Устройство для измерения параметров листовых диэлектриков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1780045 А 1 51)5 0 01 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В(56) Турянский В,П. Установка для .ния вариации фазы коэффициента: па -дения плоской электромагнитно волнычерез лист диэлектрика, ВНИИФТТИ, Исследования в области радиоиэмерс",1. Тр,ды, вып,б, М 1972,Авторское свидетельство СССРМ 1656475, кл, 0 01 й 27/26, 1988,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИСТОВЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ "(57) Использование: для измерения электрических параметров листовых диэлектриков, Сущность изобретения; включает СВЧ-генератор 1 шума разветвитель 2, измеритель 3, антенны 4 и 5, модулятор б, короткозамыкатели 7 и 9, фазовращатель 8, интегратор НЧ. диэлектрик 11. Особенностью изобретения является то, что в качестве источника сигнала используется СВЧ-генератор шума, в опорном и измерительном трактах длина пути сигнала устанавливается одинаковой и в качестве индикатора используется широкополосный модуляционный радиометр, что позволяет повысить точность измерения. 1 ил.(О 20 25 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров листовых диэлектриков,Известна установка для измерения вариации фазы .коэффициента прохождения плоской электромагнитной волны через лист диэлектрика, содержащая СВЧ-генератор гармонического сигнала, устройства разветвления и сложения сигналов опорного и измерительного трактов, детектор, усилитель, индикатор разности фаз опорного и измерительного сигналов, В тракт опорного сигнала входит, фазовращатель. В измерительном тракте последовательно включены модулятор, передающая и приемная антенны, Между антеннами размещается исследуемый диэлектрик.Недостатком установки является существенное влияние на точность измерений нестабильности частоты СВЧ-генератора и переотраженных сигналов между антеннами и диэлектриком. Кроме того, наличие волноводного опорного тракта, огибаоще. го диэлектрик, не всегда бывает приемлемым,Известно устройство, содержащее СВЧ-генератор гармонического сигнала, со единенный с первым плечом четырехплечего 3-х дБ разветвителя. Второе пле;о разветвителя соединено с индикатором, К третьему плечу, образующему измерительный тракт, последовательно присоединены первая антенна, вторая антенна, модулятор, первый короткозамыкатель. При этом исс едуемый диэлектрик размещаетс между антеннами, К четвертому плечу, образующему тракт опорного сигнала, последовательно подключены фаэовращатель и второй короткозамыкатель, Применение антенн с круговой поляризацией поля позволяет уменьшить влияние переотражений и обойтись без огибающего диэлектрик волнового тракта,Однако и в этом устройстве существует негативное влияние нестабильности частоты СВЧ-генератора и переотраженных сигналов между антеннами и диэлектриком на точность измерений.Цель изобретения - повышение точност, измерений,Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения параметров диэлектриков, содержащем СВЧ-генератор, 3-х дБ разветвитель, фазовращатель, коротко. эамыкатели, первую и вторую антенну, модулятор, измеритель сдвига фаз, генератор НЧ, вместо СВЧ-генератора гармонических колебаний применяется СВЧ-генератор шума, а вместо измерителя сдвига фаз - и,;ритель корреляционной функции, При этом длина опорного и измерительного трактов устанавливается такой, чтобы длина пути прохождения сигналов по этим тракта была одинаковой,Сопоставительный анализ с протогипом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию новизны,На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства,Устройство состоит из СВЧ-генератора 1 шума, четырехплечего 3-х дБ раэвгтвителя 2, измерителя 3 корреляционной функции ,первой и второй антенн 4 и 5, модуятора 6, первого короткоэамыкателя ", фа, овращателя 8, второго короткоэамыкат,я 9, генератора НЧ 10, исследуемого диэлектрика 11,Устройство для измерения параметров листовых диэлектриков работает следун. щим о.разсм,Из учаемый СВЧ-генератором шума немодулированный сигнал поступает а плечо 1 разветвителя 2, в коором де ".т., межДу плечамии (У, и иэ плеча "/ посула в трак- опорного сигнала, а "э пле аь тракт измерительного сигнала на первую антенну 4, рходит через исследуе ,ь й ди электрик 1 , приниыается вырой анте но 5 и поступае" через моДуля Гор б на первый короткозамыкатель 7. Отраженный от короткозамыкателя 7 шумовой СВЧ-сигнал. промодулированный по низкой частоте, переизлучателя второй антенной 5, вновь проходит через диэлектрик 11, принимаетс первой антенной 4 и;.оступает в плечо( разветвителя 2, в къ-ором де ится между плечами (и . В Глечопоступае Г и немоду лированный опорный шумовой сигнал иэ плеча (Ч, Результирующий сигнал из плечапоступает на измеритель корреляционной функции 3. Выход генератора НЧ 10 присоединен к модулятору б и измерителю корреляционной функции 3. Соотношение длин трактов опорного и измерительного сигналов подбираются по максимальному амплитуды показаний индикатора, получаемым при одинаковой длине пути прохождения сигналов по этим трактам, Фазовращателем 8 рабочий участок характеристики измерителя 3 перемещается к близким к нулю показаниям индикатора,Измеритель корреляционной функции состоит из широкополосного модуляционного радиометрического приемника и индикатора амплитуды низкой частоты. Показания индикатора определяются следующим выражением; г(д) =А Ргд) сов- ),4,"т д г1780045 Формула изобретения Устройство для измерения параметровлистовых диэлектриков, содержащее СВЧСоставитель А, БалашовТехред М.Моргентал Корректор С. Лисина Редактор С, Кулакова Заказ 4435 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где г(д) - показания индикатора;А - масштабный коэффициент;В( д ) - автокорреляционная функция огибающей шумового сигнала;д - разница длины пути опорного и измерительного сигналов;4 р - среднее значение длины волны шумового сигнала.Эти показания отличаются от показаний индикаторов рассмотренных известных устройств множителем В(д), у которых В( д)=1, В предлагаемом устройстве происходит усреднение результатов измерений в диапазоне частот радиоприемного устро ства, В то же время переотраженные сигналы имеют большую длину пути по сравнению с длиной пути опорного сигнала и их влияние ослабляется множителем К(д)1. В результате при использовании широкополосного корреляционного приема, влияние на точность измерений нестабильности частоты и переотраженного сигнала существенно уменьшается. генератор, выход которого соединен последовательно с первым входом трехдецибельного разветвителя, второй вход которого соединен с первым входом индикатора, пер вой и второй антеннами, между раскрывами которых располагают исследуемый листовой диэлектрик, модулятор, модулирующий вход которого соединен с первым выходом источника модулирующего сигна ла, и первый короткозамыкатель, причемвторой выход трехдецибельного разветвителя соединен через фазовращатель с вторым короткоэамыкателем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения 15 точности, СВЧ-генератор выполнен в видеСВЧ-генератора шума, индикатор выполнен в виде измерителя корреляционной функции двух сигналов, второй вход которого соединен с вторым выходом источни ка модулирующего сигнала модулятора,причем электрическая длина тракта первого сигнала, который включает первую и вторую антенны, модулятор и первый короткозамыкатель, и электрическая длина второго трак та, который включает фаэовращатель ивторой короткозамыкатель, выполнена одинаковой.