Устройство для измерения электромагнитного поля в волноводе

Устройство для измерения электромагнитного поля в волноводе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике СВЧ и может быть использовано при исследовании параметров волноводных элементов и систем, при разработке и проверке устройств волноводных линий связи, работающих на высших типах волн. Цель изобретения - повьшшние точности измерения. Устройство содержит многомодовьй волновод (ММВ) 1, п котором размещены согласованная нагрузка (СН) 2, внешняя поверхность которой прилегает к стенкам ММВ 1, а внутренняя поверхность повторяет форму плавного перехода от ММВ 1 к введенному одномодовом, волноводу (ОКВ) 3, зонд 4 в виде малой проводящей сферы, закрепленной на лавсановой нити 5 с возможностью перемещения в поперечном сечении №Ш 1, Использование введенного разделителя поляризации 6 на входе введенного СВЧ-приемника 7 позволяет проводить измерения в двух ортогональных поляризациях, СН 2 обеспечивает поглощение волн, распространяющихся от стыка ММВ 1 и ОМВ 3 к СВЧ- генератору 8, что устраняет нежелательные переотражения. 1 ил. ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩМ ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) 011 (511 4 r, 01 R 29/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4?50324/24-09 (22) ?7,05.87 (46) 23.09.88. Бюл. II 35 (71) Воронежский государственный университет им.Ленинского комсомола (72) Б.И.Власов, R.П.Дудкин, В.И.Кустов и Л.П.Малахова (53) 6? 1,3 17.328 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 102764 7, кл. О 01 R 29/08, 1983. . Вопросы электронной техники. Вып.

2: Изд-во Саратовского университета, 1971, с,?19-228. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ВОЛНОВОДЕ (57) Изобретение относится к измерительной. технике СВЧ и может быть использовано при исследовании параметров волноводных элементов и систем, при разработке и проверке устройств волноводных линий связи, работающих на высших типах волн. Цель изобретения — повьш ение точности измерения.

Устройство содержит многомодовый волновод (ММВ) 1, в котором размещены согласованная нагрузка (СН) 2, внешняя поверхность которой прилегает к стенкам MMR 1, а внутренняя поверхность повторяет форму плавного перехода от MMR t к введенному одномодовому волноводу (OMR) 3, зонд 4 в виде малой проводящей сферы, закрепленной на лавсановой нити 5 с возможностью перемещения в поперечном сечении

ММВ 1. Использование введенного разделителя поляризации 6 на входе введенного СВЧ-приемника 7 позволяет проводить измерения в двух ортогональных поляризациях. СН 2 обеспечивает поглощение волн, распространяющихся от стыка MMH 1 и OMB 3 к СВЧгенератору 8, что устраняет нежелательные переотражения. 1 ил, 1425564.!П

xsin — Y - е

Ь (3) где

2 2 2

aг аЬ а

v. ып Y,) (4),1,л„, 2 хе (5) где!

1ш II n — X cos --Y а Ъ

8!

45 ,!пи h m

cos — Х. « а (2) Изобретение относится к измерительной технике на сверхвысоких частотах (СВЧ) и может быть испсльзовано при исследовании параметрсн нолно5 нодных элементов и систем при разработке и проверке устройств вслноводных линий связи, работающих на высших типах волн.

Цель изобретения — повьш ение точности измерения, На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения электро-! магнитного поля в волноводе содержит !

I многомодовой нолновод 1, н котором размещены согласованная нагрузка 2, внешняя поверхность которой прилегает к стенкам многомодового волнонода .1, а внутренняя поверхность повторяет 2О

:,форму плавного перехода от многомодового волновода 1 к одномодовому волно;воду 3, зонд 4 в виде малой проводя-!

;щей сферы, закрепленной на лавсаноной нити 5 с возможностью перемещения в поперечном сечении многомодового нол,новода 1. К выходному фланцу одномо дового волновода 3 подключен разде литель 6 поляризации и СВЧ-приемник 7.

,Свободный конец многомодового волноно"30 да 1 соединен с выходом СВЧ-генератора 8, При распространении модовой смеси в регулярном многомодовом волноноде

1 поперечные составляющие электрической компоненты могут быть представлены в виде разложения н ряд по модам

F. „è Н„„„типов

| !!

+B.„e,„„(x,«)e ""! (1) где А „В,„„— комплексные амплитуды мод F u H,«„ типов, е (Х,Y), е" „(Х,Y), p „,„ " — векторные структурные функции и постоянные распространения мод

ТН, TF, типов.

При малом радиусе зонда 4 и электрическом возбуждении можно считать, что дипольный, момент зонда 4

--ву с1 р — -г Е (Х,Уд ), где Е (Х,7) — компонента электрического поля, в котором находится зонд, диэлектрическая проницаемость вещества шарика; радиус зонда 4.

Падающее на зонд 4 электромагнитное поле возбуждает прошедшую (отраженную) волну, Х-я компонента которой, например для прямоугольного нолновода сечением (а Ь) имеет вид !! m (F ) = Е cos -- Xx ««-i «!!,п«и

,и-о

8!1 Г !!m . i!n

F, =- — -(d cos Х sin Y," «,!пп а)с Ь с !!и /! m I! ш ,,cos Y +j J! d sin Х„х

Ь а» г а — диэлектрическая и магнитная проницаемость заполняющей чолновод среды;, d„, а — компоненты дипольного

« момента зонда 4.

Можно получить аналогичное выражение для Y-й компоненты

«!!.

Г (Ер„ ) = Q Е„ sin Xcos 1 y п« =с Ь !!1п2 !!2шп

«(K2 2 — — — ) — — — d ! Ь2 аЬ лп гш, 1!ш . !! n

x sin Y!! + j 4 d sin Xà,sin Yî)

Ь Ь " а Ь (6) На основе выражений (4) (6) можно показать, что только амплитуды основных мод Н, (тп=О, n=1), Н„, (m=1, п=б) рассеянного зондом 4 электромагнитного поля линейно связаны с соответствующими поперечными компонентами F,„(Õ,У„), F.„(X,У„) исследуе1425564 мого электромагнитного поля, в котором находится зонд 4, т.е, (Е ) . Е (Х Y„)sin Y„s

Л

in — Yx

b 5

xe " (m=0, n=1), (7) 1 (Eр. с ) E„(X 1 о ) з1п Х,, s1п — Хк ке (m=1, n=0), (8) Формула изобретения

Составитель А.Лысов

Редактор Н.Рогулич Техред А.Кравчук Корректор В.Романенко

Заказ 4762/41

Тираж 772

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 где весовые пространственные зависимости определяют условия возбуждения перемещаемым зондом 4 низших Но и

H w мод в прямоугольном волноводе. Согласованная нагрузка 2, а также одномодовый волновод 3 позволяют осуществлять фильтрацию низших типов, возникающих в результате трансформации на зонде 4 и на стыке между многомодовым 1 и одномодовым 3 волноводами.

При этом амплитуды низших типов в одномодовом волноводе 3 линейно связаны с компонентами исследуемого электромагнитного поля. Согласованная нагрузка 2 обеспечивает поглощение волн, распространяющихся от стыка многомодового 1 и одномодового 3 волновода к СВЧ-генератору 8, что устраняет нежелательные переотражения.

Измерения осуществляется следующим образом, Предварительно при удаленном зонде 4 проводят компенсацию с помощью элементон подстройки канала компенсации (не показан) сигнала пролезания, а затем измеряют уровень низшей моды электромагнитного поля в одномодовом волноводе 3 для каждого положения зонда 4, Использование разделителя б поляризации на входе приемника 7 позволяет проводить измерения на двух .ортогональных поляризациях.

Устройство для измерения электромагнитного поля в волноводе, содержащее последовательно соединенные

СВЧ-генератор, многомодовый волновод9 согласованную нагрузку и зонд, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, зонд установлен с возможностью пере25 мещения внутри многомодового волновода, внешняя поверхность согласованной нагрузки прилегает к стенкам многомодового волновода, а ее внутренняя поверхность повторяет форму плавного

30 перехода от многомодового волновода к соединенному с ним введенному одномодовому волноводу, который через введенный разделитель поляризации соединен с введенным приемником.