Измеритель комплексного коэффициента отражения

Измеритель комплексного коэффициента отражения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 и с тwi." fP 1 7

ИСАН И

О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

2932!8

Союз Советских

Социалистических

Республик. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 01.XI.1968 (№ 1303925/26-9) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 15.11971. .Бю.л.летень ¹ 5

Дата опубликования описания 291V.1971

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР 1ПК G 01г 27!06

УД К 621.317.332.6.535.

346 1(088 8) Авторы изобретения

Б. Н. Князьков, Д. Д. Литвинов и М. С. Яновский

Заявитель

ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛ ЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА

ОТРАЖЕН ИЯ

Изобретение относится к области радиотехники сверхвысоких частот и предназначено для проведения радиоизмерений в квазиоптической линии передачи (лучевода) миллиметровых и субмиллиметровых волн.

Известны измерители комплексного коэффициента отражения для квазиоптической линии передачи, построенные по типу интерферометра Майкельсона.

Однако известныс измерители коэффициента отражения весьма трудно поддаются автоиатизации.

С целью повышения точности автоматизации процесса измерения в предлагаемом устройстве зеркальный отражатель выполнен в виде двугранного зеркала, установленного под углом 45 к плоскости колебаний падающей на него волны, а оое ортогонально поляризованные отраженные волны, г.ройдя сквозь второй, уравнивающий их ослабления наклонный плоскопараллельиый диэлектрический делитель, преобразуются с помощью проволочной решетки во встречно поляризованные. Кроме того детскгором-анализатором и преобразующим поляризацию элементом установлены три последовательно отображающих луч плоских металлических зеркала, совместно вращающихся вокруг оси лучевода и снабженных датчиком сичусоидального напряже 1ия двойной частоты вращения секции.

На фиг. 1 изображена схема квазиоптического интерферометра; на фиг. 2 — измеритель коэффициента отражения.

Параллельный пучок лучей разделяется на

5 два направления наклонным зеркалом 1, предсгавляющим собой плоскопараллельную пластинку из радиопрозрачного диэлектрика, установленную II03, углом 45 к осям лучеводов. Одна часть пучка падает на измеряемую

10 нагрузку 2, а другая — на плоский зеркальный отражатель 8.

Лучи, отраженные от измеряемой .нагрузки и отражателя, снова попадают на наклонное зеркало, где испытывают еще одно деление, 15 при этом часть энергии возвращается к генератору и поглощается в развязывающем аттенюаторе 4, а другая часть поступает в индикаторное плечо 5, где оба луча интерферируют между собой. При фиксированном положении

20 приемника (таковым может быть волноводнолучевой переход б с детектором 7) и осевом перемещении зеркального отражателя или при изменении фазы коэффициента отражения нагрузки наблюдаются интерференционные мак25 симумы и минимумы, измерив интенсивности которых, можно определить коэффициент стоячей волны (КСВ) в линии передачи либо модуль коэффициента отражения. Фаза коэффициента отражения также может быть измерена путем определения положения и смещения

293218 зеркального отражателя, соответствующих интерференционпому мичимуму в приемнике.

Делитель 8 луча выполнен на основе наклонного зеркала, представляющего собой плоскопараллельную пластинку из радиопрозрач ного диэлектрика, установленную под углом 45 к осям лучеводов. В измерительном плече делителя устанавливается измеряемая нагрузка 9, в опорном плече помещен отражатель в виде двугранного металлического зеркала 10 с прямым у глом при вершине, повернутого под углом 45 к плоскости падения во".ны на делитс.lb 8. B индикаторном плече установлен другой делитель 11, идентичный делителю 8, который также наклонен под углом

45 к осям лучеводов, но так, что плоскости падения волн на деталях 8 и 11 образуют прямой угол. В индикаторном плече под углом к

Оси лучевода установлены четвертьволновые фазовые секции 12 — 18, представляющие собой проволочную решетку, позади когорой расположен плоский металлический отражатель. Лнализатор представляет собой линзовый Boлноводно-лучевой переход И с детектором 15 в волноводе. Перед линзой пo;cùc I поглощающий поляризатор 1б. Между фазо,вой секцией и анализатором установлена секция 17, состоящая из трех последовательно отражающих луч плоских металлических зеркал, которые могут совместно поворачиваться вокруг оси лучевода. Секция 17 снабжена датчиком 18 синусоидального напряжения, состоящего из вращающегося совместно с пей четырехполюсного кольцевого магнита и статора. На выходе, детектора имеется yc» 1H;eль

19 с измерителем отношений 20 (либо осциллографический индикатор параметров поляризационного эллипса), а также низ кочастотный фазометр 21.

Измеритель коэффициента отражения работает следующим образом.

В генераторное плечо делителя через развязывающий аттенюатор 22 поступает волна, представляющая colooH основную моду колебаний лучевода — линейно-поляризованную волну с практически плоским фазовым фронтом и амплитудным распределением, спадающим к периферии по закону, близкому к гауссовому. Эта волна разделяется делителем 8 IB две, одна из которых падает на измеряему;о .нагрузку 9, а другая на двугранное зеркало 10.

Поскольку двугранное зеркало повернуто на угол а = 45 по отношению к плоскости колебаний падающей на него волны, то отраженная волна оказывается поляризованной opiol.пнально падающей (электрический вектор отраженной волны поворачивается в процессе отражения на угол 2а=-90 ). Эта отраженная волна, так же как и волна, отра|женная от испытываемой нагрузки, вторично делится в делителе 8, при этом одна часть их направляется обратно к генератору, где поглощается в развязывающем аттенюаторе 22, а другая часть поступает в индикаторное плечо 28. П1и это ..

20 д р

4 0

4з о0

СО волны в индикаторном плече поляризованы ортотoiIBJIbHo друг другу, так как IIJIocKoclb поляризации одной из волн повернулась на угол 90 после отра кения от двугранного зерала, а поляризация волны, отраженной от испытываемой нагрузки, не претерпела изменений.

Эти ортогонально поляризованные волны проходят через вгорой делитель 11, уравниваiощиЙ oc 13бления. Нссоходимость уcTBHQBки этого делителя связана с неодинаковым коэ ффициентом деления волны, поляризованной в плоскости падения и перпендикулярно к ней. Волна, связанная с испытываемой нагрузкой, будучи поляризованной дважды, делится в делителе 8, например в плоскости и»дения, в то время как волна, связанная с двугранным отражателем, первый,раз делится, поляризованная в плоскости падения, а второй раз — перпендикулярно ей. Поэтому втсрс1 : уравнивающий делитель 11 устанавливаетс=. в индикаторном плече так, чтобы волна, связанная с двугранным от ражателем, проходи IB сквозь него, поляризованная в плоскости падения, а волна, связанная с нагрузкой, проходил3сквозь него, поляризованная :перпенди.алярно плоскости падения. Таким образом, каждая из волн испытывает один проход и одно отражение в делителях с поляризацией в плоскости падения и один проход сквозь делитель с поляризацией, перпендикулярно плоскости падения.

Затем обе линейно поляризованные волны поступают на фазовую секцию в которой расстояние между прово",î÷íîé решеткой и плоским ol pBiiKBTcлем H ) г.!см падения 0 связаны

/. соотношением а= —; cos0, обеспечивающим четвертьволновую ргзнссть хода между вс-;ной, отраженной от решетки и от плоского отра кателя. Секция преобразует два плоскополяризованные под углом 90 колебания в два колебания встречно-поляризованные по

KpvIv. В обшем случае на выходе имеется cvперпозиция этих колебаний — эллиптически поляризованное колебание. B случае равенства амплитуд этих колебаний (при Г „,„„,,„„

: 1. КСВ аа руаац:О) ИМЕЕМ .1ИНЕйНО-ПОЛЯРИзованное колебание, г случае равенства нулю одного из колебаний (при 1 „,„р, „ =О.

KCB аагруаап =1) ПОЛУЧаЕМ КОЛЕО3НИЕ, ПОЛЯризованное по кругу. Отношение напряженностей полей, измеренных анализатором при егО р3 clIО lo CHHH BQQ Jib большой H малой осей эллипса, соответствует величине КСВ„, а фаза нагрузки определяется по углу наклоча .эллипса.

Измерение моржет быть проведено путем вращения поляризациснного эллипса относительно неподвижногG анализатора, для чего используется система пз трех последовательно отражающих луч, совместно вращающихся металлических зеркал. Поворот системы зеркал на угол т приводит и повороту эллипса

293218

Фиг i

"7

Фиг.2

Составитель В. Курныков

Текред 3. Н. Тараненко

Редок i 0 Т. И. Морозова

Корректор О. И. Волкова

i .;... А 221 Заказ 184 Тпракк 473 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете .»1пппстров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография М 24 Главполиграфпрома, Москва, Г-19, ул. Маркса — 3 гельс1, !4 на угол 2т, а вращение ее с угловой частотой

9 вызывает вращение поляризационного эллипса с частотой 2И. Отношение максимума к минимуму, соответствующее отношению осей эллипса, измеряется в этом случае измерителем отношений 20, работающим на частоте модуляции генератора СВЧ, а фаза — низкочастотным фазометром 21, на который поступает напряжение продетектированного колебания (огибающая) и опорное напряжение с датчика 18.

Предмет изобретения

1. Измеритель комплексного коэффициента отражения с наклонным плоскопараллельным диэлектрическим делителем, основанный на интерференции волн, отраженных от измеряемой .нагрузки и зеркальното отражателя, or 4èчаюиайся тем, что, с целью повышения точности, зеркальный отражатель выполнен в виде двугранного зеркала, установленного под углом 45 к плоскости колебаний падающей на него волны, а обе ортогонально поляризованные отраженные волны, пройдя сквозь второй, уравнивающий их ослабления наклонный плоскопараллельный диэлектрический делитель, преобразуются с помощью проволочной решетки во встречно поляризованные.

1р 2. Измеритель по п. 1, отличаюа ийся тем, что, с целью автоматизации процесса измерения, между детектором-анализатором и пре= образующим поляризацию элементом установлены три последовательно отражающих луч

Г5 плоских металлических зеркала, совместно вращающихся вокруг оси лучевода и снабженных датчиком синусоидального напряжения двойной частоты вращения секции.

З г