СВЧ-фазометр Советский патент 1986 года по МПК G01R25/02 

величину фазового сдвига электромагнитной волны данной частоты, прошедшей через ИД,- Регулировку добротности резонатора, образованного в пространстве между передающей антенной 4 и ПРА 5, целесообразнее проводить при неизменном расстоянии между ни1

Изобретение относится к радиоиз- мерительной технике и может быть использовано для измерения сдвига фазы в стенках антенных обтекателей и параметров диэлектриков.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема СВЧ-фазометра; на фиг. 2 - конструкция приемной рупорной антенны.

СВЧ-фазометр содержит СВЧ-гене- ратор 1, делитель мощности 2, измеритель 3 фазовых сдвигов, передающую и приемную рупорные антенны 4 и 5, зондовый измеритель 6 коэффициента бегущей волны, состоящий из измерительного зонда 7, установленного с возможностью продольного перемещения между приемной и передающей рупорными антеннами 5 и 4, СВЧ- детектора 8, подключенного к измерительному зонду 7, и индикатора 9, включенного на выходе СВЧ-детек- тора 8, при этом приемная рупорная антенна 5 выполнена с возможностью изменения угла раскрыва, при этом измеритель 3 фазовых сдвигов включает первый и второй аттенюаторы 10 и 11, фазовращатель 12, блок 13 сравнения.

СВЧ-фазометр работает следующим образом.

На СВЧ-генераторе 1 выставляют первую из требуемых частот рабочего диапазона и в отсутствие испытуемого диэлектрика первым и вторым аттенюаторами 10 и 11 выравнивают амплитуды сигналов в опорном и измерительном каналах.

Затем измерительный зонд 7 измерителя 6 вводят в пространство межд передающей и приемной рупорными днхеннами 4 и 5, перемещая его

1218340

ми. Электрич. длина пути в свободном пространстве для падающей волны остается неизменной как при калибровке, так и измерениях. Это исключает дополнительную погрешность набега фаз при измерении параметра ИД. 2 ил.

вдоль осевой линии, соединяющей передающую и приемную рупорные антенны 4 и 5, и, наблюдая показания индикатора 9 по отношению минималь- ного к максимальному показаниям индикатора 9, определяют коэффициент бегущей волны (КБВ) смешанных волн в пространстве между передающей и приемной рупорными антеннами 4 и 5 для данного угла раскрыва приемной рупорной антенны 5.

Повторяя измерения КБВ при других углах раскрыва приемной рупорной антенны 5, находят такой угол раскрыва сИ , при котором КБВ на данной частоте рабочего диапазона будет наибольшим (оптимальный угол раскрыва). Затем фазовращателем 12 компенсируют фазовый сдвиг сигнала рассогласования блока 13 сравнения, сводя его к нулю (начальная калибровка СВЧ-фазометра). После этого измерительный зонД 7 передвигают

вдоль оси передающей и приемной рупорных антенн 4 и 5 в направлении раскрыва приемной рупорной антенны i 5, а на место измерительного зонда 7 помещают испытуемьш диэлектрик.

Измеряя КБВ в пространстве между испытуемым диэлектриком и приемной рупорной антенной 5, изменяют ее угол о(. раскрыва, при котором КБВ максимально, что соответствует наименьшим переотражениям между испытуемым диэлектриком и приемной рупор- . ной антенной 5. Затем фазовращателем 12 также компенсируют сигнал рассогласования в блоке 13 сравнения и по шкале фазовращателя 12 в положении компенсации считывают величину фазового сдвига эл ктромаг- нитной волны данной частоты, прошедшей через испытуе1411й диэлектрик.

Регулировка добротности резонатора, образованного в пространстве между ггередающей и приемной рупорными антеннами 4 и 5, путем изменения угла.раскрыва приемной рупорной антенны 5 имеет преимущество в том, что устранение отраженной волны в режиме начальной калибровки и в режиме измерения параметров испытуемого диэлектрика целесообразнее проводить при неизменном расстоянии между передающей и приемной рупорными антеннами 4 и 5. В этом случае электрическая длина пути в свободном пространстве для падающей волны остается неизменной в обоих случах (как калибровки, так и измерений), что исключает дополнительную погрешность набега фаз при измерении параметра испытуемого диэлектрика, т,е. условия замещения в этом случае выполняются полностью.

Приемная рупорная антенна 5 с регулируемым углом раскрыва имеет (фиг. 2) подвижную широкую стенку 14, Продольные тор1;ы подвижной широкой стенки 14 находятся в скользящем контакте с узкими стенками 15 и 16, Место стыка подвижной широкой стенки 14 с широкой стенкой волновода 17 (вдоль линии ОО) вьтолнено упругим, например из пружинистой латуни, так как это место работает на изгиб. На волноводе 17 закреплен механизм перемещения подвижной широкой стенки 16 приемной рупорной антенны 5,

Этот механизм содержит зигзагообразную скобу 18, припаянную к широкой стенке волновода 17, В скобе

18имеется отверстие с резьбой, в которое ввинчен винт 19, заканчивающийся с одной стороны маховичком 20 с насечкой для удобства его ручного вращения, а с другой стороны свободно упирающийся в накладку 21, необходимую для равномерного распределения давления, оказываемого винтом

19на подвижную широкую стенку 14 приемной рупорной антенны 5, В промежутке между скобой 18 и накладкой 21 на винт 19 надета пружина 22 сжатия, закрепленная одним концом на скобе 18, а другим на накладке 21, Диапазон перемещения подвижной широкой стенки 14 приемной рупорной антенны 5 в пределах требуемого изменения угла о(. раскрыва определяется длиной винта 19 и длиной пружины 22 в сжатом состоянии. Изме15

20

25

218340Л

нение угла раскрыва приемной рупорной антенны 5 осуществляется вра- . щением маховика 20,

Продольные торцы широкой подвижной широкой стенки 14 и приемной рупорной антенны 5 соединены с продольными торцами узких стенок гибкой электропроводящей гофрированной пленкой 23, например станиоли (медJQ ная или алюминиевая фольга). Высота и период гофр гофрированной пленки 23 находятся в пределах (0,1-0,3) минимальной длины электромагнитной волны рабочего диапазона СВЧ-фазо- метра. Гофрированная пленка 23 предотвращает просачивание электромагнитной энергии во внешнее пространство по линии скользящего контакта .между торцами подвижной широкой стенки 14 и узкими стенками 15 и 16, а в силу наличия гофр гофрированная пленка 23 обеспечивает рассеяние на них и преобразование в тепло электромагнитной энергии, просочившейся сквозь скользящий контакт во внутреннюю полость, образованную гофрированной пленкой 23 и узкой стенкой 15 (16), Внешняя сторона гофрированной пленки 23 уменьш.ает зеркальные переотражения между выступающими плоскостями узких стенок 15 и 16, образующимися при регулировке угла раскрыва приемной рупор- . ной антенны 5, как между собой, так и конструктивными элементами дру35 гой - передающей антенны 4, Указанные относительно длины электромагнитной волны размеры гофр и их периода (0,1-0,3) А мин обеспечивают эффективное диффузное рассеяние на

О гофрах гофрированной пленки 23, Поскольку это условие выполнено для минимальной длины волны рабочего диапазона, то для другой длины волны рабочего диапазона условия диф45 фузнрго рассеяния будут выполнены тем более.

Формула изобретения

50 СВЧ-фазометр, содержащий последовательно соединенные СВЧ-генера- тор, делитель мощности и измеритель фазовых сдвигов, а также размещенные друг против друга передаю55 щую и приемную рупорные антенны,

при этом передающая рупорная антенна подключена к второму выходу делителя мощности, а приемная рупор-.

30

ная антенна соединена с вторым дом измерителя фазовых сдвигов, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения точности, в него введен зондовый измеритель коэффициента бегущей волны, измерительный

зонд которого установлен с возможностью продольного перемещения между приемной и передающей рупор- ными антеннами, при этом приемная рупорная антенна выполнена с возможностью изменения угла раскрыва.

Изобретение использовано для измерения сдвига фазы в стенках антенных обтекателей и параметров диэлектриков. Цель изобретения - повышение точности измерения. На СЕЧ-генераторе 1 выставляют 1-ую из требуемых частот рабочего диапазона. В отсутствии испытуемого диэлектрика (ид) аттенюаторами 10,11 выравнивают амплитуду сигналов в опорном и измерительном каналах. Перемещая измерительный зонд (из) 7 измерителя 6 вдоль осевой линии, соединяющей передающую 4 и приемную рупорную антенну (ПРА) 5, по показаниям индикатора 9 определяют коэф. бегущей волны (КБВ) смешанных волн для данного угла раскрьша ПРА 5. Повторяя измерения КБВ, находят оптимальный угол d раскрыва ПРА 5. Проводят калибровку СВЧ фазометра. На место ИЗ 7 помещают ИД. Меняя угол oL , за: меряют макс, КБВ, что соответствует наименьшим переотражениям между ИД .и ПРА 5. По шкале фазовращателя 12 ,в положении компенсации считывают с S (Л Г - Л ГчЭ 00 оо 4

гз

Редактор Н.Горват

Составитель Р.Кузнецова

Техред О.Неце Корректор Т.Колб

1129/54 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

(риг. г