и исключение необходимости использования эталонной нагрузки с коэффициентом отражения близким к единице. Способ может применяться для целей контроля материалов и изделий СВЧ в производственных условиях.The method for measuring the coefficient is easily implemented in devices consisting of commercially available elements and devices. The method provides the achievement of the technical result of the invention - shortening the measurement time of reflection coefficients, for example, large reflection coefficients from samples of reflector antenna materials and eliminating the need to use a reference load with a reflection coefficient close to unity. The method can be used for the purposes of monitoring materials and microwave products in a production environment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019119430A RU2731020C1 (en) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | Method for measuring reflection coefficient of microwave load |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019119430A RU2731020C1 (en) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | Method for measuring reflection coefficient of microwave load |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2731020C1 true RU2731020C1 (en) | 2020-08-28 |
Family
ID=72421509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019119430A RU2731020C1 (en) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | Method for measuring reflection coefficient of microwave load |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2731020C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2079144C1 (en) * | 1994-07-14 | 1997-05-10 | Владимир Николаевич Аплеталин | Device for measurement of complex reflection factor in quasi-optical sections |
| RU2253874C2 (en) * | 2002-06-17 | 2005-06-10 | ФГУП Курский завод "Маяк" | Method for panoramic measurement of uhf bipolar reflection coefficient |
| WO2012138271A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Transmission line parameter determination |
| RU2488838C2 (en) * | 2011-11-03 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method for measurement of uhf load reflection factor |
| RU189436U1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-05-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Device for measuring the modulus and argument of the complex reflection coefficient of a microwave two-pole |
-
2019
- 2019-06-21 RU RU2019119430A patent/RU2731020C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2079144C1 (en) * | 1994-07-14 | 1997-05-10 | Владимир Николаевич Аплеталин | Device for measurement of complex reflection factor in quasi-optical sections |
| RU2253874C2 (en) * | 2002-06-17 | 2005-06-10 | ФГУП Курский завод "Маяк" | Method for panoramic measurement of uhf bipolar reflection coefficient |
| WO2012138271A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Transmission line parameter determination |
| RU2488838C2 (en) * | 2011-11-03 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method for measurement of uhf load reflection factor |
| RU189436U1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-05-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Device for measuring the modulus and argument of the complex reflection coefficient of a microwave two-pole |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kazemipour et al. | Design and calibration of a compact quasi-optical system for material characterization in millimeter/submillimeter wave domain | |
| Ghodgaonkar et al. | Free-space measurement of complex permittivity and complex permeability of magnetic materials at microwave frequencies | |
| JP2019053075A (en) | Vector network analyzer | |
| Monteath | Coupled transmission lines as symmetrical directional couplers | |
| Kang et al. | Planar offset short applicable to the calibration of a free-space material measurement system in W-band | |
| Kang et al. | Measurement system for millimeter-wave antennas with distributed external local oscillators and mixers | |
| RU2731020C1 (en) | Method for measuring reflection coefficient of microwave load | |
| CN110542800B (en) | Design method of adjustable waveguide probe for electrical thickness fitting reflection test | |
| Kang | Free-space unknown thru measurement using planar offset short for material characterization | |
| RU2488838C2 (en) | Method for measurement of uhf load reflection factor | |
| US3388327A (en) | System for measurement of microwave delay line length | |
| Gagnon | Highly sensitive measurements with a lens-focused reflectometer | |
| Yamaguchi et al. | Measuring method of complex dielectric constant with monostatic horn antenna in W-band using multiple distance measurements and analysis | |
| RU2757357C1 (en) | Method for measuring reflectivity of reflector material | |
| Harima | Evaluating the effectiveness of applying the phase center for antenna measurements | |
| RU2710514C1 (en) | Method of measuring s-parameters of objects in non-standard guide systems | |
| Kang | SOLR calibration using planar offset short in free-space material measurement | |
| Baskakova et al. | Investigation of waveguide sensors for ultra-short-distance measurements | |
| Sivakumar et al. | A Free-Space Measurement System for Microwave Materials at Kuband | |
| Dyott | The launching of electromagnetic waves on a cylindrical conductor | |
| Kang et al. | GSS (Gated-Short-Short) Calibration for Free-space Material Measurements in millimeter-Wave Frequency Band | |
| Kang | One-Port Calibration Methods Applicable to Free-Space Material Measurement | |
| Kang et al. | Standard field generation system for calibration of Ka-band electric field probe | |
| Jurkus et al. | National standards and standard measurement systems for impedance and reflection coefficient | |
| Kuja et al. | Exploiting Time Domain Monostatic Backscatter Measurements for Gain Determination |