УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗОВЫХПОСТОЯННЫХ волны Яо! и волн н,п, Е,„ в лшоговолновом Советский патент 1973 года по МПК G01R25/02 

1

Изабретение касается волноводных измерений и МОжет быть и спользовано .в волноводно:й измерительной технике сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн, особенно при исследовании волноводов, предназначенных для создания волвоводных литш дальней связи.

Известна устано-Вка для намерения разности фазовых постоянных волн Яо1 и Ец. В ней смесь волн HOI и Ец подается в исследуемый волновод, где помещена подвижная диэлектрическая вставка, представляющая собой коро Т1К;ий цилиндр, основания которого наклонены под малым углом Y К сечению волновода. Из-за этого на диэлектрической вставке малая порция волны а -преобразуется в Яоь Сумма исходной волны Яо1 и возникшей Яо1 принимается на другом конце образца преобразователем волны Ям и подается на прибор. Перемещая диэлектрическую вставку вдоль образца, наблюдают изменение выходного сигнала, Пропорциональное взаимной фазе волн Яо1 и 11 В месте расположения вставки.

В этой установке принципиальную роль играет малость уровня сигаалав Яо1 и Яоь на которых происходит измерение, так как только при малой величине угла среза у из волны ii образуется относительно чистая волна Яоь при больших возникает смесь различных волн.

Из-за этого практически невозможно проведение измерений в спираль 1ых и кольцевых волноводах, в которых волна Ец сильно затухает.

На этой установке нельзя проводить измерения разности фазовых тостоянпых волны Яо1 и волн Ещ (п 1), Ящ. Перемеп,ение диэлектрической вставки внутри образца, к обоим концам которого подключаются измерительные волноводные элементы, механически сложно и не обеспечивает точного определення расстояния перемещения вставки. Установка громоздка из-за большой требуео

мой длины образцов (), поскольку в

Дл

для дальней

волноводах, предназначаемых связи, величина

2т.

10 м.

ЛЛ

0

Целью данного изобретения является увеличение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что волновод закорочен подвижным поршнем, а регулятор пропорции смеси выполнен на волноводе с продольными щелями регулируемой длины.

На фиг. 1 изображена принципиальная блоксхема предлагаемой ycTaHoiBKH; на фиг. 2 - выходной сигнал, записапный на самописце,

при измерении разности фазовых иостояннььх

волн Яо1 и Я|.2.

Установка содержит генератор / СВЧ, ферритовый циркулятор 2, нреюбразователь 5 , кольцевой фильтр 4 волны Яо1, нреоб разователь 5 волны Яо1 в смесь волн //oi и п переменный аттенюатор 6 волны Яоь преобразователь 7 смеси волн Hoi + Ein в смесь Hui + Hin или /yoi+ in («); исследуемый волновод 8, подвижный поршень 9, устройство 10, перемещающее лоршень, детектор 11, усилитель 12, индикатор 13.

Сигнал волны Яю от генератора СВЧ /, проходящий через циркулятор 2, преобразуется в преОбразо вателе 3 в волну Яоь В качестве преобразователя 3 может быть и-спользован преобразователь типа Марье или направленного ответвителя. Далее очищенная кольцевым фильтром 4 волна HQ частично преобразуется в преобразователе 5 в волну ЕП и возникает исходная смесь волн Яо1 и fn. В качестве преобразователя 5 может быть использован изогнутый волновод круглого сечения или отрезок волновода с полуцилиндрической диэлектрической встав|кой определенной длины. Переменный аттенюатор &,волны Яо1 является регуляторОМ пропорции смеси. Он представляет собой отрезок круглого волновода с продольными щелями регулируемой длины и позволяет менять амллитуду волны Яо1 в смеси волн.

При измерении ДА волн Яо1 и Ец смесь этих волн подается непосредственно в исследуемьш образец. При измерении А/г волн Яо1 и Ящ, Lln исходная смесь подается в преобразователь 7 несимметричных волн, в .котором волна ЕИ преобразуется в одну из волн fm () или , а волна Яо1 не искажается, так что исходная с.месь переходит в смесь Яо1 и одной из желаемых волн или Нщ. Преобразователь неси.мметричных волн представляет собой гофрированный волновод с кольцевыми щелЯМИ, глубина которых плавно меняется вдоль его длины.

Далее смесь исследуемых волн поступает в образец волновода 8, отражается от поршня, перемещаемого устройством 10, и проходит весь путь до циркулятора 2 в обратном направлении. После прохождения образца взаимный фазовый сдвиг между волной Яо1 и волной Ящ (или IK), входящей в смесь, определяется разностью их фазовых постоянных и длиной пути, пройденного в образце. На обратном пути смесь волн Яо1 и Нщ или преобразуется в преобразователе 7 в смесь волн Яо1 и ib которая в преобразователе 5 нереходит в смесь волн Яо1-|-Яо1 и . Добавка Яо1 возникает за счет частичного преобразования волны 11 в Яо1 В преобразователе 5 (аналогично ). Волны и 11 поглощаются в фильтре 4, после которого остаются только волны Яо1+Яо1, идущие в обратном направлении. Изменение разности фаз между компонентами Яо1 и Яо1 при движении порщня

в образце равно изменению разности фаз исследуемых волн. Амплитуда суммарного сигнала изменяется соответственно разности фаз волн Яо1 и Яоь

Преимущество в создании суммарного сигнала преобразователями 5 и 7 смеси заключается в том, что возникает относительно больщой сигнал Яоь т. е. волна Яо1 того же , что и отраженная волна Ец.

Суперпозиция волн Яо14-Яо1 либо принимается направленным ответвителем волны Яоь либо преобразуется в волну Я id и подается на регистрирующее устройство через циркулятор 2. Регистрирующее устройство состоит из детектора 1, усилителя 12 сигнала и индикатора 13, например самописца, на ленте которого записывается выходной сигнал, а также делаются отметки, соответствующие пройденному поршнем пути. Пример записи выходного сигнала при измерении А/г для волн Яо1 и Н дан на фиг. 2.

Длина перемещения поршня, соответствующая последовательным минимумам (или максимумам) выходного сигнала, 01пределяет Л.б/2 исследуемых волн. Точность измерения повышается тем, что путем регулированя амплитуды волны Яо1 аттенюатором 6 добиваются равенства амплитуд Яо1 и Яо1 и, следовательно, четкой картины минимумов. Разность фазовых постоянных волн Яо1 и Hin или in определяется по формуле

Л/, - -

где m - число максимумов (или минимумов) выходного сигнала, соответствующих перемещению поршня на расстояние / в образце.

Процесс измерения заключается в следующем:

включается регистрирующий прибор и приводится в движение поршень;

отмечаются место-положения поршня, соответствующие Л-ому (V-т)-ому экстремумам выходного сигнала;

измеряется расстояние между этими местоположениями, равное /, и число длин волн биений, равное т затем про водится расчет по приведенной выше формуле.

Предмет изобретения

Устройство для измерения разности фазовых постоянных волны Яо1 и волн Hin, Bin в многоволновом круглом волноводе, состоящее из возбудителей смеси исследуемых волн, фильтра волн, регулятора пропорции смеси, гофрированного преобразователя, циркулятора для вывода результирующего сигнала, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения, волновод закорочен подвижным поршнем, а регулятор пропорции смеси выполнен на волноводе с продольными щелями регулируемой длины.

Фаг.2