SU1388816A1 - Устройство дл измерени комплексного коэффициента отражени волны в волноводе - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерени м на СВЧ электромагн. параметров волноводных трактов. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет уменьшени  вли ни  собственных отражений фазовращател . Устр-во, содержит г-р, ответвитель мощности, индикатор мощности, фазовращатель, исследуемую нагрузку. Фазовращатель выполнен в виде неподвижных отрезков 6и 7 волновода (НОВ), соединенных подвижным переходом (ПП) 8. НОВ 6 и 7установлены на некотором рассто нии др. от друга так, что их оси параллельны . Концы ПП 8 выполнены в виде тонкостенных регул торных волноводов , скольз щих в НОВ 6 и 7 без значительного зазора. Поперечное сечение НОВ 7 должно совпадать с сечением волновода на входе исследуемой нагрузки. Размеры поперечного сечени  НОВ 6 выбираютс  такими, чтобы на частоте измерений выполн лось условие 71,/ (2N + 1)/(2N - 1), где N - целое число, X длины волн в НОВ 6 и 7. Представление о зависимости величины Л, /Т от N дает табл. 2 ил. 1 табл. I сл

Description

-g|

.i-H

iK

СА:

00 00

00

О5

От отВетбителй

Риг.2

навру3f e

Изобретение относитс  к измерени м на сверхвысоких частотах электромагнитных параметров волноводных трактов , а именно комплекеньк коэффици- ентов отражени  волн разных типов от неоднородностей в волноводах.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет уменьшени  вли ни  собственных отра- жений фазовращател .,

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства дл  измерени  комплексного коэффициента отражени  волны в волноводеj на фиг. 2 - конструкци  фазовращател .

Устройство дл  измерени  комплексного коэффициента отражени  волны в волноводе содержит генератор 1, от- ветвитель 2 мощности, индикатор 3 мощности, фазовращатель 4, исследуема  нагрузка 5, а также первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода, подвижный переход 8.

Устройство дл  намерени  комплексного коэффициента отражени  волны в волноводе работает следующим образом Первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода неодинаковьЕх ре- гул рных волноводов установлены неподвижно на некотором рассто нии друг от друга и так,, что их оси параллельны . Первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода соединены непрерывным подвижным переходом 8, концы которого выполнены в виде тонкостенных регул рных волноводов, скольз щих в первом и втором неподвижных отрезках 6 и 7 волноводов без значительного зазора.

Диффер енциальный фазовый сдвиг ср , вносимый фазовращателем,создаетс  перемещением подвижного перехода 8. При этом измен ютс  длины используемых участков первого и второго неподвижных отрезков 6 и 7 волновода, которым соответствуют разные длины волны. В результате при неизменной геометрической длине фазовращател  (рассто ние между граничньЕми сечени ми I и II (фиг. 2) его электрическа  длина измен етс . Если Л,,, - длины волн в первом и втором неподвиж

N

.....J.....

A.y-A 3,00 1,66 1,40 1,28 1,,22 1,18 1,15 1,13 1,12 1,10

ных отрезках 6 и 7 волноводов, кото рым соответствуют посто нные распро- 2п , странени  Х,,, -- (потери в волно ,г

водах не учитываютс  ввиду незначительности ) , то комплексный коэффициент передачи фазовращател  S,, равен

S, )

где Т - комплексньй коэффициент передачи перехода. Таким образом

4- (ггг- у.)1.

Далее, если Г

(2)

г комплексные

коэффициенты отражени  в граничных сечени х перехода (сечени  III и IV (фиг. 2), то комплексные коэффициенты отражени  от входов фазовращател 

п

- ,

(3)

е

-2У.Е

S,e

Т.е.

Ф, 2y,lj t 2у,1.

(4)

Поперечное сечение второго неподвижного отрезка 7 волновода должно совпадать с сечением волновода на входе последуемой нагрузки, и следовательно , определ етс  последней. Размеры поперечного сечени  первого неподвижного отрезка 6 волновода выбираютс  такими, чтобы на частоте измерений выполн лось условие

ll

2N + 1 2N - 1

(5)

где S:, - целое число.

Св зь между длиной волны в волноводе и размерами поперечного сечени  распространенных форм (пр моугольник, квадрат, круг) даетс  общеизвестными формулами.

Зависимость величины Л,/ N следующа :

10

Значение N может быть вз то люйьм Однако, с ростом N, т.е. с уменьшением различи  между первым и вторым неподвижными отрезками 6 и 7 волноводов , а следовательно, уменьшением разности J - у, увеличинаетс  рассто ние , на которое нужно переместить подвижный переход 8 фазовращател  4 дл  получени  нужного фазового сдвига. Это требует увеличени  длины фазовращател .

При уменьшении N, т.е. при увеличении различи  между первым и вторым неподвижными отрезками 6 и 7 волно- ,водов перемещение подвижного перехо- да 8 уменьшаетс , но возрастает длина самого подвижного перехода 8, при которой отражение от него становитс  достаточно малым, что также ведет к .увеличению габаритов фазовращател .

Наиболее приемлемыми оказываютс  приблизительно N 4-7.

После выполнени  услови  (5) получаем

с,- (х- -V )1 - 2У.1 , 2М . Чт S) 2К-1 2N41 . -

tf, -2,1 -(2N-1)q.,- 4, 2,1 (2N-fl)c|.

т.е. приращени  фаз коэффициентов от ражени  от входов фазовращател , кратны дифференциальному фазовому сдвигу, причем коэффициенты,кратнос- ти  вл ютс  нечетньп 1и числами.

Таким образом, предлагаема  конструкци  фазовращател  обеспечивает получение дифференциального фазового сдвига при уменьшении вли ни  собственных отражений на результат измерени  Г. Исключаетс  перемещение-исследуемой нагрузки. Предлагаемое решение может быть применено дл  измерени  комплексных коэффициентов отражени  как в одномодовых, так ив многомодовых волноводах. В первом

случае при использовании готовых от- ветвителей мощности различие поперечных сечений волноводов на входах фа- зо вращател  должно создаватьс  искусственно , например сужением волно- водного тракта перед фазовращателем. Во втором случае указанное различие обеспечиваетс  выбором сечени  волно- вода дл  нестандартного ответвител  мощности, подлежащего разработке.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  комплексного коэффициента отражени  волны в волноводе, включающее последовательно соединенные генератор, ответви- тель мощности, фазовращатель, выход

   Q которого  вл етс  выходом дл  подключени  исследуемой нагрузки, и индикатор мощности, подключенный к ответвл ющему плечу ответвител  мощности , отличающеес  тем,

   5 что, с целью повьш1ени  точности измерений за счет уменьшени  вли ни  собственных отражений фазовращател , фазовращатель выполнен в виде первого и второго неподвижных отрезков

   п волновода, соединенных подвижным переходом , причем отношение размеров в первом неподвижном переходе (а,) к второму неподвижному переходу (а) на рабочей частоте, выбираетс  из уело виут

   5

   AL 2N+1 % 2N-1

   где N - целое число;

   а - размер широкой стенки дл  неподвижного пр моугольного волновода;

   а - размер радиуса дл  неподвиж- ного круглого волновода-,

   .I Aj- длины волн в первом и втором, неподвижных отрезков волноводов .