Измеритель комплексного коэффициента отражения листовых материалов

(5 ИИ АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВУ ственныиоединеи наО. б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ИСАНИЕ ИЗ(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерениям в области СВЧ. Для повышения точности измерения зонды выполнены в виде приемных антенн (ПА) 4 4ь 1 расположенных вокруг излучающей антенны (ИА) 3, В дальней зоне ИА 3 размещен листовой материал 6. Апертуры ПА 44 параллельны апертуре ИА 3. Эл. расстояние между апертурами ПА 4,4 и материалом 6 различаются на значения,кратныа Т/и, где п - число ПА. Устройство содержит также измерители мощности 55 . 2 ил.Изобретение относится к измерениям в области СВЧ, в частности к технике измерения коэффициента отражения тел, расположенных в свободном пространстве и имеющих плоскую поверхность.Цель изобретения - повьппение точности измерений.На Фиг,1 приведена структурная электрическая схема измерителя комплексного коэффициента отражения листовых материалов; на фиг 2 - апертуры излучающей антенны и приемных антенн,Измеритель комплексного коэффициента отражения листовых материалов содержит СВЧ-генератор 1 вентиль 2, излучающую антенну 3, зонды в виде приемных антенн 4-1 - 4-п, измерители мощностей 5-1 - 5-п, листовой материал б.Измеритель комплексного коэффициейта отражения листовых материалов работает следующим образом.Электромагнитная волна от СВЧ-генератора 1 через вентиль 2 направляется (большая ее часть) к листовому материалу 6, а также поступает (меньшая ее часть) в приемные антенны 4-1 - 4-п, Листовой материал 6 размещается на расстоянии 1 от излучателей антенны 3, чтобы можно было пренебречь неплоскостностью фронта излученной волны, Отраженная от листового материала 6 электромагнитная волнапринимается парциально приемными антеннами 4-1, 4-4 - 4-и. Парциальные мощности отраженной электромагнитной волны и электромагнитной волныпрошедшей непосредственно из излучающей антенны 3 в приемные антенны 4-1 4-п, векторно суммируются в плоскостях отсчета измерителей мощности 5-1 - 5-п, Измеренные измерителями 5 мощности значения мощности являются исходными экспериментальными данными для расчета неизвестного комплексного коэффициента отражения листового материала 6. В общем случае измерения абсолютного значения мощности на выходах приемных антенн не требуется, а необходимо индицироватьмощность, получая на выходе 3-го измерителя мощности аппаратурное напряжение П пропорциональное мощности электромагнитной волны, принимаемой 3-й приемной антенной. Если преобразование мощности электромагнитной волны принять идеально линейньп, то для каждого напряжения Б. в тракте 3-й приемной антенны име-1ем модельную Функцию1+аК+А Х+2 А, УЦ Б 1 1 111+ЬК+2 ВХ+2 В" Угде А:-А =а е 1=Ке = Г.-комплексный коэффициент отражения листового материала,расположенного перед раскрывами антенн.При проведении измерений комплексного коэффициента отражения Г отсчитываются значения Б. для каждой 1-йприемной антенны и затем решаетсясистема уравнений (1) относительно5 величины Х и У, а следовательно АВ должны быть известны. Они определяются до проведения измерений комплексного коэффициента отражения спомощью листовых материалов с известным коэффициентом Г отражения.При калибровке измерителя комплексного коэффициента отражения надлежитустановить Зп+2 неизвестных коэффициентов в системе уравнений (1) .Калибровочный листовой материал35с известным комплексным коэффициентом отражения устанавливается на расстоянии 1, от раскрывов антенн,На выходе каждого измерителя мощ 4 п ности считывается напряжение Цгде 3=1,п - номер приемной антенны 4и, соответственно, измерителя мощности.Далее задаются и отсчитываются45 расстояния 1, 1 1 от раскры 9 ффф рвов приемных антенн 4.Для каждого 1-го расстояния отсчитываются напряжений на выходе измерителей мощности.Полученные экспериментальные значения напряжений П вводятся в систему уравнений на основе модельнойфункции (1):1+а. К 2+2 А. Х .+2 А У,.551 1+12 К 2+2 ВХ, +2 ВУгде ь=1,Р;К,Х,К. - модуль, действительная ифмнимая части коэффициентов), л 5 УА =- 2 где У,1 г и Уь 1 21 с;1+Ь 2 К 2) 1+Ь К ) 1+Ь 2 К 2) 5 3отражения калибровочноголистового материала, отсчитываемые относительно значений этих параметров прирасстоянии 1; Б =1,т.е. все уровни мощности в дальнейшем будут иметь смысл приведенных куровню мощности СВЧ-генератора 1 прикалибровке.Производится расчет коэффициентов 10А,1 с, В,1Предварительно система уравнений( а+ 11 для каждой 1-й приемной антенны со своим 1-м измерителем мощности.30Если р5,п систем уравнений (4) (п - число приемных антенн 4) решаются независимо друг от друга с использованием метода наименьших квадратов, т,е. путем перехода к нормальной системе уравнений. Решение системы уравнений дает значения Х ,Х 2,Х .,Х Х , которые позволяют из (3) рассчитать А 1, 1 с: В 4В формуле (7) знак "+" берется,если а.К ( 1, и "-", если а . К1,Измерение комплексного коэффициента отражения листового материала 6.Пластина листового материала устанавливается на расстоянии 1 от раскрыва излучающей антенны 3. Отсчитываются значения У на выходах измери,1телей мощности, 3=1,2п, и - число приемных антенн 4.Полученные значения Б подставляютв формулу (1), получают систему изи уравнений. Неизвестными в ней являются величины Бо и Г(К 0)Комбинируя уравнения попарно, исключают величину Б , получают системууравнений вида:где =1,п;;=,/к;.л =П-01,представим систему (9) в видеКга. +Ха,+ Л 1 =а;, З=1,п. (10)При колйчестве зондов, большем четырех, система уравнений (10) решается методом наименьших квадратов. Результаты решения системы (10) являются измеренные величины: модулькоэффициента отражения К и его фазаВ=агсСд(У/Х). Формула изобретения Измеритель комплексного коэффициента отражения листовых материалов, содержащий СВЧ-генератор, соединенный через вентиль с излучающей антенной, а также зонды, подключенные к соответствующим измерителям мощности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, зонды выполнены в виде приемных антенн, расположенных вокруг излучающей антенны, в дальней зоне которой размещен листовой материал, при этом апертуры приемных антенн параллельны апертуре излучающей антенны, а электрические расстояния. между апертурами приемных антенн и листова материалом различаются по значениям, кратным Ъ/п, где и - число приемных антенн.1355943 4-И Составитель А.Лысоведактор Л.Веселовская Техред А.Кравчук Корректор В.Бутя ираж 7 твенно аказ исно осу м и обретении Ж, Р скв роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,оектная, 4 791/41 ВНИИПИ по д 113035, комитета СССРоткрытич ская наб., д,