Устройство для измерения параметров материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ 1 фа д г ьК СКОМУ СВИ и электроГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР(71) Институт радиофизикиники АН УССР(56) Антенны эллиптической поляризации/1 од ред. А.И. Шпунтова, М,: Иностр. литература, 1961, с, 278- 291.Авторское свидетельство СССР В 1149187, кл, С 01 К 27/26, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАПОВ(57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения- повышение точности. Устройство для измерения параметров материалов содержит ответвитель 1 круговой поляризации, выполненный в виде прямоугольного четырехплечего разветвления лучеводов, к первому плечу 9 которого подключен измеритель 7 поляризацион.БО 1617386 А 1 151)501 К 27/Об, С 01 К 27/41 ной диаграммы, к второму плечу 10 " измеряемая нагрузка 8, к третьему плечу 11 - короткозамыкающнй поршень 4, к четвертому плечу 12 " генератор 6 СВЧ, В центре ответвителя круговой поляризации расположены первая и вторая плоские решетки 2 н 3 иэ параллельных проволок, размещенные симметрично относительно диагональной плоскости прямугольного четырехплечего разветвления лучеводов, на расстоянии 47/8 длины электромагнитной волны одна от другой, причем проволоки первои плоской решетки 2 расположены под углом +45 к плоскостиополяризации электромагнитной волны, а проволоки второй плоской решетки 3 - под углом -450 к плоскости поляризации электромагнитной волны, Для перестройки в рабочем диапазоне частот проволочные решетки снабтены механизмом перемещения вдоль оси, перпендикулярной их плоскостям.1 зи, ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к радиоизмерительной техйике сверхвысокихчастот,Цель изобретения - повышение точности, обеспечение перестройки врабочем диапазоне частот.На чертеже изображена Функциональная схема устройства для измеренияпараметров материалов.Устройство для измерения параметров материалов содержит: ответвитель 1 круговой поляризации, выпол- - .ненный в виде прямоугольного четырех плечего разветвления лучеводав, первую и вторую плоские решетки 2, 3соответственно, короткозамыкающийпоршень 4, механизм 5 перемещения,генератор 6 СВЧ, блок регистрации,выполненный в виде измерителя 7 поляризационной диаграммы, измеряемуюнагрузку 8, первое-четвертое плечи9-12 ответвителя круговой поляризации соответственно, втулку 13, штифт14,30 45 5055 Устройство для измерения параметров материалов работает следующим образом.К двум противолежащим плечам 12 и 10 прямоугольного четырехплечегоразветвления лучеводов (например, металлодиэлектрических лучеводов круглого сечения) подключеньь соответственно генератор СВЧ и измеряемая нагрузка ИН, В диагональной плоскости ответвителя 1 круговой поляризации помещены две идентичные решетки 2 и 3 из параллельных проволок, установленные симметрично относительно диагональной плоскости разветвления параллельно друг другу на расстоянии 17/8 длины) волны, что обеспечивает разность фаз между этими ортогональными поляризационными составляющими, равную 1/2 рад, (четвертьволновую разность хода). Проволоки решеток 2 и 3 ориентированы таким образом, что азимутальные плоскости, проходящие через оси лучеводов прямоугольного четырехплечего разветвления . параллельно проволокам этик решеток, образуют между собой прямой угол и углы +45 и -45 о с плоскостью поляризации колебаний генератора СВЧ, лех:ащей в плоскости их падения на плоские решетки 2, 3 либо перпендикулярно к ней. Это условие обеспечивает равенство ортогональных составляющих ответвленного кругополяризованного сигнала, К двум другим плечам 11 и 9 ответвителя круговой поляризации 1 подключены соответственно короткозамыкающий поршень 4 н измеритель поляризационной диаграммы так, что плечи с генератором 6 СВЧ и измерителем поляризационной диаграммы лежат по разные стороны от решеток 2, 3. Решетки 2, 3 снабжены механизмом 5 перемещения вдоль оси, йерпендикулярной их плоскости, Период решеток 2 и 3 выбирается таким, чтобы получить примерно 3-децибельное ответвление пучка в боковое плечо. Значение коэффициента ответвления определяется параметрами решеток - периодом 1 решетки (отношением Я = 1/Я периода и длины волны) и диаметром проволок Й (отношением 8 = Й/1 диаметра проволок к периоду), 3-децибельное ответвление имеет место, например, при ф1/З = 0,4 и Ьс 1/1 = 0,06, Для 2-миллиметрового диапазона волн это, например, решетка с йериодом 0,8 мм, выполненная из проволок диаметром 50 мкм, Решетки имеют резьбовое сочленение с втулкой 13, от проворота они удерживаются неподвижным штифтом 14, Поэтому вращением втулки 13 регулируется расстояние между решетками.Электромагнитная волна от генератора 6 СВЧ на входе устройства представляет собой основную моду полого диэлектрического либо металлодиэлектрического лучевода ЕН- волну с плоским фазовым фронтом и осесимметричным амплитудным распределением, спадающим к краям лучевода по закону Бесселя, Эта волна поляризована в плоскости ее падения на решетки 2, 3 лиоо перпендикулярно к ней и может быть представлена в виде двух ортогональных составляющих, поляризованных в азимутальных плоскостях, параллельных проволокам плоских решеток 2 и 3. Эти составляющие частиЧно ответвляются в плечо 11, частично проходят на выход в плечо 10 и поступают на измеряемую нагрузку. При этом вспедствие идентичности решеток 2 и 3 прошедшие составляющие образуют олну, линейно поляризованную в той же плоскости, что и падающая на решетки, Ответвленные в плечо 10 ортогональные составляющие равны по амплитуде и сдвинуты по фазе на17386 6 5 лельных проволок, расположенную параллельно первой плоской решетке,отличающееся тем, что,с целью повышения точности, блокрегистрации выполнен в виде измерителя поляризационной диаграммы иподключен к первому плечу ответвите 20 Ч25 ля круговой поляризации, к второму плечу которого подключена измеряемая нагрузка, к третьему - короткоза 30,мыкающий поршень, к чегвертому -генератор СВЧ, вторая плоская решетка размещена симметрично относительно диагональной плоскости прямоугольного трехплечего разветвителя лу 35 40 2. Устройство по п, 1, о т л и --ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюобеспечения перестройки в рабочем . диапазоне частот, плоские решетки иэпараллельных проволок снабжены механизмом перемещения вдоль оси, перпендикулярной их плоскостям. 45 Составитель А, МихайловаТехред Л.Сердюкова Корректор М. Максимишинец Редактор М. Циткина Заказ 4117 Тираж 566 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 5 1 б372, в плече 1 О волна поляризована по кругу. Эта волна отражается от поршня 4. Отраженная волна, поляризованная ортогонально падающей на поршень, проходит сквозь решетки 2 и 3 в плечо 9, ослабленная эа счетответвления части. мощности в плечо12, где она рассеивается в ограждающем ослабителе либо вентиле. Такимобразом, в плече 9 формируется поляризованная по кругу волна с амплитудой, пропорциональной амплитуде падающей волны. Отраженная от нагрузки в плече 10 линейно поляризованнаяволна частично проходит в плечо 12,а частично ответвляется в плечо 9, При этом ортогональные составляющиеотраженной волны при ответвлении в плечо 9 приобретают фазовый сдвиг,равный /2, и в этом плече получается волна, поляризованная по кругус амплитудой, пропорциональной амплитуде отраженной от измеряемой нагрузки волны. В плечо 9 поступают двеполяризованные по кругу волны, при этом поляризации этих волн ортогональны (правокруговая и левокруго вая). В плече 9 получается эллипти- чески поляризованная волна, в которой4отношение максимального значения напряженности поля, измеренное по большой оси эллипса, к минимальному его значению, измеренному по малой оси, равно коэффициенту стоячей волны по напряжению в плече 10, а угловое положение минимума поля в плече 9 (поле по малой оси эллипса) линейно связанно с положением минимума стоячей волны в плече.9, причем первое, выраженное в угловых градусах, равно последнему, выраженному в электрических градусах, измеренных относительно соответственно вьбранной начальной плоскости отсчета Такой выбор может быть произведен путем соответствующей установки поршня 4. Один поворот эллипса в плече 9 на всех частотах эквивалентен перемещению (изменению фазы) нагрузки вдоль плеча 9 на одну длину волны (25, Формула изобретения1, Устройство для измерения параметров материалов, содержащее ответвитель круговой поляризации, выполненный в виде прямоугольного четырехплечего разветвителя лучеводов, генератор СВЧ, измеряемую нагрузку, короткозамыкающий поршень, блок регистрации, первую плоскую решетку из параллельных проволок, расположенную в центре отверстия круговой по-. лйрхзации, гроволоки которой расположен под углом +45 к плоскости пооляризации электромагнитной волны, и вторую плоскую решетку из паралчеводов, первой плоской решетки на расстоянии -2/8 длины электромагнитной волны, а проволоки второй плоскойо решетки расположены под углом - 45 к плоскости поляризации электромагнитной волны,