Устройство для измерения распределения импульсного электромагнитного поля в микрополосковой линии

(51 иского раРнф 88.8)инин и устройствоот/ Под ред.ков: Высшая школа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Саратовский государственньуниверситет им. Н. Г. Чернышеви Саратовский филиал Институтадиотехники и электроники АН СС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАС-ПРЕДЕЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В МИКРОПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ (57) Изобретение относится к радио- измерительной технике и обеспечивает повышение разрешающей способности и чувствительности, Для достижения цели вводится тонкая пленка 2 из электрострикционного или магнито" стрикционного материала. Она расположена на одной из поверхностей микрополосковой линии 1, к боковым торцам которой подсоединены электроакустические преобразователи (ЭАП) 5 и 6. К ЭАП 5 подключен г-р 7 электромагнитных колебаний, а к ЭАП 6- фазовый детектор 8, подключенный к индикатору 9 и связанный с ЭАП 5 через аттенюатор 10 и фазовращатель 11. Генератор 12 электромагнитных колебаний соединен с микрополосковой линией 1. 1 ил.Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть применено для измерения пространственных и временных характеристик импульсных электрических или магнит" ных полей в микрополосковых линиях (МПЛ) и, в особенности, в нерегулярных, а также в связанных линиях.Цель изобретения - повышение разрешающей способности и чувствитель" ности.На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для измерения распределения импульсного электромагнитного поля в микрополосковой линии.На поверхность исследуемой микро- полосковой линии 1 в исследуемой области (надили под металлическими электродами) нанесена тонкая пленка 2, изготовленная из электрострикци" онного или магнитострикционного материала. К боковым торцам микрополос ковой линии 1 присоединены с помо щью, например, эпоксидного клея первый и второй электроакустические преобразователи, состоящие из пьезоэлектрических пластин 3 и 4 с выполнейными на их поверхности встречно-штыревыми электроакустическими преобразователями 5 и 6. К первому электроакустическому преобразователю подключен второй генератор 7 электромагнитных колебаний, а к второму. электроакустическому преобразователю - фазовый детектор 8, подключен" ный к индикатору 9 и связанный с первым электроакустическим преобразователем через аттенюатор 10 и фазовращатель 11, Первый генератор электромагнитных колебаний 12 соединен с входом микрополосковой линии 2,Устройство для измерения распределения. импульсного электромагнитного поля в микрополосковой линии работает следующим образом.Генератор 7 электромагнитных колебаний возбуждает поверхностную акустическую волну в диэлектрической 50 подложке микрополосковой линии, на ,поверхность которой нанесена тонкая пленка 2. Воздействие импульса электромагнитного поля, распространяющегося в микрополосковой линии 1, приводит к изменению эффективных модулей упругости тонкой пленки 2 за счет электрострикционного или магнитострикционного эффектов, что ведет к изменению скорости поверхностной акустической волны, а следовательно, и к изменению ее Фазы в сравнении с опорным сигналом, проходящим через аттенюатор и фазовра" щатель. Это изменение пропорциональ" но квадрату напряженности электрического или магнитного поля. При этом в зависимости от длины области взаимодействия (т.е. в зависимости от длины тонкой пленки 2 в направ" лении распространения поверхностной акустической волны) в фазе прошедшего акустического сигнала содержится информация либо о пространственном, либо о временном распределении электромагнитного поля измеряемого импульса. Сигналы с обоих плеч установки, смешиваясь, поступают на.фазовый детектор 8. Таким образом, сигнал на выходе Фазового детектора 8, развернутый во време" ни в соответствующем масштабе (например, с помощью осциллографа), полностью соответствует пространственному или временному распределению измеряемой компоненты электромагнитного импульса, распространяющегося в микрополосковой линии 1. Аттенюатор 10 и фазовращатель 11 необходимы для выставления нулевой амплитуды и фазы сигнала на выходе фазового детектора в отсутствие электромагнитного поля и микрополосковой линии 1.Поведение полосковой акустической волны, прошедшей область 0, Ц, на которую в течение времени 0, Т 1 действует электромагнитное поле, приводящее к изменению модуля упругости, описывается выражением 0(х) = Ц соз (Кх- иг.)т-- 1 йй 6(С)ЬС (С )Йх.Цоы 14 С,гоЬС(х) х-х-Ч, (е-с) здп(1 сх.-ы),209(х,С)- -- -ЛС(-х/Ч )ВС, (х )Йхо (4) для случая Ь/Ч с ". ( Т,где 1 - характерный размер прост" 25ранственной неоднородно"сти;Ф - характерное время изменения возмущенного модуляупругости. 30Последние формулы показывают, чтоплоская акустическая волна, прошедшая область взаимодействия, оказывается промодулированной по фазе, которая пропорциональна либо простФ3ранственной, либо временной характеристикам возмущенного модуля упругости, которые однозначно связаны ссоответствующими характеристикамиэлектромагнитного поля, Таким образом, показания фазового детектора,определяют указанные характеристикиэлектромагнитных полей, приводящихк изменению модуля упругости, Аналогичные соотношения можно получитьи для поверхностей акустической вол 45При измерении пространственногораспределения электромагнитного по"ля за время Т действия импульса,приводящего к изменению скорости поверхностной акустической волны, онасмещается на расстояние ЧТ(С Ь, афаза изменяется на величину где Ч - скорость акустической волны;4 Ч - изменение этой скорости.При измерении временного распределения электромагнитного поля должно выполняться соотношение ЧТ ) Ь и формула для фазового сдвига приобретает вид Измеренные значения фазовых сдвигов поверхностной акустической волны для случаев (5) или (6) определяются возмущенными упругими постоянными, которые определяются значением измеряемых электрической или магнитной составляющей электромагнитного поляФормула изобретения Устройство для измерения распределения импульсного электромагнитного поля в микрополосковой линии, содержащее первый генератор электромагнитных колебаний, соединенный с входом микрополосковой линии, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и чувствительности, введена тонкая пленка из электрострикционного или магнитострикци-. онного материала, расположенная на одной из поверхностей микрополосковой линии, к боковым торцам которой подсоединены введенные первый и второй электроакустические преобразователи, причем первый выход введенного второго генератора электромагнитных колебаний соединен с первым электро- акустическим преобразователем, а второй его выход соединен последовательно с аттенюатором, фазовращателем и первым входом фазового детек тора, второй вход которого соединен с вторым электроакустическим преобразователем, выход которого соединен с индикатором, причем тонкая пленка иэ электрострикционного или магнитострикционного материала расположена между первым и вторым электро- акустическими преобразователями,