Устройство для измерения коэффициента отражения Советский патент 1992 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, для борьбы с сорной расти- тельностью путем обработки ее СВЧ-энергией и может использоваться для измерения коэффициента отражения электромагнитного СВЧ-поля.

Известно устройство для измерения коэффициента отражения электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ).

При использовании рефлектометров выделяют прямую и отраженную волны с помощью направленных ответвителей, встраиваемых в фидерный тракт. Направленные ответвители в волноводном исполнении являются громоздкими, дорого стоят, и их применение затруднено в мобильных СВЧ-установках для борьбы с нежелательной растительностью.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения коэффициента отражения (КО), содержащее

двухзондовый датчик с детекторами и щзме- рителем отношений (2).

Однако данное устройство не позволяет измерять КО для волн с электрической поляризацией.

Цель изобретения - обеспечение измерения КО СВЧ-поля с электрической поляризацией.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее два зонда и детекторы с измерителем отношения, дополнительно введен СВЧ-мост и фазовращатель, причем зонды установлены ортогонально друг другу и направлению распространения электромагнитной волны, а расстояние между ними вдоль направления распространения электромагнитной волны равно Я/4 ( Я - длина волны), при этом зонды подключены к диагоналям моста, один из зондов последовательно подключен через фазовращатель, а ко второй диагонали моста подключены вхоVI о

g

VI

N

ды детекторов, выходы которых соединены с измерителем отношений. Причем в одно и противоположное ему плечо моста включены фазовращатели, создающие сдвиг 90°.

На чертеже показано устройство для измерения коэффициента отражения, содержащее отрезок волновода 1, два зонда 2. фазовращатель 3, СВЧ-мост 4. два 90°- ных фазовращателя 5, два детектора 6 и измеритель отношений (ИО) 7.

Зонды 2 могут быть установлены в зонах с равными коэффициентами связи зон- дов 2 на ортогональных плоскостях волновода 1 или рупорного излучателя в точках, где при равной интенсивности ортогональных компонент ЭМП на выходах идентичных зондов будут равные уровни СВЧ-энергии. Например, в случае квадратного волновода эти точки расположены на равном расстоянии от ортогональных стенок волновода 1.

Обеспечение равенства нулю измеряемого коэффициента отражения в случае отсутствия отраженной электромагнитной волны можно осуществить изменением длины зонда включением на его выходе аттенюатора и т.д.

Устройство для измерения КО работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства с СВЧ- антенной с круговой поляризацией, ориентируемой на направление излучения антенны перпендикулярно направлению почвы.

При включении генератора после фазовращателя в волноводе 1 (раскрыве рупорной антенны) будут присутствовать падающие и отраженные волны, которые могут быть описаны с помощью известных формул для кругополяризованных полей.

Полагается, что отражатель - почва, семена и т. д, - является изотропным отражателем с коэффициентом отражения Го, учитывается свойство кругополяризованных волн Епх Е Пу Еп

Еотх Ноту EOT ГЕп.

запишем амплитуд У сигналов на выходе зондов 1 и 2. Каждый зонд 2 выделяет только ту составляющую поля, которая имеет вектор Е, параллельный зонду. При этом., если за начало отсчета выбрать один зонд 2, то относительно него к другому зонду 2 падающая волна подойдет с отставанием по фазе на - KAZ, а отраженная наоборот подойдет к этому зонду раньше с фазой + К AZ. На вход первого детектора 6 с учетом

наличия фазовращателя 3 и особенностей работы СВЧ-моста 4, заключающейся в том, что прохождение сигнала по диагонали сопровождается дополнительной задержкой сигнала на л/2 относительно прямого пути,

будет поступать сигнал U5. Соответственно на входе другого детектора 6 сигнал U6.

С учетом того, что KAZ -n i получим ,

что.

U6 2reju)t

Таким образом, на входы детектора 6 поступают сигналы, амплитуды которых пропорциональны амплитуде падающей и отраженной волн.

На выходе измерителя отношений получим соответственно величину коэффициента отражений, т. е.

lUel

ТЩГ г Формула изобретения

1.Устройство для измерения коэффициента отражения, содержащее два зонда, установленных в отрезке волновода, и два

детектора, выходы которых подсоединены соответственно к входам измерителя отношений, отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерения коэффициента отражения СВЧ-поля электрической

поляризацией, введены СВЧ-мост и фазовращатель, зонды установлены ортогонально друг другу и ортогонально продольной оси отрезка волновода, а расстояние ме жду ними вдоль продольной оси отрезка волновода равно А/ 4, где Я/ - длина волны в отрезке волновода, при этом зонды соединены соответственное входами СВЧ-моста, один - непосредственно, а другой - через фазовращатель, а входы детекторов подсоединены соответственно к выходам СВЧ- моста.

2.Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что введены два дополнительных

90°-х фазовращателя, которые включены в противоположные плечи СВЧ-моста.

Ј0/я

Использование: измерение отражающих свойств почвы при ее обработке СВЧ- полем. Сущность изобретения: устройство для измерения коэффициента отражения (КО) содержит два зонда, установленных взаимно перпендикулярно и ортогонально направлению распространения СВЧ-поля в отрезке волновода (0В) на расстоянии А /4 один от другого, где Я - длина волны в 0В. Зонды подсоединены один непосредственно, а другой через фазовращатель (Ф) к входам СВЧ-моста, выходы которого через соответствующие детекторы подключены к входам измерителя отношений, на выходе которого получается сигнал, соответствующий КО для волн эллиптической поляризации. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. сл с