СПОСОБ ОШРЁДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД СОБСТВЕННЫХ ВОЛН В ЛИНЗОВОМ ВОЛНОВОДЕ Советский патент 1968 года по МПК G01R29/14 

Известны различные способы измерения амплитуд собственных волн. Известные способы разработаны для закрытых металлических волноводов.

Предлагаемый способ предназначен для измерения амплитуд собственных волн в линзовом волноводе с помощью открытого резонатора со сферическими зеркалами, который связан с линзовым волноводом посредством диэлектрической пластинки. Амплитуду волн определяют но глубине резонансного провала, а номера типов волн (индексы волн) по измерениям резонансных длин резонатора при одновременном смещении зеркал из конфокального положения.

Предлагаемый способ позволяет измерять амплитуды и поляризации собственных волн линзового волновода при малой мощности генератора, неподвил ном индикаторе и с минимальными возмущениями самого волновода.

Способ можно применить для определения амплитуд волн с разными индексами в миллиметровом, субмиллиметровом и инфракрасном диапазонах длин волн.

Для измерений амплитуд волн в линзовом волноводе используют открытый резонатор с фокусирующими (сферическими или параболическими) зеркалами, фокусное расстояние которых равно фокусному расстоянию линз, а поперечный размер в 1,5-2 раза больше размера линз волновода для увеличения разрешения волн. Таким образом при конфокальном расположении зеркал резонатор эквивалентен одной секпии линзового волновода, закоооченной с двух конпов, фазовые отражающие корректоры которой больше линз волновода (практическн их можно считать бесконечными, так как увеличение диаметра корректора на указанную величину влечет

уменьшение дифракционных потерь на одинтри порядка).

Ось резонатора пересекает ось волновода между двумя линзами (например, посредине) и составляет с ней некоторый угол (например,

90). Резонатор возбуждается линзовым волноводом с помощью мостового устройства, представляющего собой слабо отражающую диэлектрическую (или иную) пластину. Благодаря слабому огражению пластины, потери

мощности при измерении незначительны (около 0,5о/о).

Если пластина моста расположена по биссектрисе угла между осями резонатора и волноьода, а поперечный размер зеркал резонатора и пластины больше размера линз волновода, Б резонаторе будут возбуждаться лишь такие колебания, которые соответствуют волнам, распространяющимся по исследуемому волноводу в том его месте, где стоит мостовое

жМы быть отъюстированы так, чтобы их фокусы лежали на оси резонатора, под которой понимается прямая, проходящая через центры зеркал. При несоблюдении перечисленных условий в резонаторе возникает связь между различными волнами и результаты измерений могут быть искажены.

Для конфокального резонатора колебания с разными радиальными индексами и нечетными азимутальными индексами совпадают по частоте с колебанием, которое является наипизшим (основным).

При смещении зеркал из конфокального ноложения, вырождение колебаний снимается, резонансы «расщепляются, причем скорость «отщепления резонансов от основного с изменением расстояния между зеркалами тем больше, чем больще номер волны. По этой скорости можно определить номер волны.

С этой целью резонатор в конфокальном положении настраивается в резонанс, затем

перестраивается на -j-. Если в этом положении есть резонанс, то он соответствует одному или нескольким слившимся колебаниям с четными азимутальными индексами.

При сближении зеркал резоиансы «расщепляются. Измеряют расстояиие по частоте между основным резонансом и расщепленными, а также расстояние между зеркалами. Это измерение повторяется дважды при разных расстояниях между зеркалами. Затем рассчитываются индексы волн. Амплитуда же волл определяется по измеренной глубине резонансных провалов. Если коэффициент отражения диэлектрической пластины зависит от поляризации надающей волны (максимален - когда вектор Е перпендикулярен плоскости

падения и почти равен нулю - когда вектор Е параллелен этой плоскости), то резонатор вместе с мостом поворачивается на 90° вокруг оси волновода, и описанные измерения повторяются. Амнлитуда волны находится как корень квадратный из суммы квадратов амнлитуд этой волны, вычисленных в результате двух измерений при разных расположениях резонатора с мостом относительно волновода.

При этом можно найти плоскость поляризации вектора Е каждой волны.

Необходимо, чтобы индикатор, стоящий после линзового волновода, реагировал на все волны линзового волновода одинаково. Этому

требованию удовлетворяет индикатор, представляющий собой пластинку InSb, охлажденную до температуры жидкого гелия. Этот индикатор в настоящее время заменили кристаллические детекторы в субмиллиметровом диапазоне, поскольку он обладает высокой чувствительностью и малой постоянной времени.

Предмет изобретения

Способ определения амплитуд собственных волн в линзовом волноводе с помощью открытого резонатора со сферическими зеркала.и, связанного с волноводом диэлектрической пластинкой, расположенной по биссектрисе угла между осями резонатора и линзовош волновода, отличающийся тем, что, с целью проведения нзмерений нри малом уровне мощности, амплитуду волн определяют по глубине резонансного провала мощности, фиксируемой индикатором, подключенным к выходу линзового волновода, а номера типов волн определяют но измерениям резопансных длин резонатора при одновременном смещении зеркал из конфокального положения.