Устройство для измерения электромагнитного поля в волноводе Советский патент 1988 года по МПК G01R29/08 

4 Ю

сд ел

Oi

Изобретение относится к измерительной технике на сверхвысоких частотах (СВЧ) и может быть испсльзова- но при исследовании параметров полноводных элементов и систем при разработке и проверке устройств волновод- ных линий связи, работающих на выс:ших типах волн,

11ель изобретения - повьтгекие точ;ности измерения,

; На чертеже изображено прер:лагаемо

:устройство,

: Устройство для измерения электро1 магнитного поля в волноводе содержит

Iмногомодовой волновод 1, в котором

- диэлектрическая проницаемость вещества шарика;

- радиус зонда 4. Падающее на зонд 4 электромагнитное поле возбуждает прошедшую (отраженную) волну, Х-я компонента которой, например для прямоугольного волновода сечением (а-Ь) имеет вид

5

CF. ,„.,)

POLC t

J

xsin -- Y - e- b

.кип

„2

COS

-- XX а

(3)

Изобретение относится к измерительной технике СВЧ и может быть использовано при исследовании параметров волноводных элементов и систем, при разработке и проверке устройств волноводных линий связи, работающих на высших типах волн. Цель изобретения - повьшшние точности измерения. Устройство содержит многомодовьй волновод (ММВ) 1, п котором размещены согласованная нагрузка (СН) 2, внешняя поверхность которой прилегает к стенкам ММВ 1, а внутренняя поверхность повторяет форму плавного перехода от ММВ 1 к введенному одномодо- вом, волноводу (ОКВ) 3, зонд 4 в виде малой проводящей сферы, закрепленной на лавсановой нити 5 с возможностью перемещения в поперечном сечении №Ш 1, Использование введенного разделителя поляризации 6 на входе введенного СВЧ-приемника 7 позволяет проводить измерения в двух ортогональных поляризациях, СН 2 обеспечивает поглощение волн, распространяющихся от стыка ММВ 1 и ОМВ 3 к СВЧ- генератору 8, что устраняет нежелательные переотражения. 1 ил. ф (Л

I размещены согласованная нагрузка 2, ;внешняя поверхность которой прилега- IGT к стенкам многомодового волновода i. 1, а внутренняя поверхность повторяет 20 I форму плавного перехода от многомодо- Iвого волновода 1 к одномодовому волно- воду 3, зонд 4 в виде малой проводящей сферы, закрепленной на лавсановой нити 5 с возможностью перемещения в 25 поперечном сечении многомодового волновода 1. К выходному фланцу одномо- дового волновода 3 подключен разделитель 6 поляризации и СВЧ-приемник7 „ Свободньй конец многомодового волново-зд да 1 соединен с выходом СВЧ-генерато- ра 8.

При распространении модовой смеси . в регулярном многомодовом волноводе : 1 поперечные составляющие электричес- I кой компоненты могут быть представле- ; ны в виде разложения в ряд по модам и типов.

; (X,Y,Z)S: JA,i:jX,Y)e - -ь

(ХД)е

л-;,-, 2

где ,, - комплексные а мплитуды

мод и типов; eU(X,Y),

S .

in

- векторные структурные функции и постоянные распространения мод ТН, ТЕ типов.

При малом радиусе зонда 4 и электрическом возбуждении можно считать, что дипольный. момент зонда 4

- .. (X,,

,Y),

(2

Ь +.

где Е ) - компонента электрического поля, в котором находится зонд

где

. COS

/in ,,

,sin--YC

m

,(K,,.. -1 dySin- Х„

КС OS

n „ . II т , -irYo+J-r-A d,sin

(4)

( диэлектрическая и магнитная проницаемость заполняющей волновод среды; d , dy , dg - компоненты дипольного момента зонда 4.

Можно получить аналогичное выражение для Y-й компоненты

,fi o

У.шп

inl XcosJUll-Yx а Ъ

ve

где Е

i

(5)

8 |Г i TJ f ™ r l V

, - d,.sin -Xocos --YO

пТл л L я Ь

y,wn abji,,,

, ч . х№,гс --r--)---,-d

.

0

5

xsin т-Yt b

j m ,1

. л m „ . и n,, , sin - Xo sin T-YO . a b J

(6)

Ha основе вьфажений (4) (6) можно показать, что только амплитуды основных мод Н( (, ), Н,(, ( , ) рассеянного зондом 4 электромагнитного поля линейно связаны с соот- ветствунлдими поперечньп-ш компонентами Е (XO,Y), Е (XO,YO) исследуе3U2556A

мого электромагнитного поля, в кото- Предварительно при удаленном зон- ром находится зонд А, т.Р.де А проводят компенсацию с помощью

элементов подстройки канала компенса ЕрасХ , (Хр ,Y ) sin--YO sin-г YX ции (не показан) сигнала пролезания,

. а затем измеряют уровень низшей моды

г, -14(-1 электромагнитного поля в одномодовом

хе у. п- 1} J f)гч

волноводе 3 для каждого положения

хр , г f , V ;„ v зонда Д. Использование разделителя 6

Exj (-/ - . ftf n/ - О S 1- П Л. К«

f you g g поляризации на входе приемника 7 позволяет проводить измерения на двух g V 1C, ()(g -ортогональных поляризациях.

где весовые пространственные зависимости определяют условия возбуждения - Формула изобретения перемещаемым зондом 4 низших HCH и

мод в прямоугольном волноводе. Сог- Устройство для измерения электроласованная нагрузка 2, а также одно-магнитного поля в волноводе, содермодовый волновод 3 позволяют осуще- жащее последовательно соединенные

ствлять фильтрацию низших типов, воз-20СВЧ-генератор, многомодовый волновод,

никающих в результате трансформациисогласованную нагрузку и зонд, о тна зонде 4 и на стыке между многомо-личающе е с я тем, что, с цедовым 1 и одномодовым 3 волноводами.лью повьппения точности измерения,

При этом амплитуды низших типов в од-зонд установлен с возможностью переномодовом волноводе 3 линейно связа- 25мещения внутри многомодового волноны с компонентами исследуемого злек-вода, внешняя поверхность согласовантромагнитного поля. Согласованная на-ной нагрузки прилегает к стенкам многрузка 2 обеспечивает поглощениегомодового волновода, а ее внутренняя

волн, распространяющихся от стыкаповерхность повторяет форму плавного

многомодового 1 и одномодового 3 вол- ,Qперехода от многомодового волновода

новода к СВЧ-генератору 8, что уст-к соединенному с ним введенному однораняет нежелательные переотражения.модовому волноводу, который через

Измерения осуществляется следующимвведенный разделитель поляризации сообразом.единен с введенным приемником.