Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 01 К 27 06 50 НСМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН А 8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,.13ЬИэ 1 Р Т";у ное измерениеолны напряже- "ений на сантиандарт. М.,Д. М нени риков с при Г 1.: С ды измерения измерительных радио, 1972,етско лин 12 Я КОМПНИЯ ВОЛс Ю ИЗМЕРЕА ОТРАЖЕ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТНЫ В ВОЛНОВОДЕ(57) Изобретение отнниям на СВЧ электромволноводных трактов,ния - повышение точиза счет уменьшения в к измерераметров зобрете-мерения собственситс г л т лияни Р/77 ЮГ/77 Й/778/Я ) 7, ф(56) Брянский Л.И. Токоэффициента стоячей вния и полных сопротивлметровых волнах. Госст1963, с. 39.Ста В. етона СВЧ ме ем ных отражений фазовращателя. Устр-во,содержит г-р, ответвитель мощности,индикатор мощности, фазовращатель,исследуемую нагрузку. Фазовращательвыполнен в виде неподвижных отрезков6 и 7 волновода (НОВ), соединенныхподвюкным переходом (ПП) 8. НОВ 6 и7 установлены на некотором .расстоянии др. от друга так, что их оси параллельны. Концы ПП 8 выполнены ввиде тонкостенных регуляторных волноводов, скользящих в НОВ 6 и 7 беззначительного зазора. Поперечное се"чение НОВ 7 должно совпадать с сечением волновода на входе исследуемойнагрузки. Размеры поперечного сечения НОВ 6 выбираются такими, чтобына частоте измерений выполнялось условие 7,/ Ъ = (2 Я + 1)/(2 М - 1),где И - целое число,- длиныволн в НОВ 6 и 7. Представление озависимости величины Ф, /1 от Мдает табл. 2 ил. 1 табл.(5) 11 1 2 3 4 56 7 8 9 10/ъ 3,00 166 1,40 1,28 122 1,18 1,15 1,13 1,12 1,10 Изобретение относится к измерениям на сверхвысоких частотах электрома.гнитных параметров волноводных трактов а именно комплексных коэффициФ5 ентов отражения волн разных типов от неоднородностей в волноводах,Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения влияния собственных отра жений фазовращателяНа фиг, 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства для измерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе; на фиг. 2 - конструкция фазовращателя.Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе содержит генератор 1, от ветвитель 2 мощности, индикатор 3 мощности, фазовращатель 4, исследуемая нагрузка 5, а также первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода, подвижный переход 8. 25Устройство для намерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе работает следующим образом.Первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода неодинаковых регулярных волноводов установлены неподвижно на некотором расстоянии друг от друга и так что их оси параллельны. Первый и второй неподвижные отрезки 6 и 7 волновода соеди 35 иены непрерывным подвижным переходом 8, концы которого выполнены в виде тонкостенных регулярных волноводов, скользящих в первом и втором неподвижных отрезках 6 и 7 волноводов без значительного зазора.Дифференциальный фазовый сдвиг(р, вносимый фазовращателем,создается перемещением подвижного перехода 8. При этом изменяются длины используемых участков первого и второго неподвижных отрезков 6 и 7 волновода, которым соответствуют разные длины волны. В результате при неизменной геометрической длине фазовращателя (расстояние между граничными сечени 50 ями 1 и 11 (фиг. 2) его электрическая длина изменяется. Если Ъ,2 - длины волн в первом и втором неподвижных отрезках 6 и 7 волноводов, которым соответствуют постоянные распро 2 пстранения , = (потери в волноводах не учитываются ввиду незначительности), то комплексный коэффициент передачи фазовращателя Б, равенк,(- ), к,е в -к)е8 =е Те = Яе,(1) где Т - комплексный коэффициент передачи перехода.Таким образом Далее, если Г и Г - комплексные коэффициенты отражения в граничных сечениях перехода (сечения 111 и 1 Ч (фиг. 2), то комплексные коэффициенты отражения от входов фазовращателя Би 82 равны2 у 11.-е) ;2 у еБ= е Г, = 8 е ) (3) Поперечное сечение второго неподвижного отрезка 7 волновода должно совпадать с сечением волновода на входе последуемой нагрузки, и следовательно, определяется последней. Размеры поперечного сечения первого неподвижного отрезка 6 волновода выбираются такими, чтобы на частоте измерений выполнялось условие где :1 - целое число.Связь между длиной волны в волноводе и размерами поперечного сечения распространенных форм (прямоугольник, квадрат, круг) дается общеизвестными формулами.Зависимость величины Ъ,/ Э отг И следующая:Значение И может быть взято любйм. Однако, с ростом И, т.е. с уменьшением различия между первым и вторым неподвижными отрезками 6 и 7 волно 5 водов, а следовательно, уменьшением разности- , увеличивается расстояние, на которое нужно переместить подвижный переход 8 фазовращателя 4 для получения нужного фазового сдвига. Это требует увеличения длины фазовращателя.При уменьшении И, т.е, при увеличении различия между первым и вторым неподвижными отрезками 6 и 7 волно водов перемещение подвижного перехода 8 уменьшается, но возрастает длина самого подвюкного перехода 8, при которой отражение от него становится достаточно малым, что также ведет к 20 ,увеличению габаритов фаэовращателя.Наиболее приемлемыми оказываются приблизительно И = 4-7.После выполнения условия 5) получаем 25 2,1 2 Х23+1Ч, =, - 2 У 1 = -(2 В);т = 2, 1 = 21+1)Ч 30 т.е. приращения фаз коэффициентов отражения от входов фазовращателя, кратны дифференциальному фазовому сдвигу причем коэффициенты,кратности являются нечетными числами.Таким образом, предлагаемая конструкция фазовращателя обеспечивает получение дифференциального фазового 40 сдвига при уменьшении влияния собственных отражений на результат измерения Г, Исключается перемещение Исследуемой нагрузки. Предлагаемое решение может быть применено для изме" 45 рения комплексных коэффициентов отражения как в одномодовых, так и в многомодовых волноводах. В первомслучае при использовании готовых ответвителей мощности различие поперечных сечений волноводов на входах фазоъращателя должно создаваться искусственно, например сужением волноводного тракта перед фазовращателем.Во втором случае указанное различиеобеспечивается выбором сечения водновода для нестандартного ответвителямощности, подлежащего разработке. Формула и э о б р е т е н и я2 И+1 Ъ 2 Игде Гав ацелое число;размер широкой стенки для неподвижного прямоугольноговолновода;размер радиуса для неподвижного круглого волновода;длины волн в первом и втором.неподвижных отрезков волноводов. Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения волны в волноводе, включающее последовательно соединенные генератор, ответвитель мощности, фазовращатель, выход которого является выходом для подключения исследуемой нагрузки, и индикатор мощности, подключенный к ответвляющему плечу ответвителя мощности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения влияния собственных отражений фазовращателя, фазовращатель выполнен в виде первого и второго неподвижных отрезков волновода, соединенных подвижным переходом, причем отношение размеров в первом неподвижном переходе а,) к второму неподвижному переходу а) на рабочей частоте, выбирается из ус- ловия