СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД СОБСТВЕННЫХ ВОЛН В МНОГОВОЛНОВОМ ВОЛНОВОДЕ Советский патент 1969 года по МПК G01R29/08 

Известны способы определения амплитуд собственных волн в многоволновых волноводах (способ измерения диаграммы направленности излучения с открытого конца волновода, способ зондов, способ направленных ответвителей). Такие способы требуют или больших величин передаваемой по волноводу мощности, наличия чувствительного приемника и малогабаритного и подвижного индикатора СВЧ-поля (зонд с детектором), или же наличия достаточного количества специальных направленных ответвителей.

Предлагаемый способ отличается тем, что для измерений при малой передаваемой по волноводному тракту мощности и неподвижном индикаторе применен интерферометр Майкельсона. Отражающие зеркала интерферометра устанавливаются на одинаковом расстоянии от его центра и отмечается максимальный сигнал индикатора. Затем одно из зеркал передвигается на некоторое расстояние, при котором измеряется сигнал индикатора. Число таких измерений должно быть равно числу исследуемых волн, а сами результаты, делимые на первое измерение максимального сигнала, дадут свободные члены уравнений относительно квадратов амплитуд волн. Эти измерения повторяются после поворота интерферометра на угол 90° вокруг оси исследуемого волновода, после чего амплитуда

золны находится как корень квадратный из суммы квадратов амплитуд этой волны, найденных при двух положениях интерферометра относительно волновода. По этим двум измерениям находят и поляризацию каждой из волн.

Для определения амплитуд волн в многоволновом волноводе используют волноводный вариант интерферометра Майкельсона с полупрозрачным (или слабоотражающим) зеркалом, выполненным в виде тонкой диэлектрической пластины. Например, в полом металлическом волноводе такой интерферометр выполняется в виде волноводного креста, волноводы которого расположены под углом 90° друг к другу, причем диэлектрическая пластина крепится в узкой щели под углом 45° к осям всех волноводов. Отражающими зеркалами при этом служат

порщни в плечах интерферометра, а индикатор должен реагировать на волны всех типов, падающих на него. Таким индикатором является сурьмянистый индий, охлажденный жидким гелием, пластина которого закрывает

конец волновода.

Если оба зеркала (порщня) интерферометра установлены на одинаковом расстоянии от его центра (точки пересечения осей волноводов и полупрозрачного зеркала), то волны вблноводе, будут идти от обоих зеркал в волновод индикатора синфазно и, таким образом, их амплитуды будут максимальны и сигнал индикатора оказывается пропорциональным сумме где а„ - амплитуда волны с номером п, N - число волн. X Если сдвинуть одно из зеркал на , где X - длина волны в свободном пространстве, то сигнал до нуля не упадет, поскольку длина волны всех волн в волноводе больше А. и каждая волна, отраженная от одного зеркала, скомпенсирует до нуля такую же волну, отраженную от другого зеркала, лишь при определенном положении зеркала, при котором другие волны компенсироваться не будут. При произвольной разности расстояний / между зеркалами и центром интерферометра сигнал на индикаторе пропорционален следующей сумме: а2 cos где Я„ - длина волны с номером п в волноводе. Передвигая N раз зеркало и измеряя при этом величину 6, получают систему N уравнений относительно квадратов амплитуд Л волн. Поделив обе части равенства (2) на Ь , получают уравнения, в обеих частях которых стоят квадраты относительных амплитуд. Применяемый волноводный мост сам может возбудить волны высших типов. Однако расчет показывает, что если поперечный размер волновода больше А, более чем в 20 раз, то мощность, переносимая этими волнами, составляет менее 0,09% от подходящей мощности и этими волнами можно пренебречь. Поскольку коэффициент отражения диэлектрической пластины зависит от поляризации падающей волны (он максимален, если вектор Е перпендикулярен плоскости падения, и равен нулю, если вектор Е параллелен этой плоскости), то после проведения описанных выше измерений интерферометр необходимо повернуть на 90° вокруг оси исследуемого волновода и повторить эти измерения. Амплитуда волны находится как корень квадратный из суммы квадратов амплитуд этой волны, вычисленных в результате двух измерений при разных расположениях резонатора с мостом относительно волновода. При этом можно найти поляризацию каждой волны. Проведенные эксперименты в субмиллиметровом диапазоне подтвердили возможность измерения амплитуд волн по предлагаемому способу. Предмет изобретения Способ определения амплитуд собственных волн в многоволновом волноводе с помощью резонатора, образованного отрезком волновода, ось которого перпендикулярна оси многоволнового волновода и который связан с многоволновым волноводом диэлектрической пластинкой, расположенной под углом 45°к осям резонатора и волновода, и индикатора мощности, включенного на выходе многоволнового волновода, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений, измеряют сигналы индикатора при изменении положения одного из зеркал резонатора.