Способ измерения коэффициента отражения

Способ измерения коэффициента отражения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерений коэффициента отражения различных радиоматериалов в широкой полосе частот диапазона СВЧ. Сущность изобретения: способ основан на облучении испытуемого и эталонного образцов сигналом качающейся частоты, измерении на каждой частоте амплитуд сигналов , отраженных этими образцами, нормировании амплитуды сигнала, отраженного испытуемого образцом, на амплитуду сигнала , отраженного эталонным образцом, и умножении на коэффициент отражения эталонного образца, при этом дополнительно на каждой частоте измеряют фазы сигналов, отраженных обоими образцами, вычитают из значения фазы сигнала, отраженного испытуемым образцом, величину, равную разности фазы сигнала, отраженного эталонным образцом, и фазы коэффициента отражения эталонного образца, формируют квадратурные компоненты отраженного испытуемым образцом сигнала с откорректированной фазой,усредняют их в интервале частот, равном отношению центральной частоты интервала к разности электрических длин путей на центральной частоте, проходимых полезным и помеховым сигналом , и вычисляют амплитуду и фазу искомого коэффициента отражения. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 R 27/06, 29/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

О

Ю

О (21) 4762858/09 (22) 23,11,89 (46) 07.03,93, Бюл. ¹ 9 (71) Московский научно-исследовательский институт приборостроения (72) Ю.А,Колосов и А.П.Курочкин (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий, под ред. В.В.Клюева, М,; Машиностроение, 1986, ч.1, с,219.

Патент США ¹ 4097796, кл. G 01 R

29/08, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерений коэффициента отражения различных радиоматериалов в широкой полосе частот диапазона

СВЧ. Сущность изобретения: способ основан на облучении испытуемого и эталонного образцов сигналом качающейся частоты, измерении на каждой частоте амплитуд сигналов, отраженных этими образцами, норИзобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерений коэффициента отражения различных радиоматериалов в широкой полосе частот диапазона

СВЧ. В первую очередь изобретение может быть использовано для измерений коэффициента отражения от локальных участков ради оп роз рач н ых материалов.

Цель изобретения — повышение точности.

Применение этого способа позволяет существенно ослабить влияние сигналов, отраженных от посторонних рассеивателей, и тем самым повысить точность измерения

„„ Ы„„1800390 А1 мировании амплитуды сигнала, отраженного испытуемого образцом, на амплитуду сигнала, отраженного эталонным образцом, и умножении на коэффициент отражения эталонного образца, при этом дополнительно на каждой частоте измеряют фазы сигналов, отраженных обоими образцами, вычитают из значения фазы сигнала, отраженного испытуемым образцом, величину, равную разности фазы сигнала, отраженного эталонным образцом, и фазы коэффициента отражения эталонного образца, формируют квадратурные компоненты отраженного испытуемым образцом сигнала с откорректированной фазой, усредняют их в интервале частот, равном отношению центральной частоты интервала к разности электрических длин путей на центральной частоте, проходимых полезным и помеховым сигналом, и вычисляют амплитуду и фазу искомого коэффициента отражения, коэффициента отражения от испытуемого образца во всей полосе частот.

Измерение коэффициента отражения данным способом осуществляется следующим образом.

Сначала измеряют на каждой частоте амплитуду Аэ и фазу <р, сигнала. отраженного от эталонного образца, устанавливаемого на том месте. на котором затем будет размещен испытуемый образец. и имеющего соответствующую форму (фаза измеряется по отношению к фазе опорного сигнала).

Находят величину Лр,, предназначенную для корректировки фазы сигнала отраженного испытуемым образцом. равную

1800390

APE = Pa — /k

Pck — Pc Pa

1 f+hf/2

Vk= f Vkdf

f < — Л lг

1 f+hf(2

Ус К f Vc d f f — ЛfA с ф = агстя ч разности фазы Ъ и известной фазы коэффициента отражения эталонного образца фсоэ

Далее измеряют амплитуду Ас и фазу у сигнала, отраженного испытуемым образцом. Корректируют на каждой частоте фазу рс, вычитая из нее величину Лу

Формируют квадратурные компоненты из амплитуд и откорректированных фаз принятого сигнала

Vk = Ac cos p ск, Vc = Ac sin р ск

Усредняют квадратурные компоненты

Vk u Vc в интервале частот Л f, равном отношению центральной частоты f интервала к разности электрических длин путей Л L на частоте f, проходимых полезным и помеховым сигналами

Отметим, что интервал Л f может совпадать, а Может и не совпадать с полосой качания, в которой определяют значения коэффициента отражения, в частности, он может быть существенно меньше ее.

Затем, используя величины Vk и Vc, определяют амплитуду q и фазу q) искомого коаффициента отражения на частоте f

v3 +v2

Яэ > где q> — известный коэффициент отражения эталонного образца.

Данный способ измерения коэффициента отражения реализуется, например, с помощью устройства, структурная схема которого изображена на фиг.1.

Устройство состоит из генератора качающейся частоты 1, первого 2 и второго 3 направленных ответвителей, антенны 4, амплифазометра 5, блока корректировки 6, блока памяти 7, блока квадратурных компо5

55 нент 8, блока интеграторов 9, вычислителя

10, регистратора 11 и блока управления 12.

Цифрой 13 обозначен испытуемый образец, а цифровой 14 — постоянный рассеиватель. . Устройство работает следующим образом;

Сигнал от генератора качающейся частоты 1, пройдя через первый 2 и второй 3 направленный ответвители, поступает на антенну 4 и излучается, Излученный сигнал падает на испытуемый образец 13 и частично попадает на посторонний рассеиватель (для измерения сигнала, отражаемого эталонным образцом, его устанавливают на месте испытуемого образца). Принятый антенной 4 сигнал, обусловленный отражениями, поступает через второй направленный ответвитель 3 на первый вход амплифазометра 5. Одновременно ответвленная первым направленным ответвителем 2 часть сигнала генератора качающейся частоты 1 поступает на второй вход амплифазометра 5, образуя опорный сигнал. Измеренные в амплифазометре 5 амплитуды и фазы сигнала через блок корректировки 6 поступают в блок квадратурных компонент

8. В блоке корректировки 6 осуществляется корректировка фазы по сигналу корректировки, поступающему с блока памяти 7. Сигнал корректировки накапливается при измерении отражений от эталонного образца. B качестве эталонного образца может быть взят в частности, металлический образец, для которого q3 = 1, р«э =л .

B блоке 8 из амплитуд и откорректированных фаз принятого сигнала формируются квадратурные компоненты, которые в блоке интеграторов 9 проходят усреднение (интегрирование). Блок интеграторов 9 соединен с вычислителем 10, в котором по результатам усреднения квадратурных компонент вычисляются амплитуда и фаза коэффициента отражения в каждой заданной точке f полосы качания частоты. В блоке

11 осуществляется регистрация найденных значений коэффициента отражения. Синхронизация работы блоков данного устройства осуществляется блоком управления 12.

Данный способ позволяет существенно увеличить точность измерения значений коэффициента отражения и тем самым расширить динамический диапазон его измеряемых величин.

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента отражения радиоматериала, основанный на облучении испытуемого и эталонного образцов сигналом качающейся частоты, измерении на каждой частоте амплитуд сиг1800390 и фазу р искомого коэффициента отражения определяют по формулам

ii(+ ii2<

Ч= А а. . налов, отраженных испытуемым А и эталонным Аэ образцами, нормировании амплитуды сигнала, отраженного испытуемым образцом, на амплитуду сигнала, отраженного эталонным образцом, и умножении на 5 коэффициент отражения эталонного образца q,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно на каждой частоте измеряют фазы сигналов, отраженных испытуемым р, и эталонным 10 р образцами, вычитают из значения фазы сигнала, отраженного испытуемым образцом, величину, равную разности фазы сигнала, отраженного эталонным образцом, и фазы коэффициента отражения эталонного образца p gpss, формируют квадратурные компоненты. отраженного испытуемым образцом сигнала с откорректированной фазой, усредняют их в интервале частот Д f, равном отношению центральной частоты f-20 интервала к разности электрических длин путей Д L на частоте f, проходимых полезным и помеховым сигналами, а амплитуду q с

V р=агсщ—

Vy где

Vg=

1 Г+Дf/2

f Ac cos (pc (ps +co ) ) d f, f — Д f/2

Vc=

1 1+Д /2 — 3 Ac sin (pc — (p — фкоз ) ) d f

f — Дf/ã

h,f +- —

Составитель Ю.Колосов

Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор

Заказ 1162 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101