Способ измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля Советский патент 1990 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к технике радиочастот-ных линий передачи, в частности к способам измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля, и применяют в качестве протяженной антенны в специальных устройствах радиосвязи.

Целью изобретения является обеспечение неразрушающих измерений и повышение точности.

Способ измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля заключается в возбуждении кабеля от генератора видеоимпульсов, измерении во временной области напряженности электрического поля поверхностной электромагнитной волны, распространяющейся вдоль кабеля в окружающем его пространстве, переход из временной в частотную область применением дискретного преобразования Фурье к результатам измерения и расчет по результатам измерения сопротивления связи.

Прямолинейную исследуемую часть от общей длины реального коаксиального кабеля для обеспечения формирования поверхностной электромагнитной волны помещают в свободное от окружающих предметов пространство и в плоскости, перпендикулярной оси кабеля, измеряют значение продольной компоненты EZ напряженности электрического поля в двух точках, находящихся на различном расстоянии от оси кабеля л, и р2 (р, Ф рг), и по результатам отношения знаСП СП

S

00

чений поля в этих точках рассчитывают значение Zte. Так как для расчета ZfcB требуется только отношение значений поля в р, и рг, измерение Ег проводят в относительных единицах.

Известно, что решение уравнения Максвелла в цилиндрической системе координат -(p,lf,Z) для комплексных амплитуд напряженности электрического поля Е и магнитного поля Hq электромагнитной волны, распространяющейся вдоль излучающего коаксиального кабеля без потерь, расположенного в свободном пространстве, имеет вид:

% Ej,(p,Z),p)-

-. )Ha (a л)1е рг. Н2в(

l(p,Z))feiH r l (s l

«2o

-JP

Для окружающего кабель пространства

,(p,Z)BH|(g7,p),e);

H(p,Z)Bi|-%H(gi,p)e-.

(2)

Предполагается, что защитная оболочка у кабеля отсутствует. В формулах (1) и (2) обозначены 1,Н,н{,1Ц- Функции Ганкеля I и II рода нулевого и первого порядков соответственно;

g - lkf-|}z Вй -Нр2-ЦГ поперечные волновые числа; ; k

Cdl6i(ll0 - волновые числа диэлектрика кабеля и окружающего кабель пространства; Ј, , Јг - диэлектрическая проницаемость диэлектрика кабеля и внешней среды;, /1{0 - магнитная проницаемость свободного пространства; &) - циклическая частота электромагнитных колебаний; и - постоянная распространения электромагнитной волны вдоль оси Z (действительное число, удовлетворяющее неравенству ka); а - радиус внутреннего проводника коаксиального кабеля; А,В - постоянные, определяемые при решении уравнения Максвелла из граничных условий для электромагнитного поля на внутреннем и внешнем проводниках излучающего кабеля.

После измерений поля в р, и О2 и перехода в частотную область получа

Q

5

5

ют два массива исходных данных

н| ( р,, С0; ) ,- и Е| ( р, ,со; )j , используемых для расчета ZtB,6D; - точки отсчета Е на оси частот. Значения G); определяются частотой дискретизации и количеством отсчетов Е при измерении поля во временной области. Для каждого Хй ; на основании (2) записывают отношение

ЕИецЮ;)НЬ(в4гй)

Е|(р,«;) H(gA,pJ

которое является уравнением для определения g4 (ОЭ1,).

По значению g2(W;) вычисляют

g (W;) -чЦ-k +p,. Далее, используя выражение для Z и учитывая, что компонента Е предполагается непрерывной при переходе через внешний проводник

кабеля, т.е. E1z(tf ,СО;)Е(Ъ+ ,«;) , искомое значение ZCB(Q;) вычисляют из выражения

-v -Јие.

2,, 1Е| Ej W. №e(s,bi

«,((в,ь)-1|.„;(Е,а)

(« ь)

Эффективность способа измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля заключается в том, что этот способ предусматривает проведение измерения на реальной длине рабочего кабеля не разрушая его на отрезки. Способ может быть применен для текущего контроля за значением ZCB в процессе изготовления кабеля.

0

5

0

0

5

Формула изобретения

Способ измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля, заключающийся в возбуждении исследуемого кабеля видеоимпульсами, изменении напряженности электрического поля поверхностной волны, распространяющейся вдоль оси Z кабеля в окружающем пространстве и расчете сопротивления связи, отличающийся тем, что, с целью обеспечения неразрушающиХ измерений и повышения точности, иссле- дуемый кабель располагают в свободном пространстве, а измерение напряжен515

ности электрического поля поверхностной волны проводят в плоскости, пер- пендикулярной оси исследуемого кабеля в двух точках от его оси на расстояни О, и р соответственно

, ,t;) E (p2,t;),

а сопротивление связи Zc рассчитывают по формуле

, 1

те

Sz :(H2,(gzb) нП1Јь7

. iiL Liiiz

.8, н«(8,Ь

где H6,HЈ,H,,H - функции Ганкеля

первого и второго рода нулевого и первого порядков соответственно; 6i ,Јг, М0- диэлектрические

и магнитная прони-

a. b

цаемости диэлектрика исследуемого ка беля внешней среды и свободного пространства соответственно;

- радиусы внутреннего и внешнего проводников исследуемого кабеля соответст- . венно;

8i(OjHk -k +8ftJ

,; k1 u elp0 ,

где g2 определяют путем решения уравнения

Ј ifiu2 L&(fi«i&

EKpi.U;) H|(8z,pt)

где L22(p,W.).E,(pa,G);) - быстрое .преобразование Фурье EЈ(n,,t;), Е|(PI,t; ) соответственно.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - обеспечение неразрушающих измерений и повышение точности измерений. Данный способ измерения состоит в возбуждении кабеля от г-ра видеоимпульсов и измерении во временной области напряженности электрического поля поверхностной электромагнитной волны, распространяющейся вдоль кабеля в окружающем его пространстве. Затем осуществляется переход из временной в частотную область применением дискретного преобразования Фурье к результатам измерения, и по результатам измерения производится расчет сопротивления связи. Цель достигается тем, что данный способ предусматривает измерение на реальной длине рабочего кабеля без разрушения его на отрезки.