Измеритель комплексного коэффициента отражения

, у 3ИСАН И О ПИЗОБРЕТЕН ИЯ 2932 8 Союз Соеетскиа Социалистических Республиквисимое от авт видетел(Ле 1303925/ Заявле аявкис присоединениемПриоритет -Опубликовано 15Дата опубликова Комитет по делам аобретений и открытий при Совете Министров СССР01 г 27/06 УД К 621.317.332.6.53 ,346.1 (088.8) 1971. Бю 1 ЕтЕНЬ Ле ия описания 29 17,1971 Авторы зобретения Д. Литвинов и М, С, Яновский нязьков, Д аявител МЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНОГО КОЭффИЦИЕНТ ОТРАЖЕНИЯ2 Изобретение относится к ооласти радиотехники сверхвысоких частот и предназначено для проведения радиоизмерений в квазиоптической линии передачи (лучевода) миллиметровых и субмиллиметровых волн.Известны измерители комплексното коэффициента отражения для квазиоптической линии передачи, построенные по типу интерферометра Майкельсона.Однако известныс измерители коэффициента отражения весьма трудно поддаются автоиатизации,С целью повышения точности автоматизации процесса измерения в предлагаемом устройстве зеркальный отражатель выполнен в виде двугранного зеркала, установленного под углом 45 к плоскости колебаний падающей на него волны, а обе ортогонально поляризованные отраженные волны, г.ройдя сквозь второй, уравнивающий их ослабления наклонный плоскопараллельный диэлектрический делитель, преобразуются с помощью проволочной решетки во встречно поляризованные. Кроме того детскгором-анализатором и преобразующим поляризацию элементом установлены три последовательно от 1 ражающих луч плоских металлических зеркала, совместно вращающихся вокруг оси лучевода и снабженных датчиком сичусоидального напряже 1 ия двойной частоты вращения секции. На фиг. 1 изображена схема квазиоптического интерферометра; на фиг. 2 - измеритель коэффициента отражения,Параллельный пучок лучей разделяется на5 два направления наклонным зеркалом 1,предсгавляющим собой плоскопараллельнуюпластинку из радиопрозрачного диэлектрика,установленную под углом 45 к осям лучеводов. Одна часть пучка падает на измеряемую10 нагрузку 2, а другая - на плоский зеркальный отражатель 3.Лучи, отраженные от измеряемой нагрузкии отражателя, снова попадают на наклонноезеркало, где испытывают еще одно деление,15 при этом часть энергии возвращается к генератору и поглощается в развязывающем аттенюаторе 4, а другая часть поступает в индикаторное плечо б, где оба луча интерферируютмежду собой. При фиксированном положении20 приемника (таковым может быть волноводнолучевой переход б с детектором 7) и осевомперемещении зеркального отражателя или приизменении фазы коэффициента отражения нагрузки наблюдаются интерференционные мак 25 симумы и минимумы, измерив интенсивностикоторых, можно определить коэффициент стоячей волны (КСВ) в линии передачи либо модуль коэффициента отражения. Фаза коэффициента отражения также может быть измере 30 на путем определения положения и смещениязеркалыюго отражателя, соответствуощих интер 11 еренционпому мичимуму в приемнике,Делитель 8 луча выполнен на основе наклонного зеркала, представляющего собой плоскопараллельную пластинку из радиопрозрачного диэлектрика, установленную под углом 45 к осям лучеводов. В измерительном плече делителя устанавливается измеряемая нагрузка 9, в опорном плече помещен отражатель в виде двугранного металлического зеркала 10 с прямым углом при вершине, повернутого под углом 45 к плоскости падения волны на делите,ь 8, В индикаторном плече установлен другой делитель 11, идентичный делителю 8, который также наклонен под углом 45 к осям лучеводов, но так, что плоскости падения волн на деталях 8 и 11 образуОт прямой угол. В индикаторном плече под углом к Оси лучевода установлены четвертьволновые фазовые секции 12 - 13, представляОщие собой проволочную решетку, позади которой расположен плоский меЯллический отражатель, ЛЯлизатор представляет собой линзовый волноводно-лучевой переход И с детектором 15 в волноводе. Перед линзо помещен поглощающий поляризатор 1 б, Между фазо,вой секцией и анализатором установлена секция 17, состоящая из трех последовательно отражающих луч плоских металлических зеркал, которые хохнут совместно поворачиваться вокруг оси лучевода. Секция 17 снабжена датчиком 18 синусоидального напряжения, состоящего из вращающегося совместно с пей четырехполюсного кольцевого магнита и статора. На выходе, детектора имеется усилитель 19 с измерителем отношений 20 (либо осциллографический индикатор параметров поляризяционеОГО эллипса), а также низ 1 очястотный фазометр 21.Измеритель коэффициента отражения работает следующим образом.В генераторное плечо делителя через развязывающий аттенюатор 22 поступает волна, представляющая собой основную моду колебаний лучевода - линейно-поляризованную волну с практически плоским фазовым фронтом и амплитудным распределением, спадающим к периферии по закону, близкому к гауссовому, Эта волна разделяется делителем 8 на две, одна из которых падает на измеряему;о нагрузку 9, а другая на двугранное зеркало 10. Поскольку двугранное зеркало повернуто на угол а = 45 по отношению к плоскости колебаний падающей на него волны, то отраженная волна оказывается поляризованной ортогонально падающей (электрический вектор отраженной волны поворачивается в процессе отражения на угол 2 а=-90). Эта отраженная волна, так же как и волна, отраженная от испытываемой нагрузки, вторично делится в делителе 8, при этом одна часть их направляется обратно к генератору, где поглоцается в развязывающем аттенюаторе 22, а другая часть поступает в индикаторное плечо 23. Пэтоа 20 д 7 30 35 4 О 4 з 50 55 СОволны в индикаторном плече поляризованы ортотонально друг другу, так как плоскость поляризации одной из волн повернулась на угол 90 после отражения от двугранного зерала, а поляризация волны, отраженной от испытываемой нагрузки, не претерпела изменений,Эти ортогонально поляризованные волны проходят через вгорой делитель 11, уравнивающий ослабления. Нсобходимость установки этого делителя связана с неодинаковым коэффициентох деления волны, поляризованной в плоскости падения и перпендикулярно к ней. Волна, связанная с испытываемой нагрузкой, будучи поляризованной дважды, делится в делителе 8, например в плоскости и- дения, в то время как волна, связанная с 1 вугранным отражателем, первый,раз делится, поляризованная в плоскости падения, а второй раз - перпендикулярно ей. Поэтому вто 1 с уравнивающий делитель 11 устанавливается в индикаторном плече так, чтобы волна, связанная с двугранным отражателех 1, проходила сквозь него, поляризованная в плоскости падения, а волна, связанная с нагрузкой, проходила сквозь него, поляризованная перпендикулярно плоскости падения. Таким образом, каждая из волн испытывает один проход и одно отражение в делителях с поляризацией в плоскости падения и один проход сквозь делитель с поляризацией, перпендикулярно плоскости падения.Затем обе линейно голяризованные волны поступают на фазовуо секцию в которой расстояние между проволочной решеткой и плоскиъ Огрял(ятслю иглсм падения О связаны соотношением а= - ; созО, обеспечивающим четвертьволновую разность хода между вслной, отраженной от решетки и от плоского отражателя. Секция преобразует два плоско- поляризованные под углом 90 колебания в два колебания встречно-поляризованные по кругу. В обшем случае на выходе имеется суперпозиция этих колебаний - эллиптически поляризованное колебание. В случае равенства амплитуд этих колебаний (при Г , =1. КСВ аагруааа --- О) имеем линейно-поляризованное колебание, г случае равенства нулюодного из колеоапий (при 1 агру -- О. КСВ аагруаап =1) полУчаем колЕОание, поляризованное по кругу. Отношение напряженностей полей, из.;еренных анализатором при его располокенни вдоль больцОЙ и малой осей эллипса, соответствует величине КСВ, а фаза нагрузки определяется по углу наклона .эллипса,Измерение может быть проведено путем вращения поляризапионного эллипса относительно неподвижного анализатора, для чего используется система пз трех последовательно отражающих луч, совмест вращающихся металлических зеркал. Поворот системы зеркал на угол т приводит и повороту эллипса293218 Б 22 Фиг.2 оставитель В. Курнык Текред 3. Н, Таранен Редано Коррект О, И. Воакова озо Тиран( 473ий н открытий при Советаушская наб., д. 4/5 Подписное иппстров СССРТипография М 24 Гпавполнграфпрома, Москва, Г, угп Маркса - Энгельса,на угол 2 т, а вращение ее с угловой частотой Р вызывает вращение поляризационного эллипса с частотой 2 И, Отношение максимума к минимуму, соответствующее отношению осей эллипса, измеряется в этом случае измерителем отношений 20, работающим на частоте модуляции генератора СВЧ, а фаза - низкочастотным фазометром 21, на который поступает напряжение продетектированного колебания (огибающая) и опорное напряжение с датчика 18.Предмет изобретения1, Измеритель комплексного коэффициента отражения с наклонным плоскопараллельным диэлектрическим делителем, основанный на интерференции волн, отраженных от измеряемой нагрузки и зеркальното отражателя, отяичаюии 7 ся тем, что, с целью повышения точ 1 з.;А 221 Заказ 184 Ц 11 ИИПИ Комитета по делам изобрет Москва, Ж, ности, зеркальный отражатель выполнен ввиде двугранного зеркала, установленного подуглом 45 к плоскости колебаний падающей нанего волны, а обе ортогонально поляризован 5 ные отраженные волны, пройдя сквозь второй,уравнивающий их ослабления наклонный плоскопараллельный диэлектрический делитель,преобразуются с помощью проволочной решетки во встречно поляризованные,10 2. Измеритель по п. 1, отличаюи 1 ийся тем,что, с целью автоматизации процесса измерения, между детектором-анализатором и преобразующим поляризацию элементом установлены три последовательно отражающих луч15 плоских металлических зеркала, совместновращающихся вокруг оси лучевода и снабженных датчиком синусоидального напряжениядвойной частоты вращения секции,5 г