Способ определения коэффициента отражения радиопоглощающего материала Советский патент 1987 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к технике радиоизмерений.

Цель изобретения - уменьшение трудоемкости.

Способ определения коэффициента отражения радиопоглощающего материала осуществляют следующим образом.

Изменяя частоту на входе передающей антенны около исследуемой частоты f- в сторону нижних частот до f

добиваются такого положения, когда на-входе приемной антенны прямой сигнал от передающей антенны и сигнал, отраженный от испытуемого радиопоглощающего материала (РПМ), будут складываться в фазе (или в противо- фазе), а изменяя частоту в сторону верхних частот до f„, добиваются положения, когда эти сигналы будут складываться в противофазе (или в фазе). При этом частоту изменяют до первого максимума мощности или до первого минимума. Пусть, например, при горизонтальной поляризации обеих антенн на частоте f мощность на выходе приемной антенны будет иметь максимальное значение , , , а на частоте f - минимальное. , „ После поворота плоскости поляризации обеих антенн на 90 , т.е. с горизонталь- ной на вертикальную, фаза отраженного от РПМ сигнала изменится на 180 и тогда на частоте f, мощность на выходе приемной антенны будет иметь минимальное значение РМИН( частоте f - максимальное обусловлено тем, что при горизонтальной поляризации обеих антенн вектор напряженности электрического поля в электромагнитной волне после отражения от испытуемого РПМ меняет направление на 180°, а при вертикальной поляризации антенн вертикальная составляющая вектора напряженности электрического поля не меняет направления (меняется лишь направление горизонтально-продольной составляющей этого вектора, что не влияет на изменение фазы сигнала). Таким образом, получим, что при неизменной фазе прямого сигнала передающей антенны на входе приемной антенны фазы отраженного от РПМ сигнала при горизонтальной и вертикальной поляризации антенн будут отличаться на . Формула для определения коэффициента отражения (к.о.) вьгоодится следующим образом. Направление одной из антенн на дру

0

5

5 0 35

гую может быть выбрано kaK для передающей, так и для приемной. Пусть, например, передающая антенна направлена на приемную, а приемная антенна - на испытуемый РПМ. Пусть также ДН каясдой антенны в направлении под углом 90 - 9 , где б - угол падения электромагнитной волны на испытуемый РПМ, от максимума ее (от направления главного лепестка) составляет F(9) по напряженности поля или F(0)- по мощности. Тогда плотность потока энергии (ППЭ) прямого излучения передающей антенны на входе приемной антенны будет равна (по известной формуле):

п

1 /,

4 ;rR

где Р - мощность на входе передающей антенны,

G - коэффициент усиления передающей антенны,

R - расстояние между антеннами, а ППЭ отраженного от испытуемого РПМ сигнала на входе приемной составит (ППЭ от зеркального изображения передающей антенны в РПМ с учетом к.о. РИМ):

Пл

PnGF(e) (К|

+(2h)

где |К| - модуль к.о. испытуемого РПМ h - высота расположения антенн

над испытуемым РПМ. Приемная антенна принимает эти два сигнала, мощность каждого из которых на ее выходе, составит

р, П, SF (e), PI ,

где S - эффективная площадь приемной

антенны.

Сигналы будут складываться с разными фазами и суммарньш сигнал их на выходе приемной антенны будет равен (по известной формуле):

Р Р + Р,

2 - V-, --, cos Cf

где ср разность фаз сигналов прямого излучения и отраженного от РПМ на входе приемной антенны. Пусть при горизонтальной поляризации антенн на частоте f, будем иметь максим ум мощности Р. на выходе при- емной антенны, т.е. разность фаз будет равна нулю. Тогда при верти3 1290201

поляризации антенн на этой

г

и н

же частоте f, разность фаз Cf будет равна я на выходе приемной антенны будем иметь минимум мощности Р , ,

М V И 1

т.е. будем иметь:

, ПР,

..).

,, и Р,„

определим путем интерполяции из следующих соотношений:

Рмс( fi

fo - f,

(A)

PMHHI

fi - f,

- Р

- мин I

f. - f,

(5)

Ю

Из (4) и (5) получим

Eii.4i5i2..2....A

мопс о

(f. - f.)

}5

(6)

1

1

где IKJ - модуль к.о. РПМ на часто те f, ,

Учитывая, что 2h R ctg0 и разделив (1) на (2), получим

1 JK,|

Ци-ал - 5 5Jl±cts:Te)

JZ- 1 1кТ р, R jT+ctg TeT

i

1 - |К,| sine

Определим JK,|: IT/- I чРмакс ЦМЧ

4 ;;:;; + Аналогично определим к.о. РПМ и на частоте f„ , где при горизонтальной поляризации антенн будем иметь минимум мощности ,, , на выходе пемной антенны, а при вертикальной поляризации - максимум мощности т.е. будем иметь:

К„

MOIKCj

к.о. РПМ в полосе частот от до fj меняется плавно, поэтому РПМ на исследуемой частоте f., ходящейся в этой полосе, можно делить по формуле:

.СО+ ST;;;;;;;7; ine

-мин о

- .i ini2

(f. - f,)

(7)

20

Подставив (6) и (7) в (3) и выразив в ДБ, получим формулу для к.о.

Фазу к.о. испытуемого РПМ можно определить за счет разности хода лучей по направлениям: передающая антенна - РПМ - приемная антенна и передающая антенна - приемная антенна, например, при измерении максимума мощности при вертикальной поляризации антенны. Пусть фаза сигнала в раскрыве передающей антенны равна с « Тогда фаза прямого излучения на входе приемной антенны равна:

, Ч + -л- R.

где - длина рабочей волны,

а фаза отраженного от РПМ сигнала на

входе приемной антенны будет равна:

2 I У

R 4.

(2h) +у,

где if - фаза к.о. испытуемого РПМ.

Учитывая, что при измерении .«с; разность фаз (cf - -f, ) 27n, где п 1,2,3..о, получим

г- - |-R slne- V 2-,

откуда

УДа Г R 1 П

i -l -sib-

Формула изобретения

Способ определения коэффициента отражения радиопоглощающего материала, 55 включающий облучение испытуемого материала и прием отраженного сигнала с помощью передающей.и приемной ли- . нейно-поляризованных слабонаправлен- ных антенн с горизонтальной или вертикальной плоскостью поляризации с идентичными диаграммами направленности, причем передающую антенну ориенти руют на испытуемый материал, изменение и измерение мощности на выходе приемной антенны, отдичаю- щ и и с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости, передающую антенну ориентируют на приемную, изменение мощности на выходе приемной антенны осуществляют путем изменения частоты сигнала до получения минимальной или максимальной величины измеряемой мощ

ности PJ , дополнительно измеряют мощность PJ на выходе приемной антенны или одновременном повороте плоскостей поляризации приемной и передающей ан- тенн на 90 , а коэффициент отражения от испытуемого материала рассчитывают по фор1 гуле;

К

Ж-З.Й .

( .ЧР sine

где 0 - угол падения электромагнитной волны на испытуемый материал.

Изобретение относится к технике радиоизмерений. Цель изобретения - зтменьшение трудоемкости. Способ осуществляется следующим образом. Передающую антенну (А) ориентируют на приемную. Изменение мощности на выходе приемной А осуществляется путем изменения частоты сигнала до получения мин. или макс, величины измеряемой мощности Р,. Мощность Р измеряется на выходе приемной А или при одновре- , менном повороте плоскостей поляризации приемной и передающей А на 90 . Коэф. отражения от испытуемого материала рассчитывается по ф-ле К |(4Р; -)/(4Р, +4PJ) sinel, где 0- угол падения электромагн, волны на испытуемый материал. 1ч9 со ю