Способ контроля распределения поверхностного сопротивления свч-поглотителя и устройство для его осуществления

(51)4 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВСЕШ 1) 3".ИЯ ПЬ. ПИСАН ОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Логинов В,Н. и др, Прибор для контроля локальных поглотителей СВЧ энергии. - Электронная техника.Сер.1.: Электроника СВЧ, 1968, в с, 168-170.Матушкин Н.И., Буртовой Д.П. Диф ференциальные измерения потерь локальных поглотителей. - Радиотехник 1974, вып.29, с, 153-155. измерителисточниксостоящийей 5 и 6автом онатор 1 3 связи е каналы ВЧ-энер- направающей и еритель, тветвите з енных атический измстоячей волн траженнои во ритель егистуемый4 ипе атор СВЧременанни ользо твляю ып. 1 мер моп е с н 3 а аль диэлек по зна е относится к радиоль изобретения - повыизмерений и расширениеемых параметров. Дляпособа контроля ис-во, содержащее объемн длины рные сло(57) Изобретенэлектронике. Цшение точностипределов измеросуществленияпользуется уст РОЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯОПРОТИВЛЕНИЯ СВЧ-ПОГЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕффициента ы, 8 с самописцем, контролиоглотитель 13, толкатель ный резистор 15. При исданного способа и осущего устр-ва обеспечивается егистрация и запись на висимости резонансного отивления резонатора 1 от пол поглотителя 13 в резонаторе 1 мость резонансного сопротивлезонатора 1 от поверхностного ивления поглотителя 13 для данезонатора 1 и заданного диапаастот определяется эксперименпутем введения в резонатор 1 трических стержней с различными чению поверхностными сопротиви, на поверхности которых вдоль этих стержней нанесены равно- по толщине пленки поглощающея. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.бИзобретение относится к радиоэлектронике, в частности к способам бесконтактного радиометрического контроля высокочастотных и электрофизических параметров пленочных внутри- ламповых поглотителей СВЧ-энергии в спиральных ЛБВ, выполненных в виде диэлектрических стержней с нанесеннымна них слоем поглощающего материала.Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение пределов измеряемых параметров.На фиг,1 приведена схема устройства контроля распределения поверхностного сопротивления СВЧ-поглотителя; на фиг.2 - схема объемного резонатора; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг,2," на фиг.4 - зависимость резонансного сопротивления резонатора от поверхностного сопротивления СВЧ-поглотителя.Устройство контроля распределения поверхностного сопротивления СВЧ-погс лотителя содержит объемный резонатор 1, измерительные каналы 2, окно 3 связи, источник 4 СВЧ-энергии, измеритель включающий направленные ответвители 5 и б падающей и отраженной волн, автоматический измеритель 7 коэффициента стоячей волны (КСВ), регистратор 8. Резонатор 1 содержит два отрезка 9 и 10 прямоугольного волновода, отличающиеся своими высотами Ъ и Ь и соединяющий их Е-секу Эториальный рупор 11, лри этом отрезок 9 прямоугольного волновода является короткозамкнутым.1Измерительные каналы 2 выполнены высотой Ь, =1 мм, определяющей разрешающую способность способа, Каналы 2 расположены непосредственно у короткозамыкающей стенки 12 резонатора 1 таким образом, что канал 2 находится в области максимального электричесЛкого поля, канал 2 - в области минимального электрического поля, а1 Нканал 2 - в области промежуточной величины электрического поля резонатора 1. Контролируемый СВЧ-поглотитель 13 устанавливается в однем из каналов 2 таким образом, что его поверхность, контактирующая со спиралью, т.е. спиральной замедляющей системы в лампе бегущей волны (ЛБВ), обращена в полость резонатора 1, а соответствующая поверхность, прилегающая к оболочке ЛБВ, располагается у короткозамыкающей стенки 12 измери-,тельного канала 2.Предлагаемый способ осуществляетсяследующим образом.5Производят автоматическое измерение амплитуды падающей и отраженнойволн с помощью автоматического измерителя 7. После стандартной обработкиэтих величин определяют частотнуюзависимость величины КСВ (Г) в измерительном волноводе. КСВ(Г) = -- - 2 р(К)15сгде 2 (Г) - импеданс резонатора;4 - волновое сопротивлениеволновода,Величина резонансного сопротивления резонатора 1 К ,(х) при различныхположениях (х) поглотителя 13 в егоизмерительном канале 2 определяетсяпо частотной зависимости 2 (Г) в точке, соответствующей минимальному значению КСВ на экране автоматическогоизмерителя 7. Зависимость К (х) регистрируется на регистраторе 8. Приперемещении логлотителя 13 в измерительном канале 2 с помощью толкателя14, связанного зубчатой передачей с 30переменным резистором 15, вырабатывается напряжение П, пропорциональноевеличине перемещения х поглотителя13. Напряжение Н обеспечивает горизонтальное смещение пера самописца.35 В режиме свипирования частоты и перемещения поглотителя 13 в резонаторе1 перо самописца описывает огибающуючастотных зависимостей 2 (Е), чтохарактеризует зависимость резонансного сопрогивления К Р резонатора 1от положения в нем логлотителя 13.Анализ показывает, что значениерезонанс ного сопроивления резонатора1 при пр зчих равных условиях опреде ляется величиной поверхностного сопротивления поглощающей пленки, нанесенной н,з поверхность диэлектрического стержня, геометрией стержня, атакже от носительной величиной элект рического поля в измерительном зазоререзонатора 1. На фиг.3 приведены зависимости резонансного сопротивлениярезонатора К , от значения поверхностного сопротивления К з поглощающей 55 пленки, расположенной на диэлектрическом сгержне.1 Г 1 К:= - -34,4 - ,п 5 Л1355942 Формула где- проводимость материала поглощающей пленки в диапазоне часмстот измерений,глубина скин-слоя в материале 5поглощающего слоя, мм;Л - длина волны, мм.Зависимости а,б,в на фиг.З соответствуют максимальной, промежуточной и минимальной связи измеряемого пог- Ю лотителя с СВЧ-полем резонатора. Как видно из фиг.З, при дискретном изменении связи оказывается возможным производить измерения поверхностногосопротивления поглотителя в диапазоне 15К - К . Этот диапазон измере макс 5 минний величины К з существенно превышаетреализуемый при фиксированной связи. Таким образом, при использовании предлагаемого способа и устройства для его осуществления обеспечивается измерение, регистрацйя и запись .на самописце зависимости резонансного сопротивления резонатора К р, от положения х поглотителя в резонаторе, т.е. К (х), тем самым определяется зависимость Кз(х). Зависимость К Г(К ) для данного ЗО.резонатора и данного диапазона частотопределяется экспериментально путемвведения в резонатор диэлектрическихстержней с различными по значению Кна поверхности .которых по длине нанесены равномерные по толщине пленкипоглощающего слоя. Чувствительность предлагаемого способа может быть существенно (на 4 О несколько порядков) увеличена применением мостовых (балансных) схем измерений. В этом случае измеряется не величина резонансного сопротивления, а изменение величины резонансного сопротивления при введении в резонатор диэлектрического стержня, либо поглотителя. Такое балансное устройство может быть использовано для входного контроля диэлектрических 4стержней, используемых для созданияраспределенных поглотителей ЛБВ,изобретения 1. Способ контроля распределения поверхностного сопротивления СВЧ-поглотителя, заключающийся в перемещении контролируемого СВЧ-поглотителя в измерительном канале объемного резонатора вдоль силовых линий электрической составляющей СВЧ-поля, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения пределов измеряемых параметров, в качестве объемного резонатора используют отрезок линии переда и с аксиально-несимметричной структурой электрического поля в измерительном канале, перестраивают объемный резонатор вблизи его резонансной частоты, регистрируя частотную зависимость резонансного сопротивления объемного резонатора и по минимальному значению частотной зависимости определяют искомый параметр на соответствующем участке СВЧ-поглотителя.2. Устройство контроля распределения поверхностного сопротивления СВЧ- поглотителя, содержащее объемный резонатор с измерительным каналом и окно связи с источником СВЧ-энергии и измерителем, о т л и ч а ю щ е - . е с я тем, что объемный резонатор выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода с рабочим типом колебаний волны Е 1 ОТ, в одном из торцов которого выполнено окно связи, а к другому подсоединены последовательно соединенные Е-секториальный рупор и короткозамкнутый отрезок волновода уменьшенного сечения, в широких стенках и перпендикулярно к ним которого у короткозамкнутого конца выполнен сквозной канал для введения контролируемого СВЧ-поглотителя, при этомдлина Е-секториального рупора составляет .(2 п)Л /4, а длина - (1-5)Я, где п=1,2, Л - длина рабочей волны..Кравцо Заказ 579 1 одписное Тираж 7 С ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 035, Москва, Ж, Рауш