Устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны

Устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для измерения эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств.

Известен модуляционный турникетный радиополяриметр, содержащий турникетное соединение, выполняющее роль разделителя поляризации, первый и второй вентили, модулятор поляризации, измерительный канал, блок калибровки поляризации, направленный ответвитель, блок калибровки интенсивности, первый и второй модуляторы интенсивности, первый и второй тройники, причем модуляторы и тройники образуют гибридное кольцо, дополнительный измерительный канал, короткозамыкатели и управляющий генератор (см. авторское свидетельство СССР №1518805, МПК G01R 29/08, публ. 30.10.1989 г.).

Наиболее близким по предлагаемому техническому решению является устройство для измерения кросс-поляризационной характеристики волноводного тракта, содержащее разделитель поляризации с входом для подключенения к выходу измеряемого элемента, и два канала, включающих первый вентиль и второй вентиль, первый выход разделителя поляризации соединен с входом первого вентиля, а второй выход разделителя поляризации соединен с входом второго вентиля, разделитель поляризации выполнен в виде двухканального поляризационного устройства, а также устройство дополнительно снабжено первым аттенюатором, вход которого подключен к выходу первого вентиля, вторым аттенюатором, вход которого подключен к выходу второго вентиля, коммутатором, первый вход которого подключен к выходу первого аттенюатора, а второй вход подключен к выходу второго аттенюатора, а также блоком измерения, вход которого подключен к выходу коммутатора (см. патент РФ №2242769, МПК G01R 29/08, публ. 20.12.2004 г. - прототип).

Данное устройство обладает необходимой точностью измерений, но включает в свой состав СВЧ-устройства (аттенюаторы и электронные коммутаторы), наличие которых увеличивает время измерения поляризационной характеристики и усложняет конструкцию, снижая надежность устройства. Большая номенклатура сборочных элементов в двух каналах измерения не позволяют исключить взаимовлияние элементов в них, что снижает точность измерения. Устройство имеет не оптимальные показатели по массе и габаритам.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции устройства для измерения эллиптичности электромагнитной волны, сокращение времени измерения эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств, исключение калибровки элементов устройства, повышение точности измерений, обеспечение в устройстве оптимальных показателей массы и габаритов.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны, содержащее разделитель поляризации, выполненный в виде двухканального поляризационного устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента, и первый измеритель уровня сигнала электромагнитной волны, введен второй измеритель уровня сигнала электромагнитной волны, причем указанные измерители подключены входами непосредственно к соответствующим выходам разделителя поляризации и выполнены с возможностью подключения к компьютеру.

Предпочтительно первый и второй измерители уровня сигнала электромагнитной волны выполнить в виде преобразователей мощности с шиной USB.

Целесообразно эллиптичность электромагнитной волны определять по формуле:

где P₁, P₂ - уровень сигнала в первом и втором каналах соответственно.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а, следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения эллиптичности электромагнитной волны с подключением ее к измеряемому элементу и компьютеру.

Устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны содержит разделитель 1 поляризации, выполненный с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента 4, первый и второй измерители 2, 3 уровня сигналов электромагнитной волны, входы которых соединены непосредственно с соответствующими выходами разделителя 1 поляризации, а выходы выполнены с возможностью одновременного подключения к компьютеру 5.

В качестве измерителей 2, 3 мощности могут быть применены, например, первичные преобразователи мощности U-2000A с шиной USB, выпускаемые фирмой Agilent.

Измеряемым элементом 4 является волноводное устройство, на выходе которого измеряется эллиптичность электромагнитной волны. Измеряемый элемент 4 подключается к входу разделителя 1 поляризации.

В качестве разделителя 1 поляризации может быть применено известное двухканальное поляризационное устройство (см. Журнал "Антенны", выпуск 1 (42), 1999 г., стр.28-30), которое позволяет разделить электромагнитную волну на две линейно поляризованные составляющие и направить в два параллельных канала. Первый канал в предлагаемом устройстве содержит первый измеритель 2 уровня сигналов электромагнитной волны. Второй канал содержит второй измеритель 3 уровня сигналов электромагнитной волны,

Устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств работает следующим образом. Электромагнитная волна СВЧ-диапазона линейной или круговой поляризации поступает на измеряемый элемент 4, после прохождения которого она приобретает эллиптическую поляризацию. Далее электромагнитная волна поступает на вход разделителя 1 поляризации.

На разделителе 1 поляризации электромагнитная волна эллиптической поляризации разделяется на две линейно поляризованные составляющие, которые направляются в два параллельных канала. Находящиеся в каждом канале соответствующие указанные измерители 2, 3 фиксируют уровень сигнала электромагнитной волны, проходящей через эти каналы. Сигналы с измерителей 2, 3 уровня сигналов электромагнитной волны подаются на соответствующие порты компьютера одновременно.

Эллиптичность электромагнитной волны определяется по формуле:

где P₁, P₂ - уровень сигнала в первом и втором каналах соответственно.

Для упрощения программного обеспечения, повышения точности и быстродействия расчетов в указанной формуле введены модули в степенях.

Устройство измерения эллиптичности электромагнитной волны позволяет осуществлять измерение с помощью ПЭВМ, а также исключить фазовые измерения и использовать измерение только амплитуды сигнала, что дает возможность упростить процесс измерения электромагнитной волны и конструкцию устройства в целом. Применение двух измерителей уровня сигналов электромагнитной волны позволяет повысить точность измерения эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств. Кроме того, в устройстве обеспечено улучшение в несколько раз показателей массы, габаритов и времени измерения за счет исключения коммутации каналов.

1. Устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны, содержащее разделитель поляризации, выполненный в виде двухканального поляризационного устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента, первый измеритель уровня сигнала электромагнитной волны, отличающееся тем, что введен второй измеритель уровня сигнала электромагнитной волны, причем указанные измерители подключены входами непосредственно к соответствующим выходам разделителя поляризации и выполнены с возможностью подключения к компьютеру.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый и второй измеритель уровня сигнала электромагнитной волны выполнены в виде преобразователей мощности с шиной USB.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эллиптичность электромагнитной волны определяется по формуле где Р₁, Р₂ - уровень сигнала в первом и втором каналах соответственно.