Способ измерения коэффициента отражения Советский патент 1993 года по МПК G01R27/06 G01R29/08 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерений коэффициента отражения различных радиоматериалов в широкой полосе частот диапазона СВЧ. В первую очередь изобретение может быть использовано для измерений коэффициента отражения от локальных участков радиопрозрачных материалов.

Цель изобретения - повышение точности.

Применение этого способа позволяет существенно ослабить влияние сигналов, отраженных от посторонних рассеивателей, и тем самым повысить точность измерения

коэффициента отражения от испытуемого образца во всей полосе частот.

Измерение коэффициента отражения данным способом осуществляется следующим образом.

Сначала измеряют на каждой частоте амплитуду Аэ и фазу с/ъ сигнала, отраженного от эталонного образца, устанавливаемого на том месте, на котором затем будет размещен испытуемый образец, и имеющего соответствующую форму (фаза измеряется по отношению к фазе опорного сигнала). Находят величину Д(/ъ , предназначенную для корректировки фазы сигнала отраженного испытуемым образцом, равную

00

о о

СА) Ч О

разности фазы рэ и известной фазы коэффициента отражения эталонного образца

Дрэ рэ - pkos

Далее измеряют амплитуду Ас и фазу сигнала, отраженного испытуемым образцом. Корректируют на каждой частоте фазу рс , вычитая из нее величину

фсь рс -

Формируют квадратурные компоненты из амплитуд и откорректированных фаз принятого сигнала

Vk Ac COS p ск, ; Vc Ac Sin (р ск

Усредняют квадратурные компоненты Vk и Vc в интервале частот A f, равном отношению центральной частоты f интервала к разности электрических длин путей A L на частоте f, проходимых полезным и поме- ховым сигналами

1

f+Af/2

-ДТ I V/k d f

AT f-Af/2 1 f+Af/2

znr Iv/cdf

ЛТ f-Af/2

Отметим, что интервал A f может совпадать, а Может и не совпадать с полосой качания, в которой определяют значения коэффициента отражения, в частности, он может быть существенно меньше ее.

Затем, используя величины Vk и Vc, определяют амплитуду q и фазу р искомого коэффициента отражения на частоте f

„ VvЈ+vi n

q Аэ Q9 p arctg

где q3 - известный коэффициент отражения эталонного образца.

Данный способ измерения коэффициента отражения реализуется, например, с помощью устройства, структурная схема которого изображена на фиг.1.

Устройство состоит из генератора качающейся частоты 1, первого 2 и второго 3 направленных ответвителей, антенны 4, ам- плифазометра 5, блока корректировки 6, блока памяти 7, блока квадратурных компонент 8, блока интеграторов 9, вычислителя 10, регистратора 11 и блока управления 12. Цифрой 13 обозначен испытуемый образец, а цифровой 14 - постоянный рассеиватель.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от генератора качающейся частоты 1, пройдя через первый 2 и второй 3 направленный ответвители, поступает на

антенну 4 и излучается. Излученный сигнал падает на испытуемый образец 13 и частично попадает на посторонний рассеиватель (для измерения сигнала, отражаемого эталонным образцом, его устанавливают на месте испытуемого образца). Принятый антенной 4 сигнал, обусловленный отражениями, поступает через второй направленный ответвитель 3 на первый вход амплифазометра 5. Одновременно ответвленная первым направленным ответвите- лем 2 часть сигнала генератора качающейся частоты 1 поступает на второй вход амплифазометра 5, образуя опорный сигнал. Измеренные в амплифазрметре 5 амплитуды и

фазы сигнала через блок корректировки 6 поступают в блок квадратурных компонент 8. В блоке корректировки 6 осуществляется корректировка фазы по сигналу корректировки, поступающему с блока памяти 7. Сиг- нал корректировки накапливается при измерении отражений от эталонного образца. В качестве эталонного образца может быть взят в частности, металлический образец, для которого q3 1, р.оэ -я

в блоке 8 из амплитуд и откорректированных фаз принятого сигнала формируются квадратурные компоненты, которые в блоке интеграторов 9 проходят усреднение (интегрирование). Блок интеграторов 9 соединен с вычислителем 10, в котором по результатам усреднения квадратурных компонент вычисляются амплитуда и фаза коэффициента отражения в каждой заданной точке f полосы качания частоты. В блоке

и осуществляется регистрация найденных значений коэффициента отражения. Синхронизация работы блоков данного устройства осуществляется блоком управления 12. Данный способ позволяет существенно

увеличить точность измерения значений коэффициента отражения и тем самым расширить динамический диапазон его измеряемых величин.

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента отражения радиоматериала, основанный на облучении испытуемого и эталонного образцов сигналом качающейся частоты, измерении на каждой частоте амплитуд сигналов, отраженных испытуемым Ас и эталонным Аэ образцами, нормировании амплитуды сигнала, отраженного испытуемым образцом, на амплитуду сигнала, отраженного эталонным образцом, и умножении на коэффициент отражения эталонного образца дэ,отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно на каждой частоте измеряют фазы сигналов, отраженных испытуемым рс и эталонным образцами, вычитают из значения фазы сигнала, отраженного испытуемым образцом, величину, равную разности фазы сигнала, отраженного эталонным образцом, и фазы коэффициента отражения эталонного образца р коэ, формируют квадратурные компоненты отраженного испытуемым образцом сигнала с откорректированной фазой, усредняют их в интервале частот A f, равном отношению центральной частоты f интервала к разности электрических длин путей Л L на частоте f, проходимых полезным и помеховым сигналами, а амплитуду q

и фазу р искомого коэффициента отражения определяют по формулам

q

VVi + V§

qa :

Vc p arc tg ,

где

Vk

1 f+Af/2

-ТГТ- / Ac COS pc - ( (

iA Т г Л /о

f - Af/2

f+Af/2

Vc

-T-f- / Ac Sin pc - ( ( - ) d f ; Т f-Af/2

Af+

ЈT

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерений коэффициента отражения различных радиоматериалов в широкой полосе частот диапазона СВЧ. Сущность изобретения: способ основан на облучении испытуемого и эталонного образцов сигналом качающейся частоты, измерении на каждой частоте амплитуд сигналов, отраженных этими образцами, нормировании амплитуды сигнала, отраженного испытуемого образцом, на амплитуду сигнала, отраженного эталонным образцом, и умножении на коэффициент отражения эталонного образца, при этом дополнительно на каждой частоте измеряют фазы сигналов, отраженных обоими образцами, вычитают из значения фазы сигнала, отраженного испытуемым образцом, величину, равную разности фазы сигнала, отраженного эталонным образцом, и фазы коэффициента отражения эталонного образца, формируют квадратурные компоненты отраженного испытуемым образцом сигнала с откорректированной фазой,усредняют их в интервале частот, равном отношению центральной частоты интервала к разности электрических длин путей на центральной частоте, проходимых полезным и помеховым сигналом, и вычисляют амплитуду и фазу искомого коэффициента отражения. И