SU824081A1

SU824081A1 - Method of measuring electric field strength absolute values

Info

Publication number: SU824081A1
Application number: SU792711786A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Кутовой; Владимир Иванович Маханьков; Иван Семенович Сидоренко
Original assignee: Предприятие П/Я В-8851
Priority date: 1979-01-10
Filing date: 1979-01-10
Publication date: 1981-04-23

Description

Изобретение относится к измерительной технике на СВЧ.The invention relates to measuring equipment for microwave.

Известен способ измерения абсолютах значений напряженности,например, в. объемном резонаторе электрического поля, заключающийся во вве-³дении зонда в измеряемое поле ^1] .A known method of measuring the absolute values of tension, for example, in. the cavity electric field, comprising ³ Denia probe introduced into the measured field ^ 1].

Однако известный способ не обеспечивает .высокую точность измерений;However, the known method does not provide. High measurement accuracy;

Цель изобретения - повышение точ— ности измерений.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurements.

Поставленная цель достигается тем, что в способе-измерения абсолютных значений напряженности электрического поля, например, в объемном резонаторе, основанном на введении в измеряемое поле зонда, дополнительно определяют конфигурацию измеряемого поля в околозондовом пространстве, например, ме- _Λтодом пробного тела, а абсолютное значение напряженности измеряемого электрического поля определяют путем сравнения показаний зонда в поле та2 кой же конфигурации с известной напряженностью.The goal is achieved in that the measuring method of the absolute values of the electric field, for example in the cavity, based on the introduction of the probe measured field, further comprising determining a configuration of the field being measured in okolozondovom space, e.g., methyl _Λ Tod test body, and the absolute The value of the measured electric field strength is determined by comparing the readings of the probe in the field of the same configuration with the known strength.

На фиг. 1 изображено устройство, поясняющее способ; на фиг. 2 - устройство для градуировки зонда.In FIG. 1 shows a device explaining the method; in FIG. 2 - device for graduation of the probe.

Устройство (фиг.1) содержит объемный резонатор 1 правильной цилиндрической формы, возбужденный на волне типа Ездо, в котором известен характер распределения Е поля. В отверстие в днище объемного резонатора 1 введен плоский пристенный зонд, состоящий из тонкого металлического диска 2 и контактного вывода 3, закрепленного в центре тонкого металлического диска 2. Через тонкую диэлектрическую прокладку 4 указанный диск 2 плотно прижат к днищу. Контактный вывод 3 подсоединен через детектор 5 к индикаторному прибору 6. При возбуждении объемного резонатора 1 высокочастотного генератора 7 пр индикаторному прибору можно судить о наличии поля в околозондовом пространстве у поверх ногти тонкого металлического диска 2. Если при этом учесть, что металлический диск 2 и диэлектрическая прокладка 4 достаточно тонкие, и конфигурация их поверхности практически повторяет поверхность днища объемного резонатора 1, где они закреплены, то можно утверждать, что конфигурация поля у поверхности диска 2 аналогична полю в случае отсутствия пос824081 4 . деления абсолютных значений напряженности электрического поля в исследуемом объемном резонаторе I (фиг.1) достаточно сравнить показания индикаторного прибора 6, подключенного к зонду, сего показаниями при градуиров ке в известном поле электрического конденсатора (фиг. 2.).The device (Fig. 1) contains a volume resonator 1 of a regular cylindrical shape, excited on a wave of the Ezdo type, in which the nature of the distribution of the E field is known. A flat wall probe is introduced into the hole in the bottom of the volume resonator 1, consisting of a thin metal disk 2 and a contact terminal 3 fixed in the center of a thin metal disk 2. Through a thin dielectric gasket 4, said disk 2 is firmly pressed to the bottom. Contact terminal 3 is connected through a detector 5 to an indicator device 6. When exciting a volume resonator 1 of a high-frequency generator 7 with an indicator device, one can judge the presence of a field in the probe area near the nails of a thin metal disk 2. Given that metal disk 2 and dielectric gasket 4 is quite thin, and the configuration of their surface almost repeats the surface of the bottom of the cavity resonator 1, where they are fixed, it can be argued that the configuration of the field at the surface of the disk 2 is similar to the field in the absence pos824081 4. of dividing the absolute values of the electric field strength in the investigated volume resonator I (Fig. 1), it is sufficient to compare the readings of the indicator device 6 connected to the probe, which when calibrated in a known field of the electric capacitor (Fig. 2.).

Точность измерений устройств, реЮ ализующих способ,в основном опреледнего, что подтверждается экспериментом. Зная·характер распределения поля и абсолютное значение напряженности электрического поля в какой-либо точке, можно определить абсолютное значение напряженности электрического поля в любой точке исследуемого объемного резонатора 1 по формуле ^ЕТ.⁼ в о) , 20 где Е,£- амплитудное значение продольной составляющей электрического поля;The accuracy of the measurements of devices that implement the method, mainly of the latter, is confirmed by experiment. Knowing the nature of the field distribution and the absolute value of the electric field strength at any point, it is possible to determine the absolute value of the electric field strength at any point of the volume resonator under study 1 by the formula ^E T. ⁼ c o), 20 where E, £ is the amplitude value of the longitudinal component of the electric field;

А - произвольная^ постоянная;A is an arbitrary ^ constant;

Z_o - волновое сопротивление сво- ₂₅водного пространства;Z _o - wave resistance ₂₅ svo- aqueous space;

- бесселева функция нулевого порядка;- Bessel function of zero order;

D - диаметр объемного резонатора 1 5 30 г - координата точки, в которой определяется напряженность поля.D is the diameter of the cavity resonator 1 5 30 g is the coordinate of the point at which the field strength is determined.

Для определения напряженности электрического поля в точке, что дает ₃₅ возможность найти произвольную постоянную А по формуле, тот же измерительный зонд, детектор 5 и индикаторный прибор 6 градуируют в абсолютных единицах напряженности электрического ₄θ поля конденсатора (фиг.2) при различных уровнях ВЧ мощности, закрепив зонд на пластине 8 плоскопараллельного конденсатора, аналогично тому, как он был закреплен на стенке объем- ₄₅ного резонатора 1. Между пластинами 8 конденсатора с помощью генератора 7 на резонасной частоте исследуемого объемного резонатора 1 создают известную разность потенциалов с аналогииной конфигурацией поля в окопозондовом пространстве исследуемого объемного резонатора 1 и регистрируют показания прибора 9. (Конфигурация электрического поля, на фиг. 1 и 2, по- _5Jказана с помощью линий векторов).To determine the electric field strength at a point, which gives _{35 the} opportunity to find an arbitrary constant A by the formula, the same measuring probe, detector 5 and indicator device 6 are graduated in absolute units of the electric field strength ₄ θ of the capacitor field (Fig. 2) at various RF power levels , securing the probe in a plane parallel capacitor plate 8, similarly as it has been fixed to the wall ₄₅ bulk resonator 1. between the plates of the capacitor 8 by means of generator 7 Resonant frequency investigated obe many known resonator 1, creates a potential difference with the configuration analogiinoy okopozondovom field in the space of the test cavity 1 and the readings are recorded 9. (Configuration of an electric field, Fig. 1 and 2, po- _5J proved using vectors lines).

Таким образом, для измерения распределяется классом точности используемого в качестве прибора 9 лампового вольтметра B3-43 и по экспериментальным данным на часототе 150 МГц составляет 82.Thus, for measurement, it is distributed by the accuracy class of the B3-43 lamp voltmeter 9 used as an instrument, and according to experimental data at a frequency of 150 MHz it is 82.

Таким образом, для проведения измерения абсолютного значения напряженности электрического поля в объемных резонаторах по сравнению с известным способом для каждого из исследуемых резонаторов, имеющих различные резонансные частоты, не требуется иметь отдельный с известными свойствами резонатор, так как для создания известных электрических полей используется электрический конденсатор, работающий в широком диапазоне частот. Предлагаемый способ позволяет упростить и повысить оперативность измерения абсолютного значения напряженности электрического поля в резонансных ускоряющих структурах и других ВЧ устройствах.Thus, in order to measure the absolute value of the electric field strength in volume resonators in comparison with the known method, for each of the studied resonators having different resonant frequencies, it is not necessary to have a separate resonator with known properties, since an electric capacitor is used to create known electric fields, operating in a wide range of frequencies. The proposed method allows to simplify and increase the efficiency of measuring the absolute value of the electric field in resonant accelerating structures and other RF devices.

Claims

(54) METHOD OF MEASURING THE ABSOLUTE VALUES OF ELECTRIC FIELD ELECTRIC FIELD OF A THIN METAL DISC 2 If we take into account that the metal disc 2 and the dielectric strip 4 are thin enough to assert that the field configuration at the surface of disk 2 is similar to the field in the absence of the latter, which is confirmed by experiment. By knowing the nature of the distribution of the field and the absolute value of the intensity of the electric field at any point, it is possible to determine the absolute value of the intensity of the electric field at any point of the investigated cavity resonator 1 by the formula 7. RTL where E is - amplitude value of the longitudinal component of the electric field; arbitrary constant; free space impedance; Jf l - Bessel function of zero order; D is the diameter of the cavity resonator 1; g is the coordinate of the point at which the intensity of the field is determined. To determine the strength of the electric field at a point, which makes it possible to find an arbitrary constant A according to the formula, the same measuring probe, detector 5 and indicator device 6 are calibrated in absolute units of strength of the electric field of the capacitor (Fig. 2) for various RF power levels, fixing the probe on the plate 8 of a plane-parallel capacitor, in the same way as it was fixed on the wall of the cavity resonator 1. Between the plates of the capacitor 8 using a generator at the resonant frequency of the investigated volume ezonatora 1 izves hydrochloric create a potential difference of similar configuration okolozondovom floor space in the test cavity 1 and the readings are recorded device 9. (Configuration of an insulating element "L in FIG. 1 and 2 is shown with vectors lines). Thus, to measure the absolute value distribution of the electric field intensity in the cavity cavity 1 being tested (Fig.), It suffices to compare the indications of the indicator device 6 connected to the probe, which is indicated when calibrated in the known electric capacitor field (Fig.

2.). The measurement accuracy of devices implementing the method is mainly determined by the accuracy class of the VZ-43 lamp voltmeter used as the instrument 9, and according to experimental data at a frequency of 150 MHz it is 8%. Thus, in order to measure the absolute value of the electric field intensity in bulk resonators, compared to a known method, for each of the resonators under study, the names of these are different resonant frequencies, it is not necessary to have separate sections known; properties of the resonator, since an electric capacitor operating in a wide frequency range is used to create the known electric fields. The proposed method makes it possible to simplify and increase the efficiency of measuring the absolute value of the electric field strength in resonant accelerating structures and other RF devices. Claims The method of measuring the absolute values of the electric field intensity, for example, in a cavity resonator, is based on introducing a probe into the measured field, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the configuration of the measured field in the probe-space is determined, for example, by the test body method, and the absolute value of the intensity of the measured electric field is determined by comparing the readings of the probe in a field of the same configuration with the izhestvennoy intensity. Sources of information taken into account in the examination 1. Tisher F. Technique measurements at ultrahigh frequencies. M., Fizmatgiz 1963, p. 343.

1