РАДИОИНТРОСКОП Советский патент 2006 года по МПК G01N22/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для визуального контроля внутренней структуры диэлектрических материалов.

Известен радиоинтроскоп, содержащий СВЧ-генератор, соединенный через первый коммутатор с многоэлементной передающей антенной, многоэлементную приемную антенну, соединенную через второй коммутатор с блоком обработки информации [1].

Недостатком этого интроскопа является неравномерная чувствительность в дальней зоне, из-за влияния пассивных (неработающих в данный момент времени) антенн на диаграммы направленности активной (работающей в данный момент времени) антенны. Так как при последовательном переключении антенн в многоэлементных антенных решетках изменяются условия окружения активной антенны пассивными, то каждая активная антенна имеет свою, только ей свойственную диаграмму направленности, что приводит к уменьшению возможной глубины и снижению достоверности обнаружения дефектов в диэлектрических материалах.

Цель изобретения - повышение достоверности и глубины обнаружения дефектов в диэлектрических материалах. Для достижения этой цели в известном радиоинтроскопе многоэлементные приемная и передающая антенны выполнены в виде микрополосковых антенн, которые соединены с коммутаторами через четвертьволновые отрезки линии передачи, включенные между каждой точкой запитки микрополосковых антенн и последними коммутирующими диодами в выходных каналах коммутаторов. Коммутаторы объединены с микрополосковыми антеннами экранными сторонами и подключены к точкам запитки через металлические штыри, изолированные от экранных сторон.

На фиг.1 изображена блок-схема радиоинтроскопа. Радиоинтроскоп состоит из СВЧ-генератора 1, подключенного к первому коммутатору 2. Каждый из последних коммутирующих диодов 3 соединен через четвертьволновый отрезок линии передачи 4 с точкой запитки 5 одиночной микрополосковой антенны 6, входящей в передающую многоэлементную антенну 7. Каждая одиночная приемная микрополосковая антенна 8, входящая в состав многоэлементной приемной антенны 9, также соединена в точке запитки 10, через четвертьволновый отрезок линии передачи 11 с последним коммутирующим диодом 12, второго коммутатора 13, выход которого соединен с блоком обработки информации 14. Первый и второй коммутаторы аналогичны друг другу и выполнены в виде параллельно разветвляющихся выходных каналов (например, по авт.св. СССР №1840040 МПК Н 01 Р 1/10, 2006) [2].

На фиг.2 изображена конструкция соединения микрополосковых антенн с коммутатором.

Микрополосковая антенна 1 расположена на диэлектрической подложке 2, с обратной стороны которой нанесен металлический экран 3. Полосковый коммутатор, выполненный на несимметричной микрополосковой линии, состоит из диэлектрической подложки 4, с одной стороны которой нанесен металлический экран 5, а с другой - полосковые линии передачи 6, на которых установлены переключающие диоды 7. Точка запитки 8 микрополосковой антенны 1 соединена с выходом коммутатора 9 через металлический штырь 10, изолированный от экранных сторон 3 и 5. Электрическая длина линии передачи от точки запитки 8 до последнего переключающего диода 7, равна нечетному числу четвертей длины волны излучения.

Радиоинтроскоп работает следующим образом. Электромагнитная энергия от СВЧ-генератора 1 поступает на вход передающего коммутатора 2, где последовательно переключается на один из выходов путем включения коммутирующих диодов 3 в одном из выходных каналов коммутатора 1. В это время остальные коммутирующие диоды в коммутаторе выключены и линия передачи 4 имеет на конце, подключенном к диоду, режим "холостого хода". На другом конце линии передачи 4, подключенном к точке запитки 5 микрополосковой антенны 6, создается режим "короткого замыкания" на частоте излучения. Микрополосковая антенна 6 представляет собой металлическую пластину, размеры которой выбраны таким образом, что при согласовании ее в точке запитки с линией передачи, пластина может как излучать, так и принимать электромагнитную энергию на резонансной частоте. При создании в точке запитки режима "короткого замыкания" такая антенна практически не излучает и не принимает электромагнитную энергию и может рассматриваться как металлический экран. Режим "короткого замыкания" создается во всех микрополосковых антеннах в многоэлементной антенне, кроме той, которая в данный момент времени подключена коммутатором к СВЧ-генератору, то есть пассивные антенны не оказывают влияния на диаграмму направленности активной антенны. Такой же режим работы свойственен и приемному тракту, который аналогичен передающему. Непосредственное соединение точки запитки микрополосковой антенны с коммутатором, через металлический штырь исключает влияние изгиба кабеля на электрическую длину, что позволяет точно рассчитать и изготовить отрезок линии передачи с требуемой электрической длиной.

Авторам неизвестны технические решения, имеющие свойства, совпадающие со свойствами заявляемого технического решения, а также признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа. Поэтому они считают, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями, позволяющими увеличить достоверность и глубину обнаружения дефектов предлагаемым радиоинтроскопом.

Экспериментальная проверка предложенного технического решения показала, что влияние соседних пассивных антенн на активную удалось уменьшить более, чем на 10 dB, что привело к увеличению достоверности обнаружения. Глубина обнаружения увеличилась в 1,5 раза. Непосредственное соединение через металлический штырь антенн и коммутаторов позволило уменьшить габаритные размеры интроскопа и увеличить технологичность его изготовления.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для визуального контроля внутренней структуры диэлектрических материалов. Сущность изобретения состоит в том, что в радиоинтроскопе, содержащем СВЧ-генератор, соединенный через первый коммутатор с многоэлементной передающей, многоэлементную антенну, соединенную через второй коммутатор с блоком обработки информации, согласно данному изобретению, многоэлементные приемная и передающая антенны выполнены в виде микрополосковых антенн, которые соединены с первым и вторым коммутаторами, соответственно, через дополнительно введенные четвертьволновые отрезки линии передачи, включенные между точкой запитки микрополосковых антенн и входом коммутаторов. Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышении достоверности и глубины обнаружения дефектов в диэлектрических материалах. 2 ил.

Радиоинтроскоп, содержащий СВЧ-генератор, соединенный через первый коммутатор с многоэлементной передающей антенной, многоэлементную приемную антенну, соединенную через второй коммутатор с блоком обработки информации, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и глубины обнаружения, многоэлементные приемная и передающая антенны выполнены в виде микрополосковых антенн, которые соединены с первым и вторым коммутаторами соответственно через введенные четвертьволновые отрезки линии передачи, включенные между точкой запитки микрополосковых антенн и выходом коммутаторов.